风力发电机组的尾流及其影响

单台风电机组尾流流场模拟李品;王东升;崔岩松【摘要】基于CFD的数值模拟的方法,利用Fluent软件对单台风电机组的尾流流场进行数值模拟,得出尾流区中风速的分布规律,并对模拟结果进行分析.根据Larsen尾流模型,计算得到尾流区风速分布,并将二者结果进行相互验证.结果表明,二者计算结果相符,该方法可为风电场微观选址,合理布置风电机组减少尾流效应不利影响提供参考,并得到Larsen尾流模型的适用条件.【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】5页(P51-55)【关键词】风力涡轮机;尾流流场;CFD数值模拟;微观选址【作者】李品;王东升;崔岩松【作者单位】河北建投新能源有限公司,河北石家庄,050000;东方电气自动控制工程有限公司,四川德阳,618000;河北建投新能源有限公司,河北石家庄,050000【正文语种】中文【中图分类】TK830 引言在风电场中，风经过旋转的风轮后会发生速度大小和方向的变化，这种对初始空气来流的影响称之为风力机的尾流效应。

尾流导致气流中附加风剪切和湍流强度，这会影响下游风力发电机组的疲劳载荷和结构性能等因素，减少风力机的输出功率，进而影响整个风电场的总输出功率。

因此，开展风电机组尾流场的研究对于合理布置风力发电机组，减少风力发电机组间尾流干扰，进而提高整个风电场的发电效率有着重要意义。

国内外许多专家学者对风电机组的尾流效应开展了广泛研究，一类是尾流模型研究方法，这些模型是由学者提出的简化尾流模型，然后利用实验数据检验模型并且进行修正。

比如WAsP采用的Park模型、Ainslie提出的涡粘性尾流模型、Larsen 尾流模型、 Jensen模型、 AV（AeroViroment）尾流模型等等。

其中Larsen模型是基于旋转对称湍流边界层公式的渐进表达式的半解析尾流模型，尾流区边界非线性并且某一点的风速除了与风力机后距离有关还与距离中线的距离有关，更加符合实际，在欧洲风电机组项目标准中被推荐使用。

空气密度按照标准空气密度(1.225kg/m3)计算功率曲线如下。
5.风力发电机的主要种类
竖轴式
横轴式
横轴风力发电机和竖轴风力发电机根据叶片固定轴的方位， 风力发电机可以分为横轴和竖轴两类。竖轴式风电机工作时转轴 方向与风向一致，横轴式风电机转轴方向与风向成直角。 横轴式风电机通常需要不停地变向以保持与风向一致。而 竖轴式风电机则不必如此，因为它可以收集不同来向的风能。 横轴式风电机在世界上占主流位置。 逆风风力发电机和顺风风力发电机 逆风风电机是一种风轮面向来风的横轴式风电机。而对於顺 风风电机，来风是从风轮的背後吹来。大多数的风力发电机是逆 风式的。 单叶片、双叶片和三叶片风力发电机 叶片的数目由很多因素决定，其中包括空气动力效率、复杂 度、成本、噪音、美 学要求等等。大型风力发电机可由1、2或 者3片叶片构成。叶片较少的风力发 电机通常需要更高的转速以 提取风中的能量，因此噪音比较大 。而如果叶片 太多，它们之 间会相互作用而降低系统效率。目前3叶片风电机是主流。从美 学角度上看，3叶片的风电机看上去较为平衡和美观。
抗拉强度：
当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新 排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形 虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提 高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形 的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑 性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现 象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应 力值（b点对应值）称为强度极限或抗拉强度。
齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2。 减振元件增加在齿轮箱与主机架之间。
5.润滑冷却系统
对齿轮和轴承的保护作用： • 减小摩擦和磨损，具有更高 的承载能力，防止胶合。 • 吸收冲击和振动。 • 防止疲劳点蚀。 • 冷却、防锈、抗腐蚀。

风电场的环境问题风电场建设对周边环境影响可分为有利影响和不利影响。

_有利影响(1)充分采用风能资源，削减常规能源的消耗，符合我国能源改革的方向。

而且风能又是可再生能源(即在同一地点相距6~8倍风轮高度的距离后风能又达到原值)。

取之不尽，用之不竭。

(2)风力发电场对比同规模使用燃煤电厂其向大气排放的污染物为零，实现固体、气体零排放。

对爱护大气环境有乐观作用。

(3)风力发电场比燃煤电厂可节约大量淡水资源，削减水环境污染。

特殊是对缺少淡水资源的沿海及干旱地区更重要。

(4)在沿海及旅游区风力机群也是一道风景线，可在肯定程度上反映经济、文化、环境相融洽的程度。

(5)通过实物教育，可增加公众开发自然资源、爱护环境的意识。

二对环境的不利影响1、噪声是公众关怀的一个重要问题风力发电机的噪声是来源于经过叶片的气流和风轮产生的尾流所形成，其强度依靠于叶尖线速度和叶片的空气动力负荷，这种噪声源与风力发电机的机型及塔架设计有关。

噪声影响分为单机影响和机群影响。

单机噪声：为了达到距风机150m处的噪声值小于45dB(A)的要求，厂商在制造时就实行了下措施，风电机选用隔音防震型，变速齿轮箱为减噪型，叶片用减速叶片等。

一般所用风机风轮转速在27r∕min,产生的噪声较小，据厂家介绍，离风机50-150m范围内，噪声级分别为53~33dB(A)°机群噪声：风力发电机机群的排列，是经过风洞试验后确定的，即风机行距在6D(D为风轮直径)，间距在4D~6D风速又恢复到常态，即噪声强度也随着风速减小而明显衰减。

因此不存在风力机群噪声总合影响的问题。

风力机的噪声主要来源于发电机，齿轮箱和浆叶切割空气产生的噪声，当前风力机的噪声水平随着工艺水平的提高而有较大的改善，如国产200kw风力机的噪水平如表1示。

表1国产200KW风力机噪声水平而我们生活中，常见的噪声水平如表2示。

表2生活中常见的噪声源的噪声水平由于上二表可知，风力机的噪声对环境影响不大，在距风力机500m外已基本不受影响。

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液压系统元器件损坏 11、偏航异常噪声原因？ 答案：润滑油或润滑脂严重缺失 偏航阻尼力矩过大 齿轮副轮齿损坏 偏航驱动装置中油位过低 12、偏航不对风原因？ 答案：风向标信号不准确 偏航系统的阻尼力矩过大或过小 偏航制动力矩达不到机组的设计值 偏航系统的偏航齿圈与偏航驱动装置的齿轮之间的齿侧间隙过大 14、偏航计数器故障原因？ 答案：连接螺栓松动 异物侵入 连接电缆损坏 磨损 15、如何降低齿轮箱噪声？ 答案：适当提高齿轮箱精度，进行齿形修缘，增加啮合重合度 提高轴和轴承的刚度 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振 16、控制系统的功能？ 答案：控制系统利用 DSP 微处理机或 PLC 或单片机，在正常运行状态
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2 接班人员酗酒精神状态明显不好。 3 在交接班过程中发生事故紧急操作任务，应暂停交接班，此时接班 人员应听从交班值长指挥， 并积极动协助处理。 4 公司领导风电场场长认为需暂缓交班的其它事项。 401 生产准备人员在移交生产工作中应重点检查以下项目？ 答案： 答案：1 图纸、资料、记录和试验报告； 2 设备、备品配件及专用工具清单； 3 设备质量情况和设备消缺情况及遗留问题； 4 运行监控系统及操作装置； 5 保护、联锁的试验及定值设定的正确性； 6 安全标示、安全设施、指示标志、设备标牌； 7 运行场地、场所。 402 风电机组控制系统应能检测的主要数据并设有要警报信号有 哪些？ 答案： 答案：1 发电机温度、有功与无功功率、电流、电压、频率、转速、 功率因数。 2 风轮转速、变桨距角度。 3 齿轮箱油位与油温。 4 液压装置油位与油压。
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答案：与风电场中各个风电机组建立通信连接 读取并显示风电机组的运行数据 风电机组的远程控制，包括远程开机、停机、左右偏航、复位等 历史运行数据的保存，查询及维护 风机故障报警，故障现场数据的保存与显示 风电机组运行数据的统计，包括日报表、月报表、年报表 绘制风速-功率曲线，风速分布曲线及风速趋势曲线 远程设置风电机组的运行参数 8、双馈变速恒频系统具有什么特点？ 答案：能实现与电网的简单连接，并可实现功率因数的调节 变频器的最大容量仅为发电机额定容量的 1/4-1/3 可以降低风力发电机运行时的噪声水平 由于风力机是变速运行，其运行速度能在一个较宽的范围内被调整到 风力机的最优化数值， 从而获得较高的风能利用率 9、偏航齿圈齿面磨损的原因？ 答案：齿轮的长期啮合运转 相互啮合的齿轮副齿侧间隙中渗入杂质 润滑油或润滑脂严重缺失使齿轮副处于干摩擦状态 10、偏航压力不稳原因？ 答案：液压管路出现渗漏 液压系统的保压蓄能装置出现故障

，首先计算风电场输出功率的联合概率分布，并 由此建立适合多个风电场的可靠性模型与算法。 该模型不但考虑了风的随机性和机组的强迫停运 率，而且还考虑了风电场之间风的相关
性以及尾流效应和环境温度对风电场可靠性的影 响。 应用所建立的风电场发电可靠性模型可以进行含 风电场的电力系统随机生产模拟和风电场的技术 经济评估工作。 2.3含
门的LAN,以保证风力发电数据库的一致性；另一 种方案是把本LAN上的风力发电信息系统转化成 基于Web技术的/体系结构，在网上实现风力发电 数据库信息共享。 本文
介绍了风力发电方面的研究成果，包括风力发电 场的规划方法、含风电场的电力系统潮流计算模 型和方法、风电场对系统电能质量影响的计算方 法以及风力发电信息管理系统的结构和
费用。 可避免费用是并网运行风电场对电力系统贡献的 综合度量，也是评估风电场的重要指标。 3风电场并网运行研究 相对于常规发电厂，风电场在运行中具有两个显 著
特点，其一是风力发电机一般采用异步发电机， 在运行时需要从系统吸收无功功率来建立磁场， 从而使大型风电场并网运行后对局部电网的电压 水平有明显的影响；其二是由于风速为
型风力发电场。预计本世纪末我国风力发电机组 装机容量将接近1000MW。随着大型风力发电场 的开发和建设，风电场规划和运行的研究工作越 来越重要，这是保证风电场经济和
安全运行的基础工作[1]。 本文研究了风力发电场的规划方法，提出了含风 电场的电力系统潮流计算模型和方法，并以实际 系统为例进行了仿真与分析，最后还介绍了风力 发电
用价值。1引言随着全球经济的发展和人口的增 长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的 压力。一方面煤炭、石油和天然气等化石燃料的 储量由于本世纪下半叶的大量开采而日
益减少；另一方面是大量使用化石燃料对自然环 境产生了严重的污染和破坏。这两方面的问题已 经引起世界各国政府和人民的高度重视，并在积 极寻求一条可持续发展的能源道路。

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。

18
飞行员
学习理论，认 识危害
加强训练，提 高技能
听从指挥，保 持间隔
19
前机/后机 A380-800
重型 中型
A380 无 无 无
重型 2分钟
无 无
中型 3分钟 2分钟
无
前机/后机
A380-800 重型 中型
表1：起飞离场非雷达间隔的尾流间隔
A380 无 无 无
重型 无 无 无
中型 3分钟 2分钟
10
尾流的危害
航路巡航：航空器高度难以维持，尤其RVSM运行，导致航 空出现机载防撞系统警告；航空器巡航阶段，受尾流影响，可 能会产生空中超限（过载、超速等）、颠簸伤人等。
进近阶段：更大的前后机间隔，大大降低了指挥效率；低空 尾流增加了CFIT风险；人工飞行阶段，航空器驾驶员过量的操 纵。
11
2008年11月，一架里尔45型号飞机坠毁
5
垂直方向运动
飞机产生的尾流在空中逐渐下沉，下沉速度可 达数百英尺每分钟。尾流的强度和下沉速度会随 着时间和距离逐渐减弱，下沉高度通常达到150米 至270米（500至900英尺）
6
尾流水平方向运动
当大型飞机的尾流接近地面(100到200英尺) 时,其会在略低于半个翼展的高度上以2或3海里/ 小时（1或2米/秒）的速度横向运动。
处上下表面的空气压力差，产生 一对绕着翼尖的闭合涡旋。 尾流是飞机机翼升力的 一个副产物，飞机从 起飞离地到降落的 整个过程中都会 产生尾流。
从飞机的后面看时，尾流 涡旋是
。
对飞行而言，尾流是
一种能量的损失形式
3
飞机重量
尾 流
载荷因素
强
飞行速度
度
空气密度

基于高斯分布的风电场尾流效应计算模型张晓东;张梦雨;白鹤【摘要】风电机组群的尾流效应一直是大型风电场设计与运行优化中不可忽略的问题.随着风电技术的迅速发展,人们对风电场尾流模型的研究越来越重视.目前风电场设计软件中采用的尾流模型难以满足大型风电场尾流效应计算的工程需要.因此在Jensen模型基础上引入服从高斯分布的速度亏损模型,得到了一种新的适用于远场尾流的分析模型,并以此为理论基础建立了多台风电机组的三维尾流效应模型,开发了相应的计算软件.采用新的尾流模型和改进Jensen模型以及修正后的改进Jensen模型分别对丹麦Horns Rev风电场和大丰风电场的部分风电机组进行尾流模拟,将模拟计算的数据和实际运行数据进行对比,结果表明新模型的模拟效果优于其他两种模型.%The wake effect of wind turbines has always been a significant topic of large-sized wind farm design and optimization.With the rapid development of wind power technology,researchers pay more attention to the wake model of wind farms.As present common used wake models used in wind farm design software are hard to satisfy the project needs of wake effect calculation of large-sized wind farm,velocity deficit model following Gaussian distribution has been introduced based on Jensen type models,which is a new analysis model suitable for far-field analytical wake.With the above model as theoretical basis,researchers established 3D discrete wake effect model of more than one wind turbines and developed new calculation software.The new wake model and the improved Jensen model as well as the improved Jensen model after a second modification are used to conduct wake simulations for some windturbines from Denmark Horns Rev offshore wind farm and DaFeng onshore wind farm.The results show that simulation effect of the new model is better than that of the used improved Jensen model and its amended one by comparing simulated calculation result with actual operating data.【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】5页(P99-103)【关键词】风力发电;风电场;全场尾流模型;高斯分布;速度亏损;功率亏损【作者】张晓东;张梦雨;白鹤【作者单位】华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京102206;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京102206;北京金风慧能技术有限公司,北京100176【正文语种】中文【中图分类】TM614随着风力发电技术的进步，风电机组的单机容量增大，风电机组群的规模也在增大。

风电出力特性
对于单台风机而言，风轮的理论最大效率为59.3%,实际效率会更低一些。

对于风电场而言，由于受空气密度、尾流、场用电和线损、风力发电机组利用率、功率曲线保证率、气候影响等因素的影响，风电场上网电力往往较低，大约为风电场理论出力的65-70%，一个装机容量49.5MW的风电场，其最大出力在32.2-34.65MW。

风电出力的变化率大不仅表现在其日出力特性上，同时其季节出力特性也较大。

本文以一装机容量33x1500kW风电场为例，通过一整年的测风资料分析，并计算其上网电量分析，全年日平均出力变化率为33-45%，全年季节平均出力变化率可达20-57%。

图1以春、夏、秋、冬四个季节任选一天的风电出力曲线分析，从图中可以看出，风电电力的日出力变化率较大，春季为1824-34155kW、夏季为0-34155kW、秋季为11513-32742kW、冬季为10099-34115kW，同时因季节的不同，其日出力变化率也相差很大。

图2以春、夏、秋、冬四个季节典型日风电平均出力曲线。

图1 风电场春、夏、秋、冬某日风电实际出力曲线
图2 风电场春、夏、秋、冬典型日风电平均出力曲线因此风电电力由于受自然来风电影响出力波动性很大，具体体现为较大的日变化率和季节变化率，呈现较强的季节性、间歇性。

因此研究风电的出力特性，首先需要研究当地风资源的成因和特点，不同的风能资源呈现出的风电出力完全不同，近期各省市启动的十三五风电规划中，分析总结各地方风能资源特点和已有风电场运行规律，综合评价当地风电出力特性成为重中之重。

风力发电对电网运行的影响及对策近年来，随着全球化石油能源的日益匮乏，加上日本地震带来的核电警示，加快包括风电在内的安全性清洁能源产业的发展已成为大势所趋。

大规模的风力发电需实现并网运行，国外风电大国虽然对风力发电和电网运行积累了一些经验，但由于我国电网结构的特殊性，风力发电和电网运行如何协调发展已成为风电场规划设计和运行中不可回避的最重要课题。

一、我国风力发电对电网运行的影响我国风力资源的富集地区，电网均比较薄弱，风力发电对电网运行的影响主要体现在电网调度、电能质量和电网安全稳定性等方面。

1.1对电网调度的影响风能资源丰富的地区人口稀少、负荷量小、电网结构薄弱等特点，风电功率的输入必然要改变电网的潮流分布，对局部电网的节点电压也将产生较大的影响。

风能本身是不可控的能源，它是否处于发电状态和所发电量基本取决于风速状况，而风速的不稳定性和间歇性决定了风电机组发电量具有较大的波动性和间歇性，并网后的风电场相当于电网的随机扰动源，具有反调节特性，需要电网侧预留出更多的备用电源和调峰容量，由于风力发电的不稳定性，增加了风力发电调度的难度。

1.2对电能质量的影响风电机组输出功率的波动性，使风电机组在运行过程中受湍流效应、尾流效应和塔影效应的影响，造成电压偏差、波动、闪变、谐波和周期性电压脉动等现象，尤其是电压波动和闪变对电网电能质量影响严重。

风力发电机中的异步电动机没有独立的励磁装置，并网前本身无电压，在并网时要伴随高于额定电流5～6倍的冲击电流，导致电网电压大幅度下跌。

在变速风电机组中大量使用的电力电子变频设备会产生谐波和间谐波，谐波和间谐波的出现，会导致电压波形发生畸变。

1.3对电网安全稳定性的影响电网在最初设计和规划时，没考虑到风电机组接入电网末端会改变配电网功率单向流动从而使潮流流向和分布发生改变的特点，造成风电场附近的电网电压超出安全范围，甚至导致电压崩溃。

大规模的风力发电电量注入电网，必将影响电网暂态稳定性和频率稳定性。

湍流强度对风力发电机疲劳载荷的影响分析作者：廖丹来源：《商品与质量·消费视点》2013年第06期摘要：为了分析风场湍流强度对风力发电机载荷的影响，我们利用Bladed软件对软件自带的Demo模型进行了不同湍流强度下各部件的疲劳载荷计算，其结果为风力发电机的设计研发提供了一定的参考依据。

关键词：湍流强度；Bladed软件；疲劳载荷计算一、前言随着科技的不断发展，各行各业对能源的需求量越来越大，矿石燃料已经不能满足人们生产生活的需要。

风能、太阳能、潮汐能等新新能源已经越来越受到重视。

2006年国家气候中心对我国风能资源进行了评价，得出：在不考虑青藏高原的情况下，全国陆地上离地面10m 高度层风能资源技术可开发量为25.48亿kW。

风能是一种清洁的再生能源，分布在我国的广泛地区，为我国的能源需求提供了强有力的补充[1]。

风力发电机组是通过风能带动叶片转动，并将叶片的动能转化为电能。

风机的湍流强度一般是由地形引起的湍流和风机产生的尾流来决定。

风场的湍流强度对风力发电机的载荷、发电量、振动等性能都有着很大的影响。

本文以Bladed软件自带的demo模型为例，通过对不同湍流强度下各主要部件截面的等效疲劳载荷计算，分析湍流强度对风机载荷的影响。

二、湍流的定义湍流是指在短时间内的风速变化。

湍流产生的原因主要有两个：一个是，由于地形的变化造成的空气在流动过程中与地表的摩擦；另一个是由于空气密度差异和气温变化的热效应是的空气团垂直运动。

这两种作用相互关联，互相影响，产生了空气的这种复杂的流动[2]。

湍流强度也称湍流密度，是对湍流总体水平的度量，定义为：试中，为风速U相对于平均风速的标准方差。

湍流强度由地表的粗糙度及高度，以及地貌特征决定。

在IEC、GL等风机设计标准中，一般根据湍流强度将风机的设计等级分类。

表1中，列出了IEC61400-1中的风机设计等级。

可以看出，根据湍流强度的不同，风机分为A、B、C三类[4]。

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。

考虑风速、风向变化及尾流效应的风电场建模杨培宏;胡庆林;付盼;胡忠林【摘要】对风电场建模过程中,确立准确的输入风速模型至关重要.风电场中机组排列密集,风机之间存在尾流效应使得各台风机的输入风速不可能完全相同,尾流效应的强弱与很多因素有关,如:风速、风向、机组的排列布置等.利用MATLAB程序实现在不同风速、风向、风机排列情况下输入风速的计算,模拟实现对风速、风向变化情况下风电场的快速建模.可以较准确地描述出当风速、风向变化时风电场功率输出的变化.通过仿真验证了此方法的正确性,该方法的可移植性高,可用于各种规模风电场输入风速模型的计算.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2016(034)005【总页数】7页(P692-698)【关键词】尾流效应;风速;风向;尾流系数;遮挡面积【作者】杨培宏;胡庆林;付盼;胡忠林【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;东北林业大学机械工程学院,黑龙江哈尔滨150000【正文语种】中文【中图分类】TK81;TM743我国风力发电机组装机容量已经跃居世界首位[1]。

风电场的建模分析所具有的重要意义不言而喻[2]。

在对风电场的建模研究中，风速的精确建模一直是研究重点之一，风速具有时变、不可控等特性，输入风速随时可能发生变化，对于整个风电场来说风速的变化会导致功率输出出现很大程度的波动，在风电场并网过程中将对被并入电力系统产生不可控的扰动。

因此，建立准确的风速模型对风电场运行、调度、规划以及动态性能的相关研究都是十分必要的。

风电场建模过程中经常将所有风机的输入风速视为同一值，忽视了风电场内部风速的变化情况，建模精度较低。

根据能量守恒理论，风吹动风机叶轮旋转后其所携带的能量会减少，风速下降。

除此之外风机之间存在尾流影响，在实际风场中机组排列可能比较密集，这就使得同一台风机可能受到不同风机的尾流影响，尾流效应的强弱与风机排列位置、遮挡面积以及来风方向、风速都有关。

大气工程中湍流对风力发电机组的影响研究随着对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁能源正逐渐得到广泛应用。

然而，大气中存在的湍流对风力发电机组的影响一直是科研人员关注的焦点之一。

本文将深入探讨湍流对风力发电机组的影响，并介绍相关研究进展。

首先，我们来了解一下湍流是什么。

湍流是指流体在运动中形成的混乱无序的流动状态。

大气中湍流的形成与多种因素有关，包括地表的不规则形状、风的各向异性、气流的脉动等。

湍流的存在导致风能的不稳定性，这对风力发电机组的运行造成了挑战。

湍流对风力发电机组的影响体现在多个方面。

首先，湍流会导致风速的波动和扰动，这使得风力发电机组在运行时面临更大的压力和负荷。

风力发电机组需要通过传动系统将风能转化为电能，而湍流引起的风速变化会对传动系统造成额外的压力和损耗，降低整个系统的效率。

其次，湍流还会对叶片的运动产生明显的影响。

湍流的扰动会使得风力发电机组的叶片面临较大的载荷，容易引发叶片的振动和疲劳破损。

长期以来，科研人员通过实验和数值模拟等手段，对叶片的结构和材料进行不断优化，以提高其抗湍流能力和使用寿命。

此外，湍流还会对风力发电机组的发电效果产生影响。

湍流引起的风速变化和能量分布不均匀会影响到风力发电机组的输出功率。

科研人员通过对不同湍流强度和频率条件下的发电效果进行研究，可以为风力发电机组的运行和布局提供理论依据，以提高整个发电系统的效率。

为了更好地理解湍流对风力发电机组的影响，科研人员进行了大量的实验和数值模拟。

其中，风洞实验是重要的手段之一。

通过在风洞中模拟大气环境，科研人员可以观察到湍流对风力发电机组的影响，并得出相关数据和结论。

同时，数值模拟也成为研究湍流影响的重要方法。

通过建立湍流流场模型，运用计算流体力学方法，可以模拟湍流对风力发电机组的影响，从而得出定量的结果。

湍流对风力发电机组的影响研究还面临一些挑战和难题。

首先，湍流的复杂性使得研究工作变得困难。

湍流是一种十分复杂的流动现象，其涉及的尺度范围广泛，变化瞬时，对研究者的要求也较高。

风力发电机组发电性能分析与优化摘要：作为一种新能源，风力发电正在不断的改善环境，其在全球经济和社会发展中的作用是不可估量的。

我国的风力发电已经取得了一些成就，但仍然面临着许多挑战，所以针对发电能力相对较低的机组，急需找到优化其发电能力的方法，本文通过对风力发电机组发电能力的分析，从硬件和软件两个方面排查影响风机发电能力的原因，研究提升风力发电机发电能力的方法。

关键词：风力发电机组；发电性能；优化1风力发电系统组成第一种常见的风力发电机是恒速恒频感应风力发电机，由这种风力发电机构成的风力发电机系统结构，按照从前端到后端的顺序，分别为风轮为主的风力机、齿轮箱、异步发电机、三相并联电容器。

采用定桨距失速调节时，风力发电机输出电压的频率为恒定频率，感应风力发电机会向电网同时吸收有功功率和无功功率。

为解决这一问题，通常采用机组电容器相并联的方法，使整个电网的功率得到改善。

风能的不确定性会导致恒速恒频发电系统的风能利用不足。

第二种双馈异步风力发电机组的结构形式。

绕线式三相异步发电机中的双馈异步发电机，属于目前变速恒频风力发电机的主流机型之一。

定子绕组直接连接到交流电网中，转子绕组机构与变频器直接相连，变频器控制电动机。

双馈异步风力发电机采用双向变流器控制转度，结构较为完整，可实现连续变速运行，风能转换速度高，电能质量好；可以改善对风轮机叶片的机械应力：双馈电机直接连接到电网。

电力电子换流器控制发电机的转子电流和电磁转矩，并且当风速发生变化时，风轮主轴转子转速也随之发生改变，最大可能地捕捉和利用风能，从而提高了能源利用率。

第三种直驱式同步风力发电机组。

同步电动机励磁机组可以使用直流或永磁励磁。

由于转子磁极对的数量众多，电动机的外形尺寸又大又笨重，操作和起吊不方便，价格高昂。

在直流励磁模式的同步电机中，励磁电流决定转子速度，从而控制电磁转矩以捕获最大的风能。

直流励磁的同步电动机，能够降低励磁损耗；永磁同步电动机会产生消磁现象。

浅谈风电机组选型【摘要】风电场机型选择应考虑适合风电场场址的风资源条件，有利于提高风电场的发电效益。

随着国内外风力发电设备制造技术日臻成熟，针对不同区域风资源条件，各风机设备制造厂家已经开发出不同结构型式、不同控制调节方式的风力发电机组可供选择。

发电机组的选型在其中扮演着重要角色，它决定了全场效率的优劣，本文主要分析机组的选型问题，希望对业界风电机组的选型有所帮助，期待我国的风力发电最大化的发挥效益。

【关键词】风电机组选型我国针对固有资源的开发利用已经进入成熟阶段，当下非再生资源的储量已无法满足日益进步的经济需求，人们在日常生活中对于能源的需求逐步加大，环境的问题与资源利用问题也被广大人们所关注，而随着社会的发展进步，风力发电这种可再生清洁能源被广泛利用是发展趋势，所以，我们在设计中对于风力发电机组的选型能否符合效益的生成，是否符合经济效益的提升便是我们重点关注与分析的。

下面以江苏中部某现代农业产业园多能互补风电项目为例谈谈风电机组选型。

1项目概况1.1 项目基本信息江苏中部某风电场位于北纬32°20′~32°42′、东经119°48′~120°18′，地跨长江三角洲和里下河平原。

风机布置区域属于平原，场内地形较平坦，地貌主要为农田、河道及村庄为主。

附近已有部分道路，场外交通较为便利。

本期风电场工程规划装机容量 15MW。

风电场地理位置见图 1-1。

图 1-1 风电场地理位置示意图（省位置(左)、区位置（右））2风电机组型式选择风电场机型选择应考虑适合风电场场址的风资源条件，有利于提高风电场的发电效益。

随着国内外风力发电设备制造技术日臻成熟，针对不同区域风资源条件，各风机设备制造厂家已经开发出不同结构型式、不同控制调节方式的风力发电机组可供选择。

因此，本报告结合项目场址的地形、交通运输情况、风资源条件和风况特征，结合国内外商品化风电机组的制造水平、技术成熟程度，进行本风电项目机组型式选择。