风力发电机调速原理调速方式毕业论文

风力发电机调速原理调速方式毕业论文摘要自从风力机出现时就对风力机的调速有了一定的需求。

调速的主要目标是实现在不同的风速时，把风力机的转速和功率限制在额定值范围内，以保证风力发电机能够安全运行。

早期的风力发电机就已经具有简单的机械装置以实现这些控制目标，这对于早期的小型风力机是可以满足的。

但是风能产业的发展，风力发电机的尺寸及功率的增加，对于调速的要求也日益提高。

本论文简述了风力发电机的调速原理和不同调速方式，以及不同方式的优缺点，还对风力发电机的前景进行了分析和展望。

首先介绍了风力机调速结构在国内外的研究现状，和风力发电的前景与展望，然后介绍了风力发电机要调速可以通过功率调节方式，主要描述了定桨距失速调节和变桨距调节，定桨距失速调节主要叙述了调速原理和它的优缺点及应用；变桨距调节中除了描述了变桨距的调速原理和优缺点及应用还详述了独立变桨、统一变桨和主动失速调节等多种变桨距调速方式。

最后描述了另外一种调速方式就是通过风力发电机变速运行的方式来实现，描述了变转速的原理、分类、优缺点及运用。

关键词：风力发电机；调速原理；调速方式AbstractSince the wind machine appears on a certain demand for speed. The main objective is to achieve speed at different wind speeds, the wind turbine's speed and power limitations within the rating range, in order to ensure safe operation of wind turbines. Early wind turbine has a simple mechanical device to achieve these control objectives, which for small wind turbines is early to meet the. But the development of wind turbines to increase the size and power of the wind energy industry, for the governor's requirements are increasing.This paper outlines the principles of wind turbine speed governor and different ways, and the advantages and disadvantages of different ways, but also the prospects for wind turbines are analyzed and discussed. Firstly introduced wind turbine speed prospect and prospect research status of the structure, and wind power, wind turbines and then introduced to the governor by the power adjustment method, describing the fixed pitch stall regulation and pitch regulation, fixed pitch stall speed adjustment mainly describes the principle and its advantages and disadvantages and applications; pitch adjustment in addition to the governor and the application of the principles and describes the advantages and disadvantages of variable pitch also details the individual pitch, unity pitch and active stall regulation and other pitch speed mode. Finally, the governor described another way is through wind turbines way to achieve variable speed operation, describes the principles of variable speed, classification, advantages and disadvantages of the use.Keywords: wind turbines，governor principle，Speed mode目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2课题研究的现状 (1)1.2.1 风能的发展现状 (1)1.2.2本课题国外的研究现状 (2)1.2.2本课题国内的研究现状 (4)1.3 本课题的研究内容 (5)第二章定桨距失速调节 (6)2.1定桨距失速调节方式 (6)2.2 定桨距失速调节方式的分类 (7)2.2.1偏向式 (7)2.2.2气动阻力式 (12)2.3 定桨距失速调节的优缺点与应用 (13)第三章变桨距调节 (15)3.1 变桨距调节的原理 (15)3.2 变桨距调节的分类 (15)3.2.1 主动失速调节方式 (16)3.2.2统一变桨距调节 (17)3.2.3 独立变桨距调节 (19)3.2.4 机械离心式 (20)3.2.5弹（柔）性变桨距 (23)3.2.6机械离心螺旋副变桨距 (24)3.2.7风压变桨距 (25)3.3 变桨距调速方式的优缺点及应用 (27)第四章变转速运行调节 (28)4.1变转速运行调节的原理 (28)4.2 变转速调节的分类 (28)4.2.1 双速运行 (29)4.2.2 变速运行 (29)4.2.3 变滑差运行 (29)4.3变转速运行调节的优缺点及应用 (29)第五章结论 (30)参考文献 (31)谢辞 (2)第一章绪论1.1 课题研究的背景及意义从古代开始，风就以不同的方式被开发利用，主要是用来磨谷及抽水，但自十八世纪第一次工业革命后进入蒸汽时代以来，风能逐渐被化石燃料所取代，风车仅在农业上用来抽水，与此同时，世界能源消费剧增，能源结构产生了变化，化石能源被迅速消耗（1970年左右出现了石油危机，风能技术发生了一次重大变革）。

从此石油的价格上扬，缺乏石油资源的国家纷纷探究新能源，于是风能产业拉开了序幕。

风能是通过太阳能辐射转化而来，是现在增长最快的清洁、可再生能源。

近些年来，世界各国的风力发电的进展程度都超过了人们的预期。

风力发电技术越来越受到各个国家的重视。

根据世界风能协会的权威专家估计，全世界的风能资源估计达到了280 000万MW，抛开不能利用的，可利用的风能大约有2 000万MW，这对优化能源结构，缓解能源危机，推动全球性的节能减排和新能源发展，对于能源经济健康有序的发展都有着不能低估的影响。

即便是大力发展风电产业迫在眉睫，但我们不得不考虑自然界可利用的风也难以捉摸，无时无刻不在发生变化，这就对于风能的利用有着直接的影响。

所以我们要根据当地的风速，地形，选择合适的风力发电机，选择合理的调速方式就成为风能产业发展的关键问题之一。

1.2课题研究的现状因为自然界的风变幻无穷，风向和大小都不能确定，我们必须保证当风速不等于额定的风速时候，风力发电机的转速以及功率能够受到系统的控制。

经过多年的发展，风力发电机的转速调节技术经历了几个阶段，从定速定桨到变速变桨的运行模式，从并网供电的角度来看也不会影响整个电网的运行了，实现了供电的重要目的。

1.2.1 风能的发展现状风能是一种不可忽视的、清洁的、可再生的新能源，多年就被各个国家纳入电网计划。

对风电以及相关设备的投资和研发力度也逐渐加大，总装机容量呈直线上升。

全球风能理事会在今年2月上旬布了《2013年风力发电发展报告》谈到，2013年全世界风电累计装机容量高达3.1亿kW，是去年的1.125倍，据估计计明年新增装机规模将超过今年。

我们可以知道风电产业发展之迅猛早就超出我们的预估之外。

该年报还显示，2013年累计装机总容量大于2000万kW的国家有五个，分别为中国、美国、德国、西班牙和印度，然而中国处在领头羊的位置，累计总装机容量达到9150万kW，美国的6200万kW和德国的3500万kW紧跟其后，而且中国在2013年也是新增容量排名在前的国家，为1610万kW，紧随其后的德国和英国，分别为324万kW和188万kW。

经过几十年的研究发现，我国的陆地风能储量接近2.亿kW，海上有7.5亿kW 左右，照这样计算我们可开发利用的资源就接近10亿了，据中国报告大厅记者了解：“我们国家的风能产业已经步入正轨，仅2013年前7个月中国风电新增装机就多达500多万千瓦，装机容量排高居榜首，而且发展风电产业的企业已经开始得到回报。

其风能资源分布也很广，在东南沿海地区受台湾海峡的影响，风功率密度高的可达500W/m2以上，低的也在200多W/m2以上，可利用小时数在7500小时左右；“三北”（东北，华北，西北）地区风功率密度低的在200-300W/m2，有的地区高于500 W/m2以上；像由于湖泊和特殊地形的影响也会形成较为丰富风能的内陆地区（如湖南衡山，河南的嵩山，山西的五台山，安徽黄山），还有海上资源都是风能开发利用较好的地方。

近年来，国家电网的覆盖率较以前都有较大程度的提高，这样我们国家要投建大型的风电场就有了保证。

虽然我国风电事业发展时间不长，可是这些年却培养了不少的技术骨干，这就为今后的风电产业发展奠定了人才基础。

虽然我国的风电产业发展迅速，但是跨越式发展未必兼顾了最核心技术的发展，很多设备还得通过进口，这可能会影响风电产业的将来发展，所以大力促进我们的自己的研发能力（包括发电技术和发电设备的研发），在当前来说也是重中之重的，我国的地形复杂每个地方的安装的风机所用的调速技术是不能一概而论的，所以研究调速技术是技术研发的的核心之一。

1.2.2本课题国外的研究现状由于国外发展风力机比国内发展早，尤其是美国，德国，丹麦等国家。

随着技术的发展，风力机发电机正在向50kW—2MW，甚至还有5MW大型风力机发展，同时还朝着集中安装，集中控制的方向发展，也是现在的主流趋势之一。