新能源与分布式发电技术03风能与风力发电
电力行业的风能发电利用风能资源的优势
电力行业的风能发电利用风能资源的优势电力行业的风能发电：利用风能资源的优势随着能源需求的增加和环境保护的要求日益提高，风能作为一种清洁、可再生的能源资源，逐渐受到了全球范围内的重视。
电力行业也逐渐将目光投向了风能的利用，利用风能资源作为电力的重要补充。
本文将探讨电力行业的风能发电，以及风能资源的优势。
一、风能发电的原理和技术风能发电是利用风力驱动风力发电机产生电能的一种技术。
风力发电机主要由风轮、发电机、控制系统等组成。
风轮受到风力作用产生旋转，通过传动系统将机械能转化为电能。
风能发电技术已经相当成熟，并且各国纷纷加大了对风能技术的研发和应用。
二、风能发电的优势1. 清洁环保：风能发电无需燃料，无排放，不产生二氧化碳等温室气体，对环境无污染；2. 可再生：风是一种天然的能源，始终存在于地球上，具有不可耗尽的特点；3. 开发潜力大：全球范围内的风能资源十分丰富，大部分地区都有一定的风能资源，能够满足电力行业的需求；4. 分布广泛：风能资源广泛分布于陆地、沿海和近海等地区，便于各地区的电力行业灵活利用；5. 经济可行：随着风能技术的成熟和推广应用，风能发电的成本逐渐降低，已经具备了一定的经济可行性。
三、风能发电在电力行业的应用1. 大型风电场：在地大风多的地区，可以建设大型风电场，利用风能进行集中发电，为电力系统注入清洁能源；2. 分布式风力发电：在城市和农村等地区，可以利用分布式风力发电系统，将风能转化为电能供当地使用，减少对传统电力输配网的依赖；3. 风能与其他能源的协同发电：风能发电可以与太阳能、水能等其他清洁能源相结合，形成综合能源系统，提高整体的能源利用效率；4. 电力系统的备用电源：将风能发电作为电力系统的备用电源，提高电力系统的可靠性和稳定性。
四、挑战与发展方向尽管风能发电有着广泛的应用前景，但仍面临一些挑战。
例如，风能资源的不稳定性和季节性，需要电力行业加强调度和储能技术的研发应用。
新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响
新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响随着全球能源需求的不断增长，人们对可再生能源和新能源的重视程度也越来越高。
新能源发电和分布式发电作为解决能源危机和环境问题的重要手段，对电力系统产生着深远的影响。
本文将从新能源发电和分布式发电的概念、优势及对电力系统的影响等方面进行阐述。
新能源发电是指以太阳能、风能、水能、地热能等自然资源为主要能源进行发电的方式。
相比传统化石能源发电，新能源发电具有环保、可再生、分布广泛等特点。
而分布式发电是相对于集中式发电而言的，将电力发电设备布置在用户用电端附近，通过网格化管理进行分散供电。
分布式发电可以是基于天然气、光伏、风力等多种能源形式，其优势在于提高了电力供给的安全性和灵活性，降低了供电损耗和传输成本。
新能源发电和分布式发电对电力系统的影响体现在对传统电力系统结构的挑战。
传统的电力系统结构是以集中式发电为主，通过输电线路将电能送到用户端。
而新能源发电和分布式发电的出现，使得电力系统需要逐步从中央化、垄断的传统模式转变为分散、多元化的新模式。
这一挑战将对传统电力系统的规划、建设和运行产生深刻的影响。
新能源发电和分布式发电对电力系统的影响还表现在供需平衡和调度运行方面。
由于新能源发电的不确定性和间歇性，以及分布式发电的不同规模和性质，使得电力系统调度运行难度增加。
新能源发电和分布式发电的渗透会对电力系统的峰谷负荷平衡、电压、频率稳定性等方面带来挑战，需要电力系统进行灵活调度和智能化管理。
新能源发电和分布式发电对电力系统的影响还表现在输电技术和电网安全方面。
新能源发电和分布式发电的增加将加大电网的输电压力，需要电网进行技术升级和设备更新，以应对更多的清洁能源发电。
分布式发电的加载方式多样，可能给传统的输电线路、变压器、保护装置等设备带来新的安全隐患，需要电力系统进行安全风险评估和技术改造。
新能源发电和分布式发电对电力系统的影响还表现在经济利益和市场机制方面。
新能源发电和分布式发电的普及和推广将改变原有的电力市场格局和竞争环境，对发电企业、用户和政府的经济利益都将产生较大的影响。
新能源与分布式发电技术03风能与风力发电
风-光-储-多能互补技术的发展有助于推动我国可再生能源产业的发展和能源结构的优化，提高能源安全 性和可持续性。
04 风力发电的挑战与解决方 案
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风电并网对电网的影响
电压波动
风能的不稳定性可能导致 电网电压波动，影响电力 质量和稳定性。
频率控制
风电并网对电网的频率调 节能力提出了更高的要求， 需要发展相应的控制技术。
调度与控制
风电并网增加了电网的复 杂性，需要发展智能调度 和控制技术，实现风电的 高效利用。
风电场建设的环境问题
土地利用
噪音和视觉污染
风力发电机组的设计和制造需要综合考虑气动性能、机械性能和电气性能等因素， 以确保高效、可靠和安全运行。
风电场并网技术
风电场并网技术是将风电场产生 的电能输送给电网的关键技术， 包括并网逆变器和并网控制系统
等部分。
并网逆变器是将直流电转换为交 流电的关键设备，其性能和稳定 性直接影响风电场的并网效果。
技术创新
随着技术的不断创新和发展，风力发 电的效率和可靠性将得到进一步提升。
未来展望
预计未来风力发电将在全球能源结构 中占据重要地位，为应对气候变化和 推动可持续发展做出贡献。
02 风力发电系统构成
风力发电机组
风力发电机组是风力发电系统的核心组成部分，包括风轮、发电机、塔筒等部分。
风轮将风能转化为机械能，通过传动系统传递给发电机，最终将机械能转化为电能。
并网控制系统负责对风电场进行 监控、调度和保护，确保风电场
新能源发电技术在电力系统中的应用
新能源发电技术在电力系统中的应用随着人们对可持续发展和环境保护的关注不断增加，新能源发电技术在电力系统中的应用变得越来越重要。
新能源发电技术具有清洁、可再生、低碳排放等优势，对实现能源供应的可持续性和保护环境具有重要意义。
本文将介绍几种常见的新能源发电技术，并探讨其在电力系统中的应用。
一、风力发电技术风力发电技术是一种利用风能产生电力的技术。
它利用风机叶片的旋转驱动发电机产生电能。
风力发电技术具有风能资源广泛、排放零污染等优势。
在电力系统中，风力发电技术可以用于分布式发电和集中式发电。
分布式发电是指将多台小型风力发电机连接到电力系统中，可以在城市和农村等地方实现清洁能源的供应。
集中式发电是指将多台大型风力发电机装在一个集中发电场所，通过输电线路将电能传输到城市和工业区域。
二、太阳能发电技术太阳能发电技术是一种利用太阳能产生电能的技术。
太阳能电池是太阳能发电技术的核心设备，将光能转化为电能。
太阳能发电技术具有可再生、清洁无污染等优势。
太阳能发电技术在电力系统中的应用主要包括太阳能光伏发电和太阳能热发电。
太阳能光伏发电是指将太阳能转化为电能，常用于户用光伏系统和大型光伏电站。
太阳能热发电是指利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，再通过热发电装置将热能转化为电能，常用于太阳能热电联产系统。
三、生物能发电技术生物能发电技术是一种利用生物质燃料产生电能的技术。
生物质燃料包括农作物秸秆、森林废弃物、食品加工废料等可再生可持续的生物质资源。
生物能发电技术可以通过燃烧、气化、发酵等方式将生物质燃料转化为热能或燃气，再通过热发电或燃气发电装置产生电能。
生物能发电技术具有资源丰富、环境友好等优势，可以用于乡村区域的电力供应和生活垃圾的能量回收利用。
四、地热发电技术地热发电技术是一种利用地球内部的热能产生电能的技术。
地热能是地球内部的热能资源，可以通过地热发电装置将地热能转化为电能。
地热发电技术具有资源丰富、连续稳定等优势。
新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响
新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响随着能源需求的增长和环境保护意识的增强，新能源发电逐渐成为替代传统能源的重要途径。
同时，分布式发电作为新能源发展的一种方式，也逐渐受到了广泛的关注。
然而，新能源发电和分布式发电对电力系统的影响也变得越来越重要。
一、新能源发电的影响新能源发电是指利用太阳能、风能、水能、地热能等非化石能源进行发电。
相比传统的燃煤发电和核电，新能源发电具有环保、清洁、可再生等优点。
但同时也存在一些问题和挑战。
1. 不稳定性由于新能源发电依赖自然能源，如风、光、水等，因此其产量不稳定，会受到天气状况等因素的影响。
这种不稳定性会对电力系统的稳定性和可靠性产生影响。
2. 接入难度与传统发电方式不同，新能源发电需要建造全新的发电设施，并接入电网。
这需要大量的资金投入和技术支持，并且需要遵守一系列规定和标准。
这种接入难度也会对新能源发电的推广和发展造成一定的限制。
3. 网络安全由于新能源发电对电力系统的影响较大，同时也更加依赖信息网络和通信技术，因此其网络安全将成为一个重要的问题。
一旦遭受网络攻击或其他安全威胁，将会对整个电力系统的稳定性和可靠性产生影响。
二、分布式发电的影响分布式发电是指将发电设备分散布置在用户端，按照需要进行发电。
与传统的集中式发电不同，分布式发电可以充分利用分布在各个地方的能源资源，同时也提高了电力系统的可靠性和稳定性。
但同时也存在一些问题和挑战。
1. 电网影响分布式发电需要接入电力系统，因此其对电网的影响成为一个不容忽视的问题。
分布式发电会增加电源端和负荷端变电站的数量，对电网的运行和维护也提出了更高的要求。
2. 比例问题分布式发电的比例越高，其对电力系统的影响也越大。
在一些地区，分布式发电可能成为电网的主要组成部分，而这就需要更加完善的管理和控制系统。
分布式发电的设备数量众多，其稳定性将直接影响电力系统的稳定性。
如果分布式发电设备存在故障或停运，将会对电力系统的稳定性产生影响。
风力发电ppt较详细PPT课件
市场推广
通过宣传和教育，提高公 众对风力发电的认识和接 受度，促进市场需求增长。
竞争环境
建立公平的市场竞争机制， 打破行业垄断，吸引更多 企业参与风力发电项目的 投资和建设。
技术瓶颈与解决方案
风能利用率
提高风能利用率，降低风能成本， 是当前面临的主要技术瓶颈之一。 通过研发更高效的风力发电机组 和优化风电场布局，可以提高风
能利用率。
储能技术
发展储能技术，解决风能发电的 间歇性问题。例如，利用电池、 抽水蓄能、压缩空气储能等技术， 实现风电场的有功无功调节和调
峰填谷。
输电技术
加强智能电网建设和特高压输电 技术的研究，提高风电并网和远
距离输送的能力，降低损耗。
环境保护与可持续发展
减少对环境的影响
合理规划风电场的位置和规模，避免对生态环境造成破坏。同时，加强风电设备 的噪声和视觉污染治理，降低对周边居民的影响。
海上风电发展
海上风电资源丰富，未来 将有更多的海上风电项目 建成并投入运营。
风力发电与其他可再生能源的结合
太阳能与风能结合
太阳能和风能在时间和地域上具有互补性，结合使用可提高可再 生能源的利用效率。
风能与水能结合
风能和水能在动力转换上具有协同效应，结合使用可实现能源的更 高效利用。
多种可再生能源的综合利用
风力发电的优势与局限性
优势
风能是一种可再生能源，利用风能发电有助于减少化石燃料的消耗和温室气体 排放；风能分布广泛，可利用风能资源丰富；风力发电技术成熟，经济效益逐 渐提高。
局限性
风能是一种间歇性能源，受天气和季节影响较大；风力发电机组占地面积较大， 对土地资源有一定需求；风力发电在建设、维护和拆除过程中可能对环境产生 一定影响。
新能源发电技术资料
新能源发电技术资料随着能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视，新能源发电技术成为了当今世界发展的热点话题。
新能源发电技术与传统能源发电技术相比，具有环保、可持续、高效等优势，对于解决能源紧缺和减少二氧化碳排放具有重要意义。
本文将从太阳能、风能和水能等几个方面介绍新能源发电技术的相关资料。
一、太阳能发电技术资料太阳能是一种广泛存在且取之不尽的能源，通过太阳能发电技术可以将太阳辐射转化为电能。
太阳能发电技术主要包括光伏发电和热发电两种形式。
1. 光伏发电光伏发电是将太阳能转化为直流电能的过程。
光伏电池是光伏发电的核心组件，它将太阳光中的光子转化为电能。
光伏电池的主要材料是硅，通过P-N结构形成正负载流。
光伏发电系统通常由光伏电池组、逆变器、电网连接等组成。
根据需要，可以选择单晶硅、多晶硅、非晶硅等不同类型的光伏电池。
光伏发电技术广泛应用于太阳能电站、分布式发电和光伏扶贫等领域。
2. 热发电热发电利用太阳能将水加热为蒸汽，蒸汽驱动涡轮机产生动力，进而驱动发电机发电。
热发电系统包括太阳能集热器、锅炉、涡轮机和发电机等部件。
热发电技术常见的应用形式有塔式集热式、槽式和碟式等。
热发电技术广泛应用于太阳能热电站、工业生产和农村供热等领域。
二、风能发电技术资料风能是一种可再生的清洁能源，通过风能发电技术可以将风的动能转化为电能。
风能发电技术主要有风力发电和风能热泵两种形式。
1. 风力发电风力发电是利用风的动能驱动风轮旋转，通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电机一般由风轮、轴、发电机和塔架等组成。
根据风轮的形式，风力发电机可以分为水平轴风力发电和垂直轴风力发电两种。
风力发电技术广泛应用于风电场、离岸风电和家庭小型风力发电等领域。
2. 风能热泵风能热泵是利用风能将低温能量转化为高温能量的过程。
风能热泵系统一般由风能热能转化装置、热泵系统和热源系统等组成。
风能热泵技术主要应用于供暖、供热和制冷等领域。
三、水能发电技术资料水能是一种丰富的可再生能源，在水能发电技术中主要应用于水力发电和潮汐能发电。
新能源发电技术教学大纲
《新能源发电技术》课程教学大纲课程编号：G0110764学时数：16学分数：1适用专业：电气工程及其自动化专业本科学生先修课程：电力系统分析、电力电子技术考核方式：考查一、课程的性质和任务通过学习使学生了解太阳光伏、太阳热能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等可再生能源发电及燃料电池发电技术；了解电力系统中的各种储能技术及最新发展，包括超导储能、飞轮储能、电池储能、超级电容及抽水蓄能技术等；了解用于可再生能源的电力变换技术，包括变换拓扑、工作原理及性能分析；以及分布式发电系统和主干系统的相互影响及其运行与控制；了解国内外最新的可再生能源发电应用工程情况等。
二、教学内容与要求理论教学（学时：48）第一章能源概述（1学时）教学目的与要求：了解能源的概念；掌握能源分类方法；了解能源与环境关系；理解新能源分类及发展的重要意义。
1、能源利用的历史2、能源的概念3、能源与环境问题4、新能源发展战略第二章太阳能及其利用（2学时）教学目的与要求：了解太阳能资源及分布情况；掌握太阳能的利用方式；了解太阳能的直接利用方式；理解太阳能热发电系统原理，掌握太阳能热发电系统特点及应用形式；理解光伏发电原理，了解光伏发电的类型，掌握光伏发电系统的构成和特点。
1、太阳能资源及其分布2、太阳能的利用方式3、太阳能直接热利用4、太阳能热发电5、太阳能光伏发电6、太阳能光伏发电的发展第三章风能与风力发电（2学时）教学目的与要求：了解风能资源分布；了解风力机的种类和特点；了解水平轴风力机结构，理解风能利用系数等基本概念，理解工作风速的概念，了解风力机功率调节方式；掌握风电场的特点；了解风力发电的发展方向。
1、风能利用的历史2、风和风资源3、风力机的种类4、水平轴风力机的结构和原理5、风力发电机组6、风电场7、风电的发展第四章潮汐能与潮汐发电（2学时）教学目的与要求：了解潮汐的利用方式；掌握潮汐的特征和类型；理解潮汐发电的方式，了解潮汐电站的结构；掌握潮汐发电的特点；了解潮汐发电的发展。
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2020/4/28
§3.1 风能利用的历史
公元前数世纪我国人民就开始利用风力提水、灌溉、磨面、 舂米等。 1300多年前宋代的一种垂直轴“走马灯式” ，一直沿用到 新中国成立（见教材）。 中国沿海沿江地区的风力提水灌溉或制盐的做法，曾经非 常盛行，仅在江苏沿海利用风力的设备就曾多达……。 我国使用最广泛的是“斜杆式”风车，直到今天，沿海地 区农田和盐场中仍有上千台之多。
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§3.2.1 风的形成
按照形成原因，风有信风、海陆风和山谷风等。 （1）信风 赤道附近气温高，热气上升；两极气温低，冷气下 降，相互填补空缺 ，冷空气在地面附近从两极流向赤道(高空 反之)。地球自西向东转，北半球东北风，南半球东南风。 （2）海陆风 海洋热容量大。白天日照下陆地温度比海面高， 热空气上升，海面冷空气在地表附近流向陆地，这就是海风。 夜间，陆地比海洋冷却得快，形成流向海洋的陆风。 （3）山谷风 白天山坡朝阳面受热较多，空气上升；低凹处受 热少，冷空气从山谷流向山坡，形成谷风。夜间，山坡降温幅 度大，冷空气则沿山坡向下流动，形成山风。
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§3.2 风和风资源
§3.2.1 风的形成
地球转动，地表的地形差异，以及云层遮挡和太阳辐射角度的 差别，使地面受热不均。 不同地区的温差和空气中水蒸汽含量不同，形成不同的气压区。 空气从高气压区域向低气压区域的自然流动，称为大气运动。 在气象学上，一般把垂直方向的大气运动称为气流，水平方向 的大气运动就是风。
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§3.3 风力机的种类
各种类型的风力机，都至少包括叶片（有些称为桨叶）、 轮毂、转轴、支架（有些称为塔架）等部分。其中由叶片 和轮毂等构成的旋转部分又称为风轮。
按转轴与风向的关系，风力机大体上可分为两类： －水平轴风力机（风轮的旋转轴与风向平行）； －垂直轴风力机（风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向）。
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§3.3.1 水平轴风力机
(1)荷兰式风力机 12世纪初荷兰人发明，曾在欧洲(荷、比、西等国)广泛使用。 这可能是出现最早的水平轴风力机。 荷兰风车有两种形式，详见教材。
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§3.3.1 水平轴风力机
(2)螺旋桨式风力机 螺旋桨式水平轴风力机目前技术最成熟、生产量最多。 其翼型与飞机的翼型类似，一般多为双叶片或三叶片，也有少 量用单叶片或四叶片以上的。
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§3.1 风能利用的历史
人类利用风能的历史，至少可以追溯到5000多年以前。 埃及可能是最先利用风能的国家。 趣闻：风能与金字塔（见教材） 2000多年以前，人类开始利用风的力量进行生产，例如靠 风力带动简易装置来碾米磨面、引水灌溉。 公元前几百年，亚洲的巴比伦人、波斯人也开始利用风能。 公元10世纪，伊斯兰人开始用风车提水。到11世纪，风车 在中东地区已经获得广泛的应用。
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§3.3.1 水平轴风力机
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§3.2.2 风的描述
（1）风向 就是风吹来的方向。例如，南风。
早在商代，就有对风向的定义和观测，见教材
（2）风速 就是单位时间内空气在水平方向上移动的距离。 通常指一段时间内的风速的算术平均值。
（3）风能和风能密度
风中流动的空气所具有的能量，称为风能。 风能密度，就是单位面积上流过的风能。
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§3.1 风能利用的历史
12世纪，风车的概念和设计从中东传入欧洲。 荷兰人发明了水平转轴的塔形风车，并且很快风靡北欧。 唐吉诃德大战风车的故事听说过吧？（教材引例故事） 除了磨面、榨油、造纸、锯木等生产作业之外， 在比利时等地势较低国家还用风车来排水。
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§3.1 风能利用的历史
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§3.2.1 风的形成
一般，在晴朗而且昼夜温差较大的沿海地区，白天吹来海风， 夜晚则有陆风吹向海上。 在山区，白天谷风从谷底向山上吹，晚上山风从山上向山下吹。 大陆与海洋的热容量差别，还会形成季节性的气压变化。以中 国的华北地区为例，冬季内陆气温低，多形成高气压区，空气 流向东南方向的海洋低气压区，所以在冬季多刮西北风。而夏 季正好相反，我国大部分地区常刮东南风。 。
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§3.2.3 世界风资源有源自家估计，地球上的风能，大约是目前全世界能源总消耗量 的100倍，相当于……万亿吨煤蕴藏的能量。
据世界气象组织估计，全球大气中蕴藏的总的风能功率约为 1014 MW，其中可被开发利用的风能约有……MW。 全球的风能折算为电能，相当于2.74万亿度，其中可利用的相 当于……亿度电。 地球1.07亿平方公里的陆地表面，平均风速高于5m/s（距地面 10m高处）的面积约占27%。 据分析，其中只有4％左右的面积有可能安装风力发电机。以 目前的技术水平，每平方公里的风能发电量为330千瓦左右， 平均每年发电量的合理估计为……万度左右。
新能源与分布式发电技术
第3讲 风能与风力发电
讲 风力发电3第
关注的问题 风是最常见的自然现象之一。风是怎样形成的？ 人类何时开始懂得对风能的利用？又是如何利用的？ 风力发电的原理是怎样的？风力发电的设备什么样？ 风力发电能达到什么样的规模？发展状况如何？
教学目标 了解风资源情况和风能利用的发展历史， 掌握风力发电的基本原理和主要设备， 理解风力发电的重要意义和发展前景。
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§3.2.4 我国风资源
研究表明，全国平均风能密度约为100W/m2，全国风能总储量 约48亿兆瓦， 陆上和近海区域10米高度可开发风能资源储量约为10亿千瓦， 其中有很好开发利用价值的陆上风资源大约有……千瓦。
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§3.2.4 我国风资源
中国气象局风能太阳能资源评估中心，公布了 全国平均风速分布和有效风功率密度分布情况，参见教材图 3.4和图3.5。