GamesakW风力发电机组介绍

风能发电机一风力机的分类风力机按照风轮轴所在的位置分为：水平轴风力机HAWT (Horizontal-axis wind turbines)和垂直轴风力机V AWT (V ertical-axis wind turbines)，如图1所示。

图1 两种类型的风力机这两种类型的风力机各有优缺点：垂直轴风力机V AWT的优点有：(1) 无需偏航对风系统；(2) 设备在地面，安装维护方便；(3) 制造工艺简单，造价低。

其缺点为：(1) 难以自启动；(2) 易失速；(3) 风能利用率低。

水平轴风力机HAWT的优点有：(1) 转轮相对较高；(2) 占地面积小；(3) 风能利用率高。

其缺点为：(1) 叶片悬臂梁固定，受力大；(2) 设备安装在塔柱顶部，安装维护困难。

其中，水平轴风力机HAWT制作工艺成熟，风能利用率高而被广泛采用。

二风力机的构成下面以水平轴风力机HAWT为例，介绍风力机的组成。

风力发电机主要由风轮（叶片和轮毂）、机舱、高速轴、低速轴、增速齿轮箱、发电机、调向装置、调速装置、刹车制动装置、塔架、避雷装置等组成，如图2所示。

风力机的组成分为三部分：1. 旋转部件主要为风轮，将风能转化为低速旋转的机械能。

2. 发电部件风力机的核心部件，包括发电机、调向装置、调速装置、高速轴、低速轴、增速齿轮箱。

通过增速齿轮箱将低速旋转变成合适的高速旋转。

3. 支撑部件包括塔架和旋转关节。

图2风力机的组成三风力机的工作原理风力发电是将风能转换为机械能，再由机械能转换为电能，所以，风力资源的好坏将是影响风力发电成本的最重要的因素。

风速会随着高度的增加而变大，如图3所示。

图3 风速与高度的关系风力发电机出力受风速变化的影响，图4是风机的典型出力曲线图。

图4 风力机的典型出力曲线当风速达到一定值V min时，风机才能启动，称之为风机的启动风速；当风速达到某一值V r时，使得风机能够满发，称之为额定风速；当风速超过某一值V0时，为避免风机损坏，必须停机，称之为风机的停机风速。

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风力发电机系统
恒速恒频同步风力发电机系统
三要素： （1）同步发电机 （2）调速器 （3）励磁调节器
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恒速恒频同步风力发电机系统
同步风力发电机的定、转子结构
定子铁心
定子绕组
转子磁极 19
恒速恒频同步风力发电机系统
同步风力发电机的基本工作原理 — 产生感应电动势
（1）风力机拖着发电机的转子以恒定 转速n1沿发电机组的结构
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直驱永磁同步风力发电机组
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风力发电机组的基础知识
桨叶的升力与阻力
桨叶的距角
桨叶围绕翼展长度方向的轴 线旋转的角度。显然，桨距角的 变动对桨叶的升力影响很大。
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风力机风能转换效率特性
• 风轮的功率
P
1 2
AV 3Cp
• 风能转换率
Cp f (TSR, )
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风力发电机系统
风力发电机系统的分类：
恒速恒频风力发电机系统
（1）同步发电机系统 （2）笼型异步发电机系统 （3）绕线转子RCC异步发电机系统
变速恒频风力发电机系统
（1）变速恒频鼠笼异步发电机系统（高速） （2）变速恒频双馈异步发电机系统（高速） （3）变速恒频电励磁同步发电机系统（中、低速） （4）变速恒频永磁同步发电机系统（中、低速） （5）变速恒频横向磁通发电机系统（中、低速）
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风力发电机组
风电机组的分类：
（3）按传动机构分类 升速型：用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机。 直驱型：将低速风力机和低速发电机直接连接。
（4）按发电机分类 异步型：笼型单速异步发电机、笼型双速变极异步 发电机；绕线式异步发电机。 同步型：电励磁同步发电机；永磁同步发电机。
（5）按并网方式分类 并网型：直接或间接并入电网，可省却储能环节。 离网型：需配储能环节，也可与柴发、光伏并联运行。

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金风科技
金风科技已有17年的企业发展经历，占中国市场份额20%以上。 是国内率先开始直驱式机组研发、是目前国际上最大的直驱式永磁发电机 机组制造厂家。 有较丰富的使用维护经验，产品质量可靠性较好。 近几年有稳定的发展，2013年新增装机容量占市场份额近10%。 联合动力有市场优势，国电集团在中国风电开发商中居第一位，累计占市 场份额近20%。 采用中速电机，主轴齿箱电机为一体，齿箱采用二级增速，结构紧凑， 3MW机组重量轻30%左右。 两个风轮叶片机组，在中国首先采用。叶片采用独变距。采用两套液压变 距装置，实现叶片独立变距。在叶片结构动力设计上，解决了震动的问题。 湘电是中国最早研发风电的电机企业。 湘电有较大技术实力，在整机制造方面也有稳定的发展。 采用智能控制技术，提高发电量15%。 在年平均风速5.5m/s低风速区，1.5MW机组满发小时数达1800小时以上。 占中国低风速市场较大份额。
可以变速，在Vi-Vn风速捕取较大能量
现已很少采用
液压变距(渗油)、电动变距(不渗油) 现基本采用的型式
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2013年中国风电累计装机排名前20的机组制造商
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 制造商 金风 华锐 联合动力 东汽 明阳 Vestas 湘电风能 上海电气 Gamesa 远景能源 重庆海装 华创 运达 GE 南车风电 Suzlon 华仪 三一电气 许继风电 Nordex 其他 总计 装机台数 14476 9670 5757 5219 3622 3458 1871 2079 3380 1448 1095 1361 1777 1191 1037 649 669 379 290 471 3221 63120 装机容量(MW) 18950.6 15076 8798.5 7938 5542.5 4487.6 3746.5 3617.45 3535.85 2420.6 2061.45 2045.1 2001.25 1809.9 1645.75 901.3 874.18 598 580 574.2 4208.16 91412.89 装机容量占比(%) 20.73% 16.49% 9.63% 8.68% 6.06% 4.91% 4.10% 3.96% 3.87% 2.65% 2.26% 2.24% 2.19% 1.98% 1.80% 0.99% 0.96% 0.65% 0.63% 0.63% 4.60% 100.00%

风力发电机基础知识介绍一、风力发电的现状我国民能资源比较丰富，是风能利用的大国之一，风力提水和风帆运输曾有过辉煌历史。

但风力发电在我国起步较晚，前些年主要是建设小型风力发电机（10KW以下）。

目前50～200W微型风力发电机组已定型投入批量生产，年生产能力达一万台以上；l～20KW容量的中、小型风力发电机组已达到小批量生产阶段。

近几年来正在研制50～200KW大、中型风方发电机组。

据1992年末的统计，已推广使用微型风力发电机组约12万台，总装机容量约16·8MW在国际合作和引进国外机组的条件下，已在新疆、内蒙古等区建立了14个风力发电试验场，安装大、中型风力发电机组多台。

仅新疆达圾城风电场装机容量已突破10MW，其经济效益越来越明显。

据估计，10米高的平均风速高于 5.1m/s的面积约为全世界面积的1/4 （3*10 K㎡）如果按每平方公里的风力发电装机容量为0.33MW计算，则这些面积每年的发电量可达2000TW·h，相当于目前全球总耗电量的2倍。

到1990年为止，全世界风机总装容量约为200MW，大部分是欧洲国和美国。

目前，风机正朝大型化方向发展，我国现已有250~500MW级的成熟风机二、风力发电的特点风能的特点是半连续性的，风能受地形和天气的影响很大，并且还有季节性变化和逐日逐时变化，大部分位于海边，及平原地区也有较丰富的风能资源。

风力发电一般由多个机组组成，利用风力，使转子（由叶片、毂和转轴组成）快速转动；经齿轮带动发电机发电（即是把风能转化为机械能，再由机械能转化为电能）。

但风力、风向、风速都是不稳定的，所以把多个机组产生的电能集中后经过充电控制器，储存到蓄电池，提供给各种负载。

三、风力发电能量的来源通常所说的风能是空气流动所具有的动能。

风力发电就是将空气流动的动能转变为电能。

大风包含着很大的能量。

（风速为9～10m／S的五级风吹到物体表面上的力，每平方米面积上约10kg，风速为20m／S的九级风吹到每平米面积上的力约为50kg，风速为50～60m／s的台风这个力可达200kg。