风力发电的技术综述
风力发电的技术综述
随着社会经济的全面发展，在当今社会能源中，煤炭、天然气等一些传统的能源正在大量的减少，这些都属于不可再生能源。人们开始逐步探索新型能源物质，找出可以去到这些传统能源的新能源。就风能来说，属于一种潜力比较大的新能源。到目前为止，很多国家都对风力发电有了一個比较清醒的认识。本文主要对风力发电的技术进行了简要分析。
标签： 风力发电;原理;技术
引言：
近年来，我国经济飞速的发展，在整体经济发展的同时，能源也在不断地快速消耗，随着我国对能源需求不断提高，特别是对于电力需求的增长，使我国电力事业需要不断的加强供电工作，提高供电能力，保证我国发展的基础能源需求。风力发电技术目前较为成熟，具有很好的商业化前景，在目前传统能源紧缺的情况下，风力发电受到了极大关注。
一、风力发电的原理
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，驱动发电机发电。最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成。空气流动的动能作用在叶轮上，推动叶轮旋转，将动能转换成功、机械能，叶轮的转轴与发电机的转轴相连，带动发电机发电。20世纪，现代风机增加了齿轮箱、偏转系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。齿轮箱可以将很低的风轮转速变为很高的发电机转速，同时也使得发电机易于控制，实现很稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面总是垂直于主风向，风轮沿水平轴旋转，以便产生动力。在变桨距风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心旋转，以便适应不同的风况。在停机时，叶片尖部甩出，以便形成阻尼，液压系统就是在调节叶片桨距、阻尼、停机、刹车等状态下使用。控制系统是现代风力发电机的神经中枢，现代风机是无人值守的：风机的控制系统根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网，对出现的任何异常进行报警，必要时停机。
从风力发电的原理中不难看出，风力发电与风能是密切相关的，因此只有对风能的深入理解，才能更好地理解风力发电技术，在风力发电投入运行之前及运行过程中，不得不考虑风速、风能、风速等级与风速频率、风向等等关于风的因素，因为风具有一定的多变性和不定性，随时都发生着变化，但也不是没有规律可循，因此对风的环境的关注分析是必不可少的。我国风能资源主要分布在东部沿海与岛屿地区、三北（华北、西北、东北）地区、内陆局部地区和海上风能区，从相关统计中可以看出，我国利用风能资源可生产电能陆上年电量为5000亿千瓦时，海上年电量约为7.5亿千瓦时。
一般来说，风速会随着高度的增加而提高，风速沿高度的相对提高因地而异，另外，风速还会随着季节的变化、昼夜变化及地形变化而不同。风速的计算可看考以下公式：
Vn=V1（Zn+Z1）a
其中：Vn——Zn高度处的风速（m/s）
V1——Z1高度处的风速（m/s）
a——风切变指数
测定计算了风速，下一步便能确定出风能，风能是空气运动产生的动能，它的计算公式为：
其中：E——风能（W）
——空气密度（kg/m3）
S——气流截面积（m2）
V——风速（m/s）
风速频率是指一定时间内某风速时数占各风速出现总时数的百分比，风速频率的计算主要是确定某一地区单位面积上全年的风能。
确定了一系列风的参数后，最后要做的工作任务是对风进行测量，测风的目的是为了正确准确估计该地区可被利用的风能的大小，为风力机的安装等提供良好的依据。
二、关于我国风力发电情况的分析
随着风力发电技术的不断进步，我国风电企业的发电体系也在不断健全，实现了不同种策略的应用，其通过一系列的手段实现了发展策略的优化，比如进行了技术进口、吸收技术、自主创新技术模块等的开展，保证了我国风力发电工作的正常开展，实现了一系列的优秀风电设备的普及，这一定程度说明我国这些年的风力发电技术的良好应用趋势。随着科技发展，风电装备制造体系不断健全，也实现了产业的日益集中化，这保证了国产机组技术含量的提升。通过对我国风电机组整机应用模块的分析，可以得知我国的发展现阶段已经基本满足风电发展的需要，但是依然有一些主要设备要依赖进口。这就需要展开风电装备制造业体系的健全，保证其技术的自主创新，进行风电核心技术的积极应用，保证风电关键设备体系的优化。
通过对风力发电技术的探讨可以得知，其是一种综合性的高技术系统工程，
涉及的学科范围比较广泛，比如自动控制领域、空气动力学领域、力学领域等，这些模块都影响了风电组的正常开展。目前来说，我国的风力发电控制技术体系是不健全的，这涉及到风力发电机组的核心技术、体积改进技术等模块，尤其是控制技术的应用影响了风力发电机组的整体效益。
受到内外环境的影响，比如大气气压、湿度、气温等情况的改变，其自然风速是不断变化的，这也与风电场地的综合环境是密切相关的，这就使风力机具备不可控性及其随机性。为了有效优化风能的利用率，进行风力发电机组叶片直径的控制是必要的，保证其风轮良好的转动惯量的控制，从而满足当下风力发电机组的并网及其脱网工作的需要，实现其输入功率的积极控制及其优化。
三、几种常见的风力发电系统及其技术特性
风力发电的主要技术原理是将风能通过转换装置转变成电能，然后输送出去的过程，因此风能输出功率成为了一个很重要的技术参数，风能转换功率的计算公式可参照如下：
其中：P——功率
A——扫风面积，（R为风叶长度）
V——风速
Cp——风能利用系数
另外，在风力发电中，一般风力机的功率越大，风轮直径越大，高速发电风力机叶片数为2-4片，低速风力机为大干4片，风能利用系数一般在0.15-1.5之间，启动风速一般为3-5m/s，额定风速一般为8-20m/s，停机风速一般为15-35m/s，现代风机输出功率一般为几百千瓦到几兆瓦不等。以风力机转速作为分类标准，可以将风力发电机组分为恒速运行风力机和变速运行风力机，以下便对风力发电机组及其控制技术进行分析。
1、恒速风力机和感应发电机构成的风力发电机组
此种风力发电机组的组成部分包括风力机、感应发电机、齿轮箱、电容组、软起动装置、变压器等，在我国现发展阶段的应用最为广泛。在风能发电机正常运行的情况下，风力机的运行速度保持恒定，发电机的极数及齿轮箱决定了其转速的大小。双速发电机可以使风力机以两种不同的速度运行，从而有效提高发电机的输出功率;电容器组能够为发电机提供充足的无功补偿;软起动装置使得风力发电机在切入和切出的运行过程中不产生太大的冲击电流。通常运用定桨距控制技术来控制发电机的功率。此机组具备结构简单、便于控制、维护方便、造价低等优势。但是其也存在一定的局限性，例如，在风速极为不稳定时容易增大机械负载量，引发齿轮箱的故障问题;输出功率不稳定性大;由于叶片特殊的钢连接结构，其对叶片的要求较高等。
2、变速恒频双馈式风力发电
双馈式发电技术是指风力机变速运行，这种风力发电机组的结构包括风力机、齿轮箱、变频器、直流侧电容器、感应机等部分。双馈机的转子由两个变频器与电网相连，定子与电网的连接方式是直接的，此时，机组运行的速度变化范围较大，能够实现机组与电网的能量传输，这种双向传输的方式也大大提高了电力运输的效率。直流侧电容器能够使得直流侧电压值保持在稳定值。变速风力机控制功率的方式不同于恒速风力机，其利用的是变桨距控制技术，桨距角随风速发生相应的改变，保证了风力机能够在足够大的范围内以最佳参数运转，从而有效地提高了风能利用率。与传统的恒速风力机相比，双馈式风力发电机具有更加显著的优势，例如，安全系数高，无需无功补偿，能够自动利用最大风能，风能利用率大，变频器损耗小等，其局限性在于造价较高、控制技术较为复杂，但是由于其突破性优势显著高于局限性，从而在世界范围内获得了广泛的应用。
3、变速风力机和同步发电机构成的风力机组
此种机组也是以变速方式运行，其结构包括同步发电机、全功率变频器、齿轮箱、直流侧电容器等部分。此风力机系统输出功率的方式和双馈式风力发电机存在很大的差异，其是通过两个全功率变频器与电网连接的方式来进行功率输出，实现了与电网的全面隔绝，从而使机组得以顺利的以不同的频率高效运行。此机组采用变桨距控制技术，提高了风能利用率，无需无功补偿支持，采用轻型直流输电技术，便于向偏远地区输送电力。但是由于全功率變频器造价高、投入成本高、损耗大且技术要求高，所以还未能得到广泛应用。但是在今后的发展中，变速风力机和同步发电机组必将成为最新的趋势。
4、海上风力发电
涡轮发电机技术的一个重要的发展趋势就是离岸安装，海上的风能资源比较风度，可选择在一个比较浅的水域内安装风力涡轮发电机，离岸涡轮发电机系统产生的能量比较大，是在附近岸上发电的一倍左右。要想横好的解决电阀跟风电场相连的问题，简单的方法就是利用热量流通空气调节输电系统，能够把电量很好的输送到负载中心。高压直流输电接入电网技术具备的有点包括以下几个方面：
（1）离岸安装涡轮发电机跟大陆的扰动互相隔离;
（2）在电缆上出现功率损耗的情况相对较少;
（3）发送端跟接受端的频率是彼此独立的;
（4）每一根电缆输送的电量都是比较高的;
（5）系统功率流属于可以控制的，也是比较稳定的;
（6）电流经电缆符合影响不到直流输电的距离。
四、结束语
风电正在成为世界性的主流能源之一，其发展潜力是巨大的，随着环境问题的日益突出和能源供应的日趋紧张，可再生能源越来越被人们所重视。我国在风力发电方面虽然起步晚，但是发展迅速而且备受重视。
参考文献：
[1]任丽蓉.我国风力发电现状及其技术发展[J].科技经济市场，2011，（04）.
[2]张鹏.风力发电系统中优化输出技术的方法分析[J].大科技，2012，（19）.
[3]刘春鸽，陈戈.我国风力发电的现状与发展思考[J].农业工程技术（新能源产业），2009，（2）.
风力发电系统的低电压穿越技术综述
ＥＩ ＥＣＴＲＩＣ ＤＲＩＶＥ ２０１３ Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．１１ 电气传动２０１３年第４３卷第１１期
风力发电系统的低电压穿越技术综述
陈亚爱 ，刘劲东 ，周京华 ，周玲玲
（１．北方工业大学电力电子与电气传动工程中心，北京１００１４４； ２．天津瑞能电气有限公司，天津３００３８１）
摘要：随着风电并网容量的比重不断增加，给电力系统的安全稳定带来一系列问题。尤其是当电网电压 跌落时风力发电机组的低电压穿越能力的问题，已成为风电并网技术中的研究热点。结合风电机组的暂态过 程，在对当前国内外研究成果进行分析和归纳基础上，总结了实现低电压穿越的不同技术原理和特点，为风力 发电系统的低电压穿越技术的研究与应用提供参考。 关键词：风电并网；电网电压跌落；低电压穿越 中图分类号：ＴＭ４６；ＴＭ６１４ 文献标识码：Ａ
Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｉｄｅ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ＣＨＥＮ Ｙａ．ａｉ ，ＬＩＵ Ｊｉｎｇ—ｄｏｎｇ ，ＺＨＯＵ Ｊｉｎｇ－ｈｕａ ，ＺＨＯＵ Ｌｉｎｇ—ｌｉｎｇ￣
（Ｉ．Ｔｈｅ ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆ＭｏｔｏｒＤｒｉｖｅｓ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｎｏａｈ Ｃｈｉｎａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１４４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｒ＿ＥｎｅｒｇｙＥｌｅｃｔｒｉｃＴｉａｎｊｉｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｇｒｉｄ，ｉｔ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ａｂｏｕｔ ａ Ｓｅｌａｏｕｓ ｏｆ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ，ｔｈｅ ｌｏｗ ｖｏｈａｇｅ ｒｉｄｅ—ｔｈｒｏｕｇｈ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ ｉｓ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＬＶＲＴ ｗｅｒｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ．Ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔ ｏｆ ＬＶＲＴ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ。 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｓａｇ；ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ ｔｈｒｏｕｇｈ（ＬＶＲＴ）
风力发电低电压穿越技术综述
风力发电低电压穿越技术综述
发表时间：2017-02-23T16:02:48.573Z 来源：《北方建筑》2016年12月第34期 作者： 赵云野
[导读] 随着工业化的进程加快，能源问题日趋尖锐化，世界各国都在开发新的可再生能源，利用风力发电也在全球范围内日趋盛行。
克山龙源风力发电有限公司 黑龙江克山 161600
摘要：随着工业化的进程加快，能源问题日趋尖锐化，世界各国都在开发新的可再生能源，利用风力发电也在全球范围内日趋盛行。我国的风电的装机容量在近几年内也获得了快速地增长。低电压穿越是风力电网中的重要技术，我国的风力电网系统的快速发展对低电压
穿越技术提出了新的要求和挑战。本文分析了风力发电低电压穿越技术。
关键词：风力发电系统；低电压；穿越
1 风力发电机组低电压穿越概念
当今风力发电在电力能源生产的比例中不断扩大，风电能源已经成为一种发展成熟的新型环保动力能源。近年来，国家对于风电建设的投入不断加大，风电装机容量不断增加，在以常规能源发电为基础，风力发电为补充的电能作用互补中，风力发电能够对电力供应故障
做到有效的补充，但风力发电机组在电网发生故障时，向电网输出的电压频率会对电网系统造成一部分影响。因此在风力发电的过程中，
需要注意对风力发电低电压穿越技术进行规范性研究，对电网功率作用、电网供电频率控制输出、风力发电低电压穿越技术进行进一步探
讨，尤其是在LVRT方面进行深刻研究。
在目前各国风力发电机组的运行要求中，对风力发电低电压穿越技术的条件要求都有自成体系的规定。如美国风力发电技术中对由于电压增值导致的电网故障必须将影响深度降至15%的规范电压恒定区间内，如果在风力发电机并网发电运行过程中，以625ms不切机低压
电网穿越，对电网故障可以做到无间断恢复。国内风力发电低压穿越技术的保障恒定值控制在电压增值3S区间段内，当电压额定值域达到
90%的电压区间时，风力发电机组能够在并网不断线的基础上持续运行。
《2024年多时空尺度的风力发电预测方法综述》范文
《多时空尺度的风力发电预测方法综述》篇一
一、引言
随着全球能源结构的转型和环境保护意识的提升，风力发电作为清洁可再生能源的代表，其重要性日益凸显。然而，风力资源的随机性和波动性给电网调度和能源管理带来了巨大挑战。因此，对风力发电进行准确预测成为了一项迫切需求。本文将全面综述多时空尺度的风力发电预测方法，以期为相关研究和应用提供有益的参考。
二、风力发电及其预测的重要性
风力发电是利用风的动能转化为电能的过程。由于风力资源的无限可再生性和环保特性，风力发电在全球范围内得到了广泛的应用。然而，风速的随机性和波动性使得准确预测风力发电的出力变得困难。因此，风力发电预测对于电网调度、能源管理和电力市场等方面具有重要意义。
三、多时空尺度的风力发电预测方法
1. 短期预测
短期预测主要针对未来几小时至一天内的风速和功率进行预测。常用的方法包括物理方法、统计方法和数据驱动方法。物理方法主要基于大气动力学和气象学原理进行预测；统计方法则利用历史数据和气象因素建立统计模型进行预测；数据驱动方法则主要利用机器学习和人工智能技术对历史数据进行学习和预测。 2. 中期预测
中期预测主要针对未来几天至一周内的风速和功率进行预测。与短期预测相比，中期预测更注重对气象因素的变化趋势进行预测。常用的方法包括数值天气预报和动态模型预测等。
3. 长期预测
长期预测主要针对未来数月甚至数年的风速和功率进行预测。由于时间跨度较长，主要关注气候、季节性变化等因素对风速和功率的影响。常用的方法包括气候学方法和基于历史数据的趋势外推等。
四、多时空尺度预测方法的挑战与展望
尽管多时空尺度的风力发电预测方法已经取得了一定的研究成果，但仍面临诸多挑战。首先，不同时空尺度的风速和功率变化受多种因素影响，如何准确捕捉这些因素并建立有效的预测模型是一个难题。其次，现有方法在处理海量数据和实时数据时存在计算复杂度高、实时性差等问题。此外，预测模型的精度和稳定性也需要进一步提高。
风力发电系统运行控制技术综述
江西电力第３５卷２０１１年第１期 ９
文章编号：１００６—３４８Ｘ（２０１１）Ｏ１—０００９—０５
风力发电系统运行控制技术综述
周雁晖 ．李晓峰
（１．荆门供电公司调度信息通信中心，湖北荆门４４８００１；２．吉安供电公司，江西吉安３４３００９）
摘要：风力发电作为一种清洁的新能源具有重要的研究意义，风力发电系统运行控制策略直接关系着风力发电的
效率、安全性和供电质量。本文针对风力发电系统运行控制技术的两个主要方面，即最大风能跟踪控制和恒功率控 制，进行了研究和总结。
关键词：风力发电系统；最大风能跟踪（ＭＰＰＴ）；恒功率控制
中图分类号：ＴＭ６１４ 文献标识码：Ｂ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＺＨＯＵ Ｙａｎ—ｈｕｉ ，ＬＩ Ｘｉａｏ—ｆｅ．ｇ￣
（１．Ｊｉｎｍｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｄｉｓｐａｔｃｈ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｊｉｎｍｅｎ ４４８００１，Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ；２． Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ｊｉ ａｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｊｉ＇ａｎ ３４３００９，Ｊｉａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｌｅａｒ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ，ＳＯ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ｉｔ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｈａｓ
ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｍａｋｅｓ ｇｒｅａｔ ｓｅｎｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ＇ｓ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｎａｍｅｌｙ，Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ（ＭＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ
关于“中国风力发电机技术的发展”的调研报告
关于“中国风力发电机技术的发展”的调研报告报告人：
学号：
班级：
时间：一、风力发电的含义、风力发电的优势和不足以及我国大力发展风力发电面临的
挑战。
风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源，
很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，人们感兴趣的是如何利用
风来发电。利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。
我国在多年来的高速经济发展环境下，对能源的需求与日俱增，目前已经成
为全球第一能源消耗大国。在所有的能源资源中，煤、石油、天然气等生物化学
资源，在提供大量能源的同时也带来了环境污染和高额的成本，已经越来越成为
制约我国经济进一步发展的负面因素。近年来我国的雾霾状况日益严重，主要原
因就是由于优质燃煤供应不足，使得冬季供暖及发电过多的使用污染高的褐煤所
导致。相对而言，风力资源作为可再生能源、清洁无污染，具有巨大的环境效益，
同时由于不需要额外投入资源进行使用，也节省了大量成本，具有很高的经济性。
风能有它自身的优缺点，简单地说，优点有：①清洁，环境效益好；②可再
生，永不枯竭；③基建周期短，投资少；④装机规模灵活；⑤技术相对成熟。缺
点有：①有噪音，会造成视觉污染；②占用大片土地；③不稳定，不可控；④目
前成本仍然很高。接下来将从经济效益和环境效益两方面具体介绍风力发电的优
势和不足。风电项目的经济效益优势：虽然风电项目没有能源成本，但是决定风电项目
经济效益的因素仍然与普通发电项目相似，包括总投资、运营成本与上网电价三
个方面。首先从项目总投资方面来看，风电项目一般包括固定资产投资、融资成
本以及现金成本等方面。总投资过高或融资成本过高都会制约风电项目的经济效
益，其次在运营成本方面，包括经营成本、设备折旧和运行维护成本等内容。最
后在上网电价方面，由于风电项目属于国家鼓励项目，在某些情况下还能够获得
国家在电价上的补贴，因此上网电价一般要比普通的火力发电稍高。总体上看，
风电项目的经济效益优势主要表现在两个方面:一是项目本身的财务效益优势;
海上风力发电技术现状及发展趋势
海上风力发电技术现状及发展趋势
一、本文概述
随着全球能源结构的转型和清洁能源的日益重视，海上风力发电作为可再生能源的重要组成部分，正逐渐崭露头角。本文旨在对海上风力发电技术的现状进行深入剖析，并展望其未来的发展趋势。文章将首先介绍海上风力发电的基本概念、原理及其在全球能源转型中的重要性。随后，将重点阐述当前海上风力发电技术的关键进展，包括风力发电机组的大型化、深远海风电技术的发展以及海上风电与海洋能的融合等。在此基础上，文章将探讨海上风力发电面临的挑战，如海洋环境的复杂性、基础设施建设的高成本等。文章将展望海上风力发电技术的未来发展趋势，包括技术创新、成本控制、政策支持等方面，以期为全球海上风力发电产业的可持续发展提供参考。
二、海上风力发电技术现状
近年来，随着全球能源结构的调整与环保意识的加强，海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，逐渐受到世界各地的重视。目前，海上风力发电技术已经取得了显著的进步，并在全球范围内实现了商业化应用。
在技术层面，海上风力发电的关键技术主要包括风机设计、风机基础结构、海上施工与运维等方面。风机设计方面，现代海上风力发电机组已实现了大型化、高效率、高可靠性，单机容量不断提升，以适应更为复杂和严苛的海上环境。风机基础结构方面，随着技术的发展，已经形成了固定式基础（如单桩基础、三脚架基础等）和浮式基础（如半潜式基础、张力腿平台等）两大类，以适应不同水深和地质条件的需求。
在施工与运维方面，随着工程经验的积累和技术进步，海上风力发电项目的建设周期不断缩短，施工效率不断提高。同时，随着远程监控、智能诊断等技术的应用，海上风力发电项目的运维管理也日趋智能化、精细化，有效提升了项目的运营效率和安全性。
在全球范围内，欧洲是海上风力发电技术的先行者和领导者，特别是英国、德国和荷兰等国家，已经建成了一批规模化的海上风力发电场。亚洲地区，特别是中国，近年来在海上风力发电领域也取得了显著的进展，已成为全球海上风力发电市场的重要力量。
风力发电系统高电压穿越技术综述
第２８卷第６期 ２０１５年６月 广东电力 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ｐ０ＷＥＲ Ｖ０１．２８ ＮＯ．６ Ｊｕｎ．２０１５
风力发电系统高电压穿越技术综述
边晓燕，田春笋，符杨
（上海电力学院电气工程学院，上海２０００９０）
摘要：风电在电力系统中占比的逐年递增给电网的稳定运行带来安全隐患，基于此探讨了电网电压骤升时风电 系统的高电压穿越能力。以当前兆瓦级中的主流风力发电机型为例，分析了电网电压骤升时风电系统的暂态过 程，并探讨了澳大利亚风电并网标准中关于风电高电压穿越的基本要求。在此基础上，总结了目前国内外关于 风电系统高电压穿越的技术研究，并进行分析比较，旨在为风电系统高电压穿越技术的应用提供参考。 关键词：双馈感应发电机；风电；高电压穿越；暂态；风电并网标准 中图分类号：ＴＭ６１４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７．２９Ｏｘ（２Ｏ１５）０６—００２２．０４
Ｓｕｍｍａｒｙ ｏｎ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｉｄｅ－ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ
Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ＢＩＡＮ Ｘｉａｏｙａｎ，ＴＩＡＮ Ｃｈｕｎｓｕｎ・ＦＵ Ｙａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ．－Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ ｙｅａｒｌｙ ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｓａｆｅ ｈａｚａｒｄ ｔｏ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ—ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｅｌ１．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｔｙｐｅ ｏｆ ＭＷ ｇｒａｄｅ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｅｌｌ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｂａｓｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ— ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ・ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏ— ｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ—ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｅ—ｆｅｄ ｉｎｄｕｃｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＤＦＩＧ）；ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ；ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｉｄｅ—ｔｈｒｏｕｇｈ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔ；ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ
风力发电低电压穿越技术综述 2
科技创新导报2018 NO.21Science and Technology Innovation Herald工程技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald26DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.21.026风力发电低电压穿越技术综述周利鹏(华能呼伦贝尔风力发电有限公司 内蒙古呼伦贝尔 021000)摘 要：随着我国经济的快速发展，风电网络的容量占比也随之加大，电力系统安全性面临着严峻的考验，而低电压穿越技术则是实现风电并网的重要因素，当电网出现故障引起电压跌落时，低电压穿越技术能够阻止风力发电机出现脱网运行情况，同时，为电网供给无功功率，使电网快速恢复正常运行状态，安全地度过低电压的时间。本文从分析风机电压跌落暂态现象种类出发，结合电压跌落对风电系统的影响，提出低电压穿越的几种方案。关键词：风力发电 电压跌落 低电压穿越中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)07(c)-0026-02目前，风力发电中电网电压经常出现跌落问题，如何利用低电压穿越技术解决此类问题，是风力发电技术中较为重要的研究课题，针对风电并网问题我国将要制订出新的标准，对于低电压穿越技术测试要求也在不断提高，低电压穿越技术的发展在风力发电业具有重要的意义。1 风机电压跌落暂态现象种类1.1 定速异步发电机在定速异步发电机系统中，其定子与接电网直接连接，电机的定子端出现电压下降现象，是因为电网电压降落而产生的，这样，会引起定子磁链的直流成分，一旦定子磁链出现不对称故障现象，极易产生负序分量。这种现象会使电机转子在高速运行中产生很大的转速差，转速差不断增加，就会使转子的电势随之增大，最后导致转子电流增大。1.2 双馈异步式风力发电机因为双馈异步式风力发电机定子连接原理和定速异步发电机相同，都是与电网相连接，所以也会出现电网电压降落现象，不同的是双馈异步式风力发电机在转子侧面连接AC/DC/AC变流器，转子运行中产生的较大的暂态电流对于电子器件影响很大，会导致电力电子器件寿命缩短和损坏现象，如果在出现电压跌落时想控制电流增大，必然会使变流器的电压增高，电压出现增高也会使变流器损坏，还会使变流器功率不稳定，电网出现不对称故障，发电机电磁转矩的波动较大，使风机齿轮受到伤害，直接影响风机的寿命以及运行状态。1.3 同步直驱式风力发电机在同步直驱式风力发电机系统中，定子没有和电网直接连接，它与电网连接方式是通过背靠背式双PWM变流器，电压跌落现象出现时，会使发电机电网的功率下降，但是发电机的输出功率会及时保持平衡。因为发电机输出输入的功率不稳定，直流母线的电压出现上升现象，而直流母线电压的升高对变流器的安全造成影响，如果使直流母线电压保持稳定，就必然会提高输出电网的电流，这样，变流器会遭受损坏。2 电压跌落对风电系统的影响2.1 FSIG的暂态过程FSIG定子侧和电网直接连接，其特点是转速不能控制并且无功需要吸收，电网电压如果出现跌落，会直接使异步电机转子出现转速的变化，导致转速在暂态过程中出现飞升的问题，使电机出现严重地损坏，大量无功在电网中被异步电机吸收，这些因素都在电网的复原中形成阻碍。2.2 DFIG的暂态过程分析DFIG定子侧直接连接于电网，电网的电压如果出现跌落现象，会使双馈电机的定子与转子磁链之间出现变化，定子与转子磁链暂态直流出现分量，原因是转子磁链的守恒很难突变，而负序分量也会因为出现不对称故障而形成，由定子电压跌落而产生的磁链变化要想抵消，需要暂态电流形成磁链，由于高速旋转的感应电机里的转子，产生的直流暂态分量，使定转子发生电路变化，表现为感应电流、电压发生升高现象，使电子器件的安全值超限，电机的安全性也会下降，对设备造成损坏，DFIG的暂态过程使电磁转矩产生巨大的波动，发动机齿轮箱出现机械冲击，导致风电系统寿命缩短。2.3 PMSG的暂态过程分析PMSG定子侧与电网并未直接连接，而是在两者之间通过变流装置进行连接，网侧两端的变化不会给永磁电机造成影响，所以PMSG比FSIG和DFIG存在明显的优势。电网电压出现跌落现象时，网侧变流器会增大输出电流来使输出功率达到平衡水平，功率输出值达到最大限制值时，输出电流会受到限制，发电机不能马上输出功率而产生出较多的能量，这些能量为母线电容补充能量，使直流母线中的电压升高；当出现不对称跌落现象时，直流侧的波动达到原来的2倍，这样会使变流器以及电容器件安全性降低，电能的输出质量下降。3 风力发电低电压穿越技术实现方案3.1 定速异步发电机中实现低电压穿越定速异步发电机在电压跌落过程中，会出现电磁转速增加，根本原因是由于电磁转动距离缩短，由于定速异步发电机的内部构造简单，变桨控制是针对它最好的办法，这种办法的原理是当检查出故障后，通过及时变桨来缩短电磁转矩，使转速达到稳定水平。定速异步发电机的风机桨叶产生的惯性很大，变桨控制方法要想发挥最好水平，在风机的变桨能力方面要求很高，电网的无功也无法通(下转28页)科技创新导报2018 NO.21Science and Technology Innovation Herald工程技术
风力发电机组控制技术综述及展望
综述 Ｓｕｒｖｅｙ 《电气自动化》２Ｏ１０年第３２卷第５期
风力发电机组控制技术综述及展望
李鹏－宋永端 刘卫 孙黎翔 秦明
（１．北京交通大学智能系统及再生能源研究中心，北京１０００４４；２．国电联合动力技术有限公司风电技术研究所，北京１０００４４）
摘要：风力发电机组的控制技术是风电系统产品研发和设计的关键。针对风电机组复杂非线性动力学特性，综述了国内外控制技术的
研究进展，从风电机组控制系统基本结构、机组分类及特点、动力学特性、控制目标及常见控制算法方面进行了归纳分析，并探讨
了未来风电控制技术混合驱动、载荷评估的发展趋势，以及自主容错、自维持运行的新思路。
关键词：风电机组动力学控制系统 自维持运行
【中图分类号】ＴＭ６１４【文献标识码］Ａ［文章编号】１０００ ３８８６（２０１０）０５—０００１—０５
Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ Ｗｉｎｄ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
Ｌｉ Ｐｅｎｇ Ｓｏｎｇ Ｙｏｎｇｄｕａｎ Ｌｉｕ Ｗｅｉ Ｓｕｎ Ｌｉｘｉａｎｇｚ Ｑｉｎｇ Ｍｉｎｇ￣
（１．１ｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓ￣ｔｅｍ＆Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｌｔｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ） （２．Ｃｈｉｎａ Ｇｕｏｄｉａｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，ＬＴＤ，Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｒ￣ｔｉｔｕｔｅ．Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ａｒｅ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｉｍｐｏａａｎｃｅ ｔｏ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ
风力发电的发展现状与关键技术研究综述
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风力发电的发展现状与关键技术研究综述
作者：魏连华
来源：《城市建设理论研究》2013年第29期
【摘 要】：风力发电作为一种清洁的可再生能源，同时又是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一，因此在世界各地得到迅速发展。本文说明了风力发电的优点及发展现状，并且说明了风力发电的技术关键。
【关键词】：风力发电；发展现状；关键技术；综述
中图分类号：F407.6文献标识码： A
引言
随着世界范围内对能源需求持续增加，化石能源、生物能源等常规能源使用带来的环境问题日益突出，在此背景下，低碳经济即以低能耗、低污染、低排放为基础的能源经济发展模式应运而生，风力发电作为清洁能源的一种，是适应当前经济下国际能源发展的新型发电技术。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电技术是一种利用风能驱动风机桨叶，进而带动发电机组发电的能源技术。由于风能储量丰富、用之不竭、无污染等特点，被各国广泛重视，纷纷投入大量的人力、物力、财力来发展风力发电技术。目前，风电发展正在不断超越其预期的发展速度而发展，并一直保持着世界增长最快能源的地位。
一、风力发电的优点
1、风能是可再生能源，取之不尽用之不竭。风力发电就是用风来发电，利用风力发电有利于可持续发展，不消耗像煤、石油或天然气之类的资源。
2、不污染环境。在目前的规模发电方式中，如火电、核电和水电中，风力发电和水力发电类似，是最洁净、污染最少和对环境影响最小的能源形势。使用风力发电，不排放任何有害气体和废弃物，对人类以及环境都不致造成任何的损害。
3、占用土地少。风电场可以建在荒岛上，沙漠中，甚至建在沿海的浅海中，能减少对耕地的占用。即使是建在可耕地上，只要设计合理，也不影响耕作。