风力发电基础知识1
风力发电常规知识点总结
风力发电常规知识点总结一、风力发电技术的基本原理1. 风力发电的原理是利用风能转动风机叶片，并通过发电机将机械能转化为电能。
风机叶片受到风的推动后转动，带动发电机发电。
2. 风机的转动受到风的影响，风速越高，风机的转速越快，发电量也会随之增加。
因此，选择风力资源丰富的地区建设风电场是非常重要的。
3. 风力发电技术的核心是风机叶片和发电机的设计和制造。
叶片的形状、长度和材料选择，发电机的转子和定子的设计，都直接影响了风力发电的效率和可靠性。
二、风力发电的发展历史1. 早在2000多年前，古代人类就已经开始利用风能驱动帆船和磨坊，用风力进行生产。
随着科技的进步，风力发电技术也得到了不断改进和完善。
2. 20世纪70年代开始，欧洲国家率先开发和应用风力发电技术，随后美国、中国等国家也相继投入了大量资金和人力资源用于风力发电的研发和建设。
3. 目前，风力发电已经发展成为一种成熟的清洁能源技术，全球各地都有数以万计的风电场在运行，为人们提供清洁电能。
三、风力发电的优势1. 可再生能源：风是一种永不枯竭的资源，因此风力发电是一种可再生能源，不会对环境造成永久性的破坏。
2. 清洁环保：风力发电不会产生任何污染物，对环境影响极小，是非常环保的能源选择。
3. 经济效益：风力发电的成本逐渐下降，与传统火电相比，风电的发电成本已经非常有竞争力，对降低电力成本具有重要意义。
4. 可调度性：虽然风的不确定性会给电网调度带来挑战，但配备合适的调峰设备和技术手段，风电的可调度性并不比传统发电方式差。
四、风力发电的劣势1. 风速不稳定：风力发电受风速的影响较大，风速不稳定会影响风力发电的稳定性和可靠性。
2. 建设成本高：风力发电的初期投资较大，需要大规模的风电场和高效的发电机设备，因此建设成本相对较高。
3. 土地需求大：风电场需要占用大片土地，特别是在风资源丰富的地区，土地成本和占用问题是风力发电面临的一个挑战。
4. 对电网的影响：风力发电的不确定性和间歇性会给电网的调度和运行带来一定难度，需要配备相应的调和技术。
风力发电科普知识
风力发电科普知识（二）佚名上接风力发电科普知识（一）风力发电机的功率曲线在风速很低的时候，风电机风轮会保持不动。
当到达切入风速时（通常每秒3到4米），风轮开始旋转并牵引发电机开始发电。
随著风力越来越强，输出功率会增加。
当风速达到额定风速时，风电机会输出其额定功率。
之后输出功率会保留大致不变。
当风速进一步增加，达到切出风速的时候，风电机会剎车，不再输出功率，为免受损。
风力发电机的性能可以用功率曲线来表达。
功率曲线是用作显示在不同风速下（切入风速到切出风速）风电机的输出功率。
为特定地点选取合适的风力发电机，一般方法是采用风电机的功率曲线和该地点的风力资料以进行产电量估算。
什么是风力发电机的额定输出功率风力发电机的额定输出功率是配合特定的额定风速设而定的。
由于能量与风速的立方成正比，因此，风力发电机的功率会随风速变化会很大。
同样构造和风轮直径的风电机可以配以不同大小的发电机。
因此两座同样构造和风轮直径的风电机可能有相当不同的额定输出功率值，这取决于它的设计是配合强风地带（配较大型发电机）或弱风地带（配较小型发电机）。
典型风力发电机各部件介绍我们以目前使用最为广泛的水平轴风力发电机为例关于其结构作一介绍 ,它主要由叶轮，调速或限速装置，偏航系统，传动机构，发电机系统，塔架等组成：叶轮：风力机区别于其他机械的最主要特征就是叶轮。
叶轮一般由 2～3 个叶片和轮毂所组成 , 其功能是将风能转换为机械能．除小型风力机的叶片部分采用木质材料外, 中、大型风力机的叶片都采用玻璃纤维或高强度复合材料制成。
风力机叶片都要装在轮毂上。
轮毂是叶轮的枢纽, 也是叶片根部与主轴的连接件。
所有从叶片传来的力 , 都通过轮毂传递到传动系统, 再传到风力机驱动的对象。
同时轮毂也是控制叶片桨距( 使叶片作俯仰转动 ) 的所在。
轮毂的作用是连接叶片和低速轴，要求能承受大的，复杂的载荷。
中小型风机常采用刚性连接，兆瓦级风力机常采用跷跷板连接方式。
风力发电基础知识
维护成本高：风力发电机组需要 定期维护维护成本较高
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投资成本高：建设风力发电场需 要大量生态环境产生一定影响如噪音、 电磁辐射等
风力发电的适用场景
风力资源丰富的地区如海岸线、山地、草原等 远离电网的偏远地区如海岛、边远山区等 需要清洁能源的地区如环保要求高的城市、工业园区等 需要稳定电力供应的地区如医院、学校、工厂等
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风力发电基础知识
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添加目录项标题 风力发电的原理 风力发电的优势与局限性 风力发电技术的发展历程 风力发电的应用前景 风力发电的实际应用案例
01
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02
风力发电的原理
风力发电的工作原理
风力发电的基本原理：利用风力推动风力发电机的叶片旋转从而产生电能。 风力发电机的结构：包括叶片、转子、发电机、塔架等部分。 风力发电的过程：风力推动叶片旋转转子带动发电机发电电能通过输电线路传输到电网。 风力发电的优点：清洁、可再生、环保、无污染。
采用风能预测技术：通过风能预测技术提高风力发电系统的稳定性和效 率
提高风电机组稳定性的措施与技术保障
采用先进的控制技术如 自适应控制、模糊控制 等提高风电机组的稳定 性和可靠性。
加强风电机组的维护和 保养定期检查和更换易 损部件确保风电机组的 正常运行。
采用先进的风电机 组设计如采用多叶 片、可变桨距等设 计提高风电机组的 稳定性和效率。
德国：Nordsee-Ost风电场欧洲最大的 海上风电场之一
中国：内蒙古辉腾锡勒风电场中国最大的 风电场之一
美国：lt Wind Energy Center美国最大 的风电场之一
风力发电基础知识
风力发电基础知识风力发电是将风能转换成电能，风能推动叶轮旋转，叶轮带动转动轴和增速机，增速机带动发电机，发电机通过输电电缆将电能输送地面控制系统和负荷。
风力发电技术是一项多学科的，可持续发展的，绿色环保的综合技术。
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。
依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
转子空气动力学为了解风在风电机的转子叶片上的移动方式，我们将红色带子绑缚在模型电机的转子叶片末端。
黄色带子距离轴的长度是叶片长度的四分之一。
我们任由带子在空气中自由浮动。
本页的两个图片，其中一个是风电机的侧视图，另一个使风电机的正视图。
大部分风电机具有恒定转速，转子叶片末的转速为64米/秒，在轴心部分转速为零。
距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。
图中的黄色带子比红色带子，被吹得更加指向风电机的背部。
这是显而易见的，因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。
为什么转子叶片呈螺旋状？大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。
从转子叶片看过去，并向叶片的根部移动，直至到转子中心，你会发现风从很陡的角度进入（比地面的通常风向陡得多）。
如果叶片从特别陡的角度受到撞击，转子叶片将停止运转。
因此，转子叶片需要被设计成螺旋状，以保证叶片后面的刀口，沿地面上的风向被推离。
风电机结构机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风电机塔进入机舱。
机舱左端是风电机转子，即转子叶片及轴。
转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。
现代600千瓦风电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。
轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。
低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。
风电基本知识
风电基本知识包括以下几个方面：
•风力发电机：风力发电机是风电行业的核心设备，它将风的动能转化为电能，通常由叶片、机舱、传动系统、发电机等组成。
•风速和空气密度：风力发电的效率取决于风速和空气密度，在风速较低的情况下，风力发电的效率会降低。
•太阳辐射：风力发电主要依赖于太阳辐射，太阳能辐射量越大，风力发电的效率也会相应提高。
•系统效率：风电场的系统效率是指风力发电机输出的有效功率与输入的有效功率之比，系统效率取决于系统中各个组件的匹
配情况。
•并网问题：风力发电机需要与电网连接才能产生电能，并网问题包括电网接纳能力、电压稳定性等。
•储能技术：为了满足日益增长的电力需求，风力发电需要与储能技术相结合，如储能电池、储能器等。
•环境影响：风力发电对环境产生的影响包括减少温室气体排放、对气候变化的缓解等。
风力发电知识入门
2.风力资源
太阳辐射到地球的热能中有约2％被转变成风能，全球 大气中总的风能量约为1014MW（10亿亿千瓦）。其中可被开发 利用的风能理论值约有3.5×109MW（3.5万亿千瓦），比世界 上可利用的水能大10倍。
2.1 中国风力资源
据中国气象科学院预测，我国经济可开发风能 资源为：
· 陆上约有2.53亿千瓦 (年电量5000亿千瓦时 ) · 海上约有7.5亿千瓦 · 合计约10亿千瓦
。
风速频率分布曲线
1.6
风的测量
初步选定风电场之后，要进行1～2年的测风。 测风的主要目的是正确估计该地区可利用风能的大小,为装 备风力机提供风能依据。 风的测量主要包括风向测量和风速测量两项. 测风高度一般为10m、30m、50m、70m。 从测量数据中整理出每分钟（或每小时）的平均风速和最多风 向，并选取日最大风速（10min平均）和极大风速（瞬时）以及 对应的风向和出现的时间。 对影响风机出力和安全其它气象数据（如气温、气压、湿度、 太阳辐射、雨、冰雹、冰雪）以及特殊气象情况（如台风、雷 电、沙暴、盐雾、冰冻期等）有测量和统计。
5.10 风力发电场
5.10.1 风力发电场的选址 5.10.2 风力发电场机组的排布 5.10.3 风力发电场的容量系数 5.10.4 风力发电机组的安装和调试
5.10.1 风力发电场的选址
风电场场址选择要求很严格，主要依据是： 1. 2. 3. 该地区的年平均风速在6m/s以上，且盛行风向稳定。 在预选场址内进行1年以上的测风，获取风速、风向及风速沿高度 的变化等数据。 对影响风机出力和安全其它气象数据（如气温、气压、湿度、太阳 辐射、雨、冰雹、冰雪）以及特殊气象情况（如台风、雷电、沙 暴、盐雾、冰冻期等）有测量和统计。 4. 5. 6. 地区内的地形、地貌、障碍物有详细资料。 距公路和电力网应较近，以便降低设备运输成本和接入电网的工程 费用。 场址应距居民点有一定的距离，以避免噪音的影响。
风电基础知识
风电基础知识引言：随着对可再生能源的需求不断增长，风电作为一种无污染、可持续的能源形式，越来越受到关注。
无论是面对日趋紧张的能源供应，还是追求绿色环保的发展，风能都成为了各国政府和企业的关注焦点。
本文将介绍风电的基础知识，包括风能的转化原理、组成结构以及风电发电技术的发展趋势等。
一、风能的转化原理风能是一种动能，可以通过风力发电机将其转化为电能。
风力发电机是利用风能使转子旋转，通过转子与发电机的直接耦合或通过齿轮箱连接，使发电机产生电力。
风力发电机的核心部分是转子，其外形类似于大风车。
当风力吹向转子时，转子的叶片受到推动，并开始旋转。
转子上设置的发电机可以将旋转转子的运动转化为电力。
二、风电的组成结构1.风力发电机组风力发电机组是风电站的核心设备。
它由塔筒、轮毂、叶片、发电机和变频器等组成。
塔筒是风力发电机组的支撑结构，通常采用钢铁或混凝土制成。
轮毂是连接塔筒和叶片的部分，其主要作用是使叶片能够转动。
叶片是风力发电机组的动力装置，一般由纤维复合材料制成，具有轻质、高强度的特点。
发电机是将机械能转化为电能的核心部件，通常采用异步发电机或同步发电机。
变频器是将风力发电机组产生的交流电转化为稳定的直流电的装置。
2.电网连接装置电网连接装置包括变电站和输电线路。
变电站将风力发电机组产生的电能转换为适于输送的电气能，并将其接入电力系统中。
输电线路用于将发电站产生的电能输送到用户端。
三、风电发电技术的发展趋势1.提高风能利用率目前风能的利用率还有很大的提升空间。
为了提高风能利用率，风力发电机组的设计和运行需要更加科学合理。
同时，需要对风力资源进行更加准确的评估，选择更加适合的风力发电机组。
2.增强风电系统的稳定性由于风力发电的波动性较大，风电系统的稳定性一直是亟待解决的问题。
在未来的发展中，需要进一步完善风电并网技术，提高系统的稳定性和可靠性。
3.发展离岸风电相比于陆地风电，离岸风电具有风能资源丰富、风速稳定等优势。
风力发电知识。
风电发电场介绍一、电力基础知识（一）电力系统概述（二）三相交流电1、u(t)=Um sin(ωt+φ) i(t)=Im sin(ωt+φ)电压幅值Um，角频率ω=2πf，初相角φ三、有功功率和无功功率：S=UI=√(P^2+Q^2 )P=ScosφQ=Ssinφ在电网对用户输电的过程中，电网要提供给负载的电功率有两种：有功功率和无功功率。
有功功率（P)是指保持设备运转所需要的电功率，也就是将电能转化为其它形式的能量（机械能，光能，热能等）的电功率；而无功功率（Q）是指电气设备中电感、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。
无功功率比较抽象，它主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换，在电气设备（电路系统）中建立和维护磁场的功率。
它不表现对外做功，由电能转化为磁能，又由磁场转化为电能，周而复始，并无能量损耗。
特别指出的是无功功率并不是无用功，只是它不直接转化为机械能、热能为外界提供能量，作用却十分重要。
电机运行需要旋转磁场，就是靠无功功率来建立和维护的，有了旋转的磁场，才能使转子转动，从而带动机械的运行。
变压器也需要无功功率，才能使一次线圈产生磁场，二次线圈感应出电压，凡是有电磁线圈的电气设备运行都需要建立磁场，然而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率，没有无功功率电机不能转动、变压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作，所有设备中的磁场无法建立，电气设备也就不会运行。
因此供电系统中除了对用户提供有功功率，还要提供无功功率，两者缺一不可，否则电气设备将无法运行。
功率因数电网的电力负荷中的电气设备都是由电感、电容、电阻等元件组合而成，既有感性负载又有容性负载如电机、变压器、电抗器等，感性负载的电压与电流的相量间存在一个相位差，通常用相位角的余弦cosφ来表示，cosφ称为功率因数，P-有功功率，KW; Q-无功功率，KVar; S-视在功率，KVA;功率因数的大小，反映了电网系统中电源输出的视在功率的有效利用程度，为了提高电网系统中电能输送质量，希望功率因数越大越好。
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叶片是用加强玻璃塑料（GRP）、木头和木板、 碳纤维强化塑料（CFRP）、钢和铝构成的。
• 控制监测系统 风力机的运行及保护需要一个全自动控制系统， 它必须能控制自动启动、叶片桨距的机械调节装 置（在变桨距风力机上）及在正常和非正常情况 下停机。除了控制功能，系统也能用于监测以提 供运行状态、风速、风向等信息。该系统是以计 算机为基础，除了小的风力机，控制及监测还可 以远程进行。
调整螺钉 变频器支架安装务必保证水平度和离地面的距离
缺口为爬梯位置
变频器支架
变频器
第一节塔筒吊装
50T吊车
400T汽车吊
4个吊装用的夹板 第2层用的螺栓（临时堆放）
基础环面必须清理干净 基础环面必须保证水平
第二节、第三节塔筒与第一节塔筒的吊装
方法一样。三节塔筒吊装完成后开始吊装机舱。 在吊装前先装好气象架、风向标、防雷接地。 （将液压扳手放在机舱内）
2根吊带用于连接
风叶上的缆风绳
叶片上拉缆绳
布套由厂家提供
厂供专用布套
叶片吊装时拉缆风绳
吊装完成后效果图
1.2 螺栓紧固
• 风电设备全部均为螺栓连接，为了以后安 全运行，所有螺栓均严格按要求紧固。其 配套工具为电动扳手（力矩必须是 1000N*M）初次紧固，然后再用电动液压 扳手紧固到规定力矩。每个结合面的螺栓 紧固力矩均不同。在设备吊装前各法兰接 触面均要均匀涂抹密封胶。在法兰穿螺栓 前螺栓上涂防咬剂。
• 风机传动系统 叶轮叶片产生的机械能有机舱里的传动系统传递 给发电机，它包括一个齿轮箱、离合器和一个能 使风力机在停止运行时的紧急情况下复位的刹车 系统。
• 现代风力发电机多为水平轴式，其工作原理是： 当风流过叶片时，由于空气动力的效应带动叶轮 转动，叶轮透过主轴连结齿轮箱，经过齿轮箱 (或增速机)加速后带动发电机发电。依据目前的 风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程 度)，便可以开始发电。
• 风力发电的优越性可归纳为三点：第一，建造风 力发电场的费用低廉，比水力发电厂、火力发电 厂或核电站的建造费用低；第二，不需火力发电 所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可 产生电力，除常规保养外，没有其他任何消耗； 第三，风力是一种洁净的自然能源，没有煤电、 油电与核电所伴生的环境污染问题。
风力发电基础知识
风力发电安装工程纪实一、风力电基础知识• 风力发电机组设备名称:基础环、塔筒、机舱、 轮毂、叶片、变频器及支架
• 叶轮 风电场的风力机通常有２片或３片叶片，3叶片 叶轮通常能够提供最佳效率，然而2叶片叶轮仅 降低2～3％效率。甚至可以使用单叶片叶轮，它 带有平衡的重锤，其效率又降低一些，通常比2 叶片叶轮低6％。
二、风力发电安装知识
• 风力发电安装可分为机务安装和电气安装 两部分。
• 1、风力发电机务安装可以归纳为两大块： 设备吊装和螺栓紧固
• 1.1设备吊装顺序 • 一般每台风机设备名称从下到上的顺序分3
级塔筒（第一、二、三级塔筒）、机舱、 轮毂、叶片。其中在第一级塔筒内有变频 器。
变频器支架（整件）吊装
风向标
气象架：风速仪
液压扳手先放机舱内，免得用人工转运
液压扳手和泵
机舱吊装
厂家提供的 专用吊带
机舱吊装完成后图
轮毂吊装前先将三片风叶与轮毂组 装，然后整体吊装。
400T位置
50T位置
单叶片组合的场景
50T吊车起吊位置
400T汽车吊吊着轮毂，50T履 带吊挂着一片叶片，400T起钩， 将轮毂和叶片慢慢翻身，吊垂直。
螺栓涂抹防咬剂
液压扳手紧固
2、塔筒内部电气安装
• 塔筒内部电气安装分为几小部分： • 塔筒的接地、发电机的定（转）子接线、
塔筒的导电轨连接、机舱的控制线、机舱 到 变频器的光缆。
塔筒的接地线
变频器支架
发电机定子接线
塔筒导电轨安装
预先绑扎好的附件
发电机转子接线
机舱的控制线和光缆线