世界和中国风能资源分布

风⼒发电科普知识（图⽂版）风⼒发电科普知识（图⽂版）⽬录什么是风能？----------------------------------------------------------------------------------4风能来源于何处？----------------------------------------------------------------------------5风功率如何计算？----------------------------------------------------------------------------5全球风能总量有多⼤？----------------------------------------------------------------------6我国风能总量有多少？----------------------------------------------------------------------6风是怎样形成的?-----------------------------------------------------------------------------6⼤⽓运动的受⼒影响是什么？-------------------------------------------------------------6地形对风有什么影响？----------------------------------------------------------------------7什么是海风，陆风；⼭风，⾕风？-------------------------------------------------------7为什么说风能是⼀种绿⾊能源？----------------------------------------------------------8发展风⼒发电具有什么优势？-------------------------------------------------------------9⼈类利⽤风能的历史-------------------------------------------------------------------------9什么是风电场？------------------------------------------------------------------------------10中国风⼒资源分布---------------------------------------------------------------------------11风⼒发电的经济性---------------------------------------------------------------------------12建⽴风电场的应⽤考虑有哪些⽅⾯？---------------------------------------------------13风⼒发电机噪⾳⼤么？---------------------------------------------------------------------14风⼒发电机组的分类及各⾃特点---------------------------------------------------------14风⼒发电机的功率曲线---------------------------------------------------------------------19什么是风⼒发电机的额定输出功率------------------------------------------------------20典型风⼒发电机各部件介绍---------------------------------------------------------------20风⼒发电机的⼯作原理---------------------------------------------------------------------28我国现阶段主要风⼒发电机型的发电过程---------------------------------------------29直驱式风⼒发电机组的特点---------------------------------------------------------------30什么是电⽹？---------------------------------------------------------------------------------32风机并⽹需要考虑哪些⽅⾯？------------------------------------------------------------32并⽹运⾏模式的规模划分------------------------------------------------------------------32风⼒发电机的并⽹有什么好处？---------------------------------------------------------33什么是“防孤岛功能”-----------------------------------------------------------------------33风⼒发电机并⽹运⾏的模式及其特点（根据发电机划分）------------------------33影响风电项⽬投资收益的⼏个因素------------------------------------------------------36风电项⽬开发流程---------------------------------------------------------------------------39风电项⽬的投资构成是什么？------------------------------------------------------------40风⼒发电项⽬的度电成本------------------------------------------------------------------41功率曲线与发电量---------------------------------------------------------------------------42风资源状况的评价指标---------------------------------------------------------------------43知识丰富⽣命！知识就是⼒量！什么是风能？风能就是空⽓的动能,是指风所负载的能量，风能的⼤⼩决定于风速和空⽓的密度。

甘肃酒泉---世界最大风力发电基地世界最大风力发电基地——甘肃酒泉千万千瓦级风力电站工程投资额：1200亿工程期限：2008年——2020年2012年9月，甘肃酒泉风力发电场，敦煌去嘉峪关的公路上，路边的大片风车群。

2008年8月，甘肃酒泉千万千瓦级风电基地建设全面启动，这标志着我国正式步入了打造“风电三峡”工程阶段。

这是国家继西气东输、西油东输、西电东送和青藏铁路之后，西部大开发的又一标志性工程。

冬日的酒泉瓜州县，一排排银白色的风力发电机在碧蓝色天空的映衬下，显得蔚为壮观，分外醒目。

位于甘肃省河西走廊西端的酒泉市是中国风能资源丰富的地区之一，境内的瓜州县被称为“世界风库”，玉门市被称为“风口”。

据气象部门最新风能评估结果表明，酒泉风能资源总储量为1.5亿千瓦，可开发量4000万千瓦以上，可利用面积近1万平方公里。

10米高度风功率密度均在每平方米250-310瓦以上，年平均风速在每秒5.7米以上，年有效风速达6300小时以上，年满负荷发电小时数达2300小时，无破坏性风速，对风能利用极为有利，适宜建设大型并网型风力发电场。

为此，国家在2008年批准了酒泉千万千瓦级风电基地规划。

酒泉风电开发始于1996年，经过10多年的建设，目前已建成5座大型风电场，风电装机规模达到41万千瓦。

风力发电是可再生能源领域最为成熟、最具大规模开发和商业开发条件的发电方式之一。

酒泉风电基地远景风电总装机容量为3565万千瓦，先期计划建设装机容量1065万千瓦。

国家发展和改革委员会主管能源的负责人认为，酒泉千万千瓦级风电基地建设在世界上尚属首例。

建设酒泉千万千瓦级风电基地，需要投资1100亿元至1200亿元，资金全部由商业投入。

目前酒泉风能资源已吸引了国内20多家大型企业前来投资和考察。

目前酒泉正分步实施煤电基地建设目标，酒泉风电项目此前第一期380万KW风电设备招标工作完成。

大连华锐中标179万KW、东方汽轮机中标115万KW、新疆金风中标81万KW、重庆海装中标5万KW.依据项目建设计划，到2010年酒泉风电基地装机容量达到500万KW，到2015年风电装机达到1200万KW，到2020年建成1360万千瓦的装机容量。

风力发电的发展现状及应用风力发电是一种利用风能产生电力的清洁能源技术。

随着全球能源危机的日益加剧和环境问题的日益突出，风力发电作为一种可再生的环保能源，受到了广泛的关注和重视。

在近年来，风力发电技术取得了长足的发展，并在世界范围内得到了广泛的应用。

本文将分析风力发电技术的发展现状及其应用，并探讨风力发电的前景与挑战。

一、风力发电的发展现状1.技术发展概况风力发电技术最早可以追溯到公元前500年的古希腊，当时人们就已经开始利用风力来驱动帆船、提水和磨面。

而现代风力发电技术则始于20世纪70年代，随着科学技术的发展，风力发电技术不断得到改进和完善。

目前，世界各国都在积极开展风力发电技术的研究与应用，一些先进国家已经建成了一大批大型风电场，风力发电技术已经进入了成熟的阶段。

2.全球风力发电市场概况据国际能源署（IEA）的数据统计，截至目前全球共有80多个国家在使用风力发电技术，全球风力发电装机容量已达700GW以上。

其中，中国、美国、德国、印度、西班牙等国家是全球风力发电的领先者，各国在风力发电技术研究、设备制造、风电项目投资等方面均取得了显著的成就。

特别是中国，作为世界上最大的风力发电市场，已经成为全球风电装机容量最大的国家。

3.风电技术的发展趋势风力发电技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：（1）提高发电效率。

随着技术的不断进步，风力发电机组的发电效率不断提高，目前已经达到40%以上。

未来，随着先进材料、先进制造技术的应用，风力发电机组的发电效率有望进一步提升。

（2）减少成本。

随着风力发电技术的发展和普及，风力发电的成本不断下降，有望与传统能源竞争。

据IEA预测，到2030年，风力发电的成本将降至传统能源的水平。

（3）智能化与数字化。

随着物联网、大数据等技术的应用，风力发电设备将更加智能化和数字化，大大提高了运维效率和智能管理水平。

二、风力发电的应用1.风力发电在发电领域的应用风力发电技术主要用于生产电力，目前风力发电已经成为世界上主要的可再生能源之一，在许多国家已经成为电网的重要组成部分。

风能一、定义风能(wind energy)是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源（包括水能，生物能等）。

空气流具有的动能称风能。

空气流速越高，动能越大。

人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，其方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。

到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。

风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。

现代利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能而成为发电机。

在中古与古代则利用风车将收集到的机械能用来磨碎谷物和抽水。

风力被使用在大规模风农场和一些供电被被隔绝的地点，为当地的生活和发展做出了巨大的贡献。

二、特点风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室效应。

存在地球表面一定范围内。

经过长期测量，调查与统计得出的平均风能密度的概况称该范围内能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上。

三、历史作用人类利用风能的历史可以追溯到西元前，但数千年来，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。

但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。

风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。

即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视，比如：美国能源部就曾经调查过，单是德克萨斯州和南达科他州两州的风能密度就足以供应全美国的用电量。

四、来源风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。

太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。

第5讲风能5.1 风能概述5.1.1 风能利用1. 风的形成空气流动所形成的动能称为风能。

风能是太阳能的一种转化形式。

太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均,空气沿水平方向运动形风。

风的形成是空气流动的结果。

风能利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能。

2. 风能特点风不仅能量是很大的，而且它在自然界中所起的作用也是很大的。

它可使山岩发生侵蚀，造成沙漠，形成风海流，它还可在地面作输送水分的工作，水汽主要是由强大的空气流输送的，从而影响气候，造成雨季和旱季。

专家们估计，风中含有的能量，比人类迄今为止所能控制的能量高得多。

全世界每年燃烧煤炭得到的能量，还不到风力在同一时间内提供能量的1％。

可见，风能是地球上重要的能源之一。

合理利用风能，既可减少环境污染，又可减轻越来越大的能源短缺的压力。

自然界中的风能资源是极其巨大的。

据世界气象组织估计，整个地球上可以利用的风能为2*107MW，为地球上可以利用的水能总量的10倍。

风能与其它能源相比，既有其明显的优点，又有其突出的局限性。

风能具有四大优点和三大弱点。

四大优点是：(1) 蕴量巨大(2) 可以再生(3) 分布广泛(4) 没有污染三大弱点是：(1) 密度低这是风能的一个重要缺陷。

由于风能来源于空气的流动，而空气的密度是很小的，因此风力的能量密度也很小。

在各种能源中，风能的含能量是极低的，给其利用带来一定的困难。

(2) 不稳定由于气流瞬息万变，因此风的脉动、日变化、季变化以至年际的变化都十分明显，波动很大，极不稳定。

(3) 地区差异大由于地形的影响，风力的地区差异非常明显。

一个邻近的区域，有利地形下的风力往往是不利地形下风力的几倍甚至几十倍。

3. 风能利用简介(1) 风力提水。

风力提水从古至今一直得到较普遍的应用。

风力提水作为风能利用的主要方式之一，在解决农牧业灌排、边远地区的人畜饮水以及沿海养鱼、制盐等方面都不失为一种简单、可靠、有效的实用技术。

太阳能国内状况：在我国，西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。

根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。

一类地区 为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400 MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。

这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。

尤以西藏西部最为丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。

二类地区 为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡。

这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。

三类地区 为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850 MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/㎡。

主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。

四类地区 是我国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200～5000 MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡。

这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。

五类地区 主要包括四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350～4200 MJ/㎡，相当于日辐射量只有2.5～3.2KWh/㎡。

太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象局取得。

从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括：水平面总辐射，水平面直接辐射和水平面散射辐射。

从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高达7 kWh/㎡。

目录引言 (1)第一章绪论 (6)风能开发与风力发电 (6)风力发电的基本原理 (6)现代风力发电机简介 (6)风力发电的特点 (7)中国风力发电的现状与趋势 (7)中国风能资源的分布 (8)中国风力发电的规划 (8)第二章PSCAD/EMTDC软件简介 (9)PSCAD/EMTDC的程序结构和功能特点 (10)PSCAD软件模块的构成 (10)文件管理系统 (10)建模DRAFT模块 (10)架空线T-LINE和电缆CABLE模块 (11)运行RUN TIME模块 (11)单曲线绘图UNIPLOT和多曲线绘图MULTIPLOT模块 (11)EMTDC模块 (11)利用EMTDC可进行的模似研究范围 (12)PSCAD/EMTDC 的应用 (12)第三章风能数学模型的建立和仿真 (12)风能的数学模型 (13)基本风 (13)阵行风 (13)渐变风 (14)随机噪声风 (14)综合风速表达式 (15)风能的仿真 (15)基本风的仿真 (15)阵形风的仿真 (16)渐变风的仿真 (17)随机噪声风的仿真 (17)综合风的仿真 (18)第四章异步风力发电机的并网 (19)异步发电机的基本原理 (19)异步发电机的基本原理简介 (19)发电机的启动 (19)异步风力发电机的并网方法 (19)直接并网 (20)降压并网 (20)通过晶闸管软并网 (20)软并网系统 (21)软并网控制系统的必要性 (21)软并网系统的结构组成 (21)软并网系统的基本工作原理 (22)软并网的步骤 (22)晶闸管用于风力发电机组软并网装置的优点 (23)晶闸管软并网存在的问题 (23)第五章软并网系统模型的建立 (23) (24)双相晶闸管模型的建立 (24)软启动仿真模型的建立 (24)晶闸管控制电路仿真模型的建立 (26)晶闸管单相控制电路仿真模型的建立 (26) (26)第六章异步风力发电机的软并网仿真 (27)风力发电机直接并网仿真 (28)直接并网仿真模型的建立 (28)风速为7m/s时，发电机直接并网仿真 (28)风力发电机组直接并网仿真分析 (33) (33) (33)风力发电机组软并网仿真 (34)软并网仿真模型的建力 (34)风速为7m/s，软并网仿真 (35)风速为10m/s时，软并网仿真 (40)风速为12m/s，软并网仿真 (45)风速为20m/s时,软并网仿真 (46)风力发电机组软并网仿真分析 (50)仿真波形的分析 (50)结论 (50)参考文献 (51)谢辞 (52)引言作为可再生能源的风力资源以其蕴量巨大；可以再生；分布广泛；没有污染等优势而在各国发展迅速。

全球能源资源的分布及利用能源是人类社会发展的支柱，影响着没个国家和每个人的生产、生活和发展。

目前世界上能源资源的利用和分布情况存在着很大的差异，一些地区能源资源富裕，而另一些地区则缺乏能源资源，因此在全球能源资源利用的问题上，需要进行合理的分配和利用，让每个国家和每个人都能够享有平等发展机会。

一、世界能源资源的分布世界能源资源主要包括石油、煤炭、天然气、水力、核能、风能、太阳能和生物能等不同类型的能源，它们的分布情况在不同地区存在着很大的差异。

1. 石油石油是目前全球最为重要的能源，它主要分布在中东地区、北海地区、加拿大和美国等国家。

其中中东沙特阿拉伯是石油产量最大的国家，约占全球石油产量的1/3；而美国是全球最大的石油消费国。

2. 煤炭煤炭是第二大能源，目前全球煤炭的产量主要分布在中国、俄罗斯和美国等国家。

中国是全球最大的煤炭消费国和煤炭产量国，煤炭生产占据了中国工业的重要地位。

3. 天然气天然气主要分布在俄罗斯、伊朗、卡塔尔等国，其中俄罗斯拥有世界上最大的天然气储备，其次是伊朗。

目前天然气的使用主要用于工业、交通和居民生活领域。

4. 水力水力能源主要分布在中国、巴西、加拿大等国，其中中国是全球最大的水力发电国，由于水能源具有零排放、无噪音、安全可靠等优点，因此水力发电在当今能源深度危机的情况下受到了越来越广泛的重视。

5. 核能核能主要分布在法国、美国、俄罗斯等国，法国是世界上最大的核能电力生产国，核能不仅具有高效、安全、低污染的特点，还能够让国家减少对非可再生资源的依赖。

6. 风能风能主要分布在欧洲、美国和中国等地，其中欧洲是全球最大的风能发电装机容量国家。

风能是清洁能源的代表，可以减少温室气体的排放，保护环境资源。

7. 太阳能太阳能主要分布在全球各个国家和地区，由于太阳能资源具有分散、不稳定等特点，因此在全球范围内需要合理利用，减少资源浪费。

8. 生物质生物质能源主要分布在欧洲和南美等地，其中欧洲是全球最大的生物质发电国家之一，生物质能源不仅可以替代化石能源，还可以解决环境污染等问题。