_风力发电实验指导
_风力发电实验指导
风力发电实验风能是一种清洁的可再生能源，蕴量巨大。
全球的风能约为2.7×10 8万千瓦，其中可利用的风能为2×10 6万千瓦，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。
随着全球经济的发展，对能源的需求日益增加，对环境的保护更加重视，风力发电越来越受到世界各国的青睐。
大力发展风电等新能源是我国的重大战略决策，也是我国经济社会可持续发展的客观要求。
发展风电不但具有巨大的经济效益，而且与自然环境和谐共生，不对环境产生有害影响。
近几年，随着我国的风电设备制造技术取得突破，风力发电取得飞速发展。
据2011年4月《国家电网公司促进风电发展白皮书》。
截至2010年底，全国风电并网容量2956万千瓦，“十一五”期间年均增速接近100%。
2010年，全国风电机组平均利用小时数2097小时。
蒙东、蒙西、吉林、黑龙江风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21.1%、8.7%、5.6%、4.6%，风电利用已达到较高水平。
预计到2015年，我国风电规模将超过9000万千瓦，2020年将达到1.5亿千瓦以上。
与其它能源相比，风力，风向随时都在变动中。
为适应这种变动，最大限度地利用风能，近年来在风叶翼型设计，风力发电机的选型研制，风力发电机组的控制方式，并网发电的安全性等方面，都进行了大量的研究，取得重大进展，为风力发电的飞速发展奠定了基础。
风电的飞速发展提供大量的就业与个人发展机会，普及风电知识，在高等院校培养相关专门人才已成当务之急。
实验内容实验1 风速，螺旋桨转速（也是发电机转速），发电机感应电动势之间关系测量 实验2 测量扭曲型可变浆距3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系 实验3 切入风速到额定风速区间功率调节实验实验4 额定风速到切出风速区间功率调节实验 － 变浆距调节 实验5 风帆型3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量 实验6 平板型4叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量实验原理1、风能与风速测量风是风力发电的源动力，风况资料是风力发电场设计的第一要素。
永磁同步风力发电系统实验指导书
永磁同步风力发电系统实验指导书一、实验目的1. 学习永磁同步风力发电系统的原理及其组成2. 学习永磁同步风力发电系统并网过程及并网连续运行过程3. 了解永磁同步风力发电系统MPPT控制方法与过程二、实验器材永磁同步风力发电系统V-Wind-YC、功率分析仪三、实验内容与步骤1. 了解整个永磁同步发电系统的组成和各个部分的主要功能（包括异步原动机、永磁同步电机、变频器、双向变流器等）。
2. 掌握永磁同步风力发电系统的并网过程和脱网过程。
（1）系统开机前准备1）检查供电状态，2）接通控制电源，3）检查通信。
（2）启动网测变流器在上位机主界面的“网测通讯”区域，点击“启动网测”按钮。
（3）启动风机在上位机主界面的“变频器通讯”区域，在“给定转速”框中输入转速值，然后点击“启动风机”按钮。
（4）并网运行在上位机主界面的“机测通讯”区域，点击“并网”按钮，并设置定子有功和定子无功。
（5）脱网将给定定子有功和无功均设为0，并网输出功率逐渐下降，然后点击“脱网”按钮，脱网完成。
（6）停机脱网完成后，将给定转速设为0，当风机逐渐停止后，点击“停止风机”按钮，然后点击“网测通讯”区域的“停止网测”按钮，最后关闭主电路旋钮。
3. 掌握永磁同步风力发电系统的自由并网试验。
（1）并网运行将风机转速设为300r/min，电机转速稳定后，点击“并网”按钮。
（2）低速并网运行电机转速为300r/min时，手动设定机侧有功功率500W至2000W，记录机侧相电流有效值、网测相电压有效值、网测相电流有效值、机侧有功和网测有功，填入表1中。
（3）额定速并网运行电机转速设为1000r/min，手动设定机侧有功功率1000W至4000W，记录机侧相电流有效值、网测相电压有效值、网测相电流有效值、机侧有功和网测有功，填入表2中。
（4）离网离网时，先将机侧给定有功设为0，等待实际功率降为零后，点击“离网”按钮使机侧脱网。
4. 永磁同步风力发电机最大功率跟踪实验（1）MPPT运行手动将给定转速设为300r/min，在电机稳定后，进行转子励磁，励磁完成后点击“并网”按钮。
风力发电技术试验说明书
指导老师:联系方式:E_mail:风力发电技术实验指导书概述本文详述了介绍了风力发电技术的基本原理与实验内容。
包括湍流风速建模、风速估计、最优转矩控制、叶尖速比控制、变桨控制、限功率控制等。
基于风力机模拟器硬件实验平台，在LabVIEW上位机软件编写控制算法，并将其应用到实验平台。
小组成员姓名: 学号：姓名: 学号：姓名: 学号：姓名: 学号：姓名: 学号：日期：2016年9月23日预备知识------实验平台基本结构风力机模拟实验平台结构图上图所示，硬件主要包括：1）电机对拖机组电机对拖机组完成风力机传动链的动态模拟，其中不同类型风力机可选不同对拖形式，包括齿轮箱可选，高速/中速/低速可选，容量（5kW~500kW）可选。
其中原动机的选择交/直流电机可选（推荐使用感应电机），发电机可选择永磁或双馈电机。
2）原动机驱动器及整流/逆变变流设备本模拟试验系统统一采用技术成熟、可靠稳定的VACON工业变频器，功能上，该实验平台中的变流设备接受上层PLC控制器的运行指令（转速/转矩/电压）完成发电机与电动机的伺服控制（闭环转矩/转速控制）。
3）主控PLC主控PLC作为整个系统的主控器进行实时的状态监测与运行控制，本模拟实验系统采用BECKHOFF高性能工业PC。
功能上，主控PLC完成风力机模型及控制算法的嵌入与实时模拟，计算实时指令的下达与运行状态信息的接收，同时对各个节点进行状态监测与保护。
4）上位机系统完成PC调试功能，包含基于文本的数据保存功能与系统调试。
以文本形式保存的所有运行数据可以通过MATLAB进行数据后处理，模拟实验平台提供对应的数据后处理函数库。
另外，可通过LabVIEW，TwinCAT或高级语言进行人机界面的编程实现。
实验一组合风速模型的生成1．实验目的（#一级标题，宋体小三）在进行风力发电实验室模拟时，风速模拟的逼真性直接影响整个发电系统的性能研究与测试，在研究并网风电场运行、规划及动态特性等有关问题时就需要建立与之相适应的风速模型，从而能够对风速的变化进行模拟，研究在一定风速条件下系统的性能。
风力发电教学实验指导书
风⼒发电教学实验指导书⼤型风⼒发电缩⽐模型实验指导⼿册⽬录实验⼀：认识实验实验⼆：风速模拟及风速与输出功率实验实验三：⼤型风⼒发电机缩⽐模型⾃动运⾏演⽰实验实验⼀：认识实验实验⽬的：通过认识⼤型风⼒发电缩⽐模型，了解风⼒发电机组的各部分组成及基本功能。
实验内容：1、实验台结构本实验台由操作台、电⽓控制柜、执⾏平台、配电柜四部分组成。
操作台为⼈机交互平台，其中包括操作按钮以及显⽰器⾯板。
电⽓控制柜为电⽓元件安放平台，其中电源部分和控制部分。
执⾏平台由直流拖动电机和交流双馈发电机以及相应的机械结构组成。
实验⼀：风速模拟实验模拟风源电源以及调节系统：系统配备的⼀个模拟风源，且其输出的风速⼤⼩可以⽆极调节，主要⽤于⼤型风⼒发电机⾃动运⾏状态下模拟室外风源，来进⾏跟风偏航、变浆等试验。
其在操作台上的控制如图：按下“风机电源”打开模拟风源，调节风机转速电位器可对其输出风速进⾏调节，推动⽀架结构可对风向进⾏调整（注意向⼀个⽅向旋转最多2圈，防⽌绕线）电⽓柜硬件说明电⽓柜为本设备的主要控制机构，其包括了断路器、PLC、变流器、驱动器、接触器、继电器、开关电源、电流互感器、电压互感器等等。
电⽓柜内元器件安装位置图断路器、空⽓开关断路器为设备的供电电源开关器件，其位置如下：变流器变流器为VACON 变流器，其为发电机运动的直接控制单元，其由整流器INU 和逆变器AFE 组成。
变流器的主要作⽤与组成：变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发⽣变化的电器设备。
包括整流器（交流变直流）、逆变器（直流变交流)。
变流器除主电路(分别为整流电路、逆变电路、交流变换电路和直流变换电路）外，还需有控制功率开关元件通断的触发电路和实现对电能的调节、控制的控制电路。
变流器的触发电路包括脉冲发⽣器和脉冲输出器两部分。
前者根据控制信号的要求产⽣⼀定频率、⼀定宽度或⼀定相位的脉冲；后者将此脉冲的电平放⼤为适合变流器中功率开关元件需要的驱动信号。
实验一 风力发电机组的运行实验
实验一风力发电机组运行实验一．实验目的熟悉异步风电机组的工作原理及其并网过程，掌握风速波动时异步风电机组的输出特性和电网故障时异步风电机组的输出特性。
二．实验内容1. 搭建一个单机容量为1.5MW的异步风力发电系统，并实现其并网运行，电网由单机无穷大系统代替。
2．对该异步风力发电系统和单机无穷大系统中各个模块进行参数设置。
3．观察并记录风速波动时异步风电机组的输出特性和电网故障时异步风电机组的输出特性。
三．实验设备及仪器1．计算机。
2．MATLAB软件。
四．实验方法1．并网运行异步风电机组的系统结构基于普通感应发电机的异步风电机组，一般由风轮、轴系（包括低速轴LS、高速轴HS 和齿轮箱组成）、感应发电机等组成，如图1-1所示。
发电机转子通过轴系与风电机组风轮连接，而发电机定子回路与电网用交流线路连接。
这种类型的风电机组一旦起动，其风轮转速是不变的（取决于电网的系统频率），与风速无关。
在电力系统正常运行的情况下，风轮转速随感应发电机的滑差变化。
风电机在额定功率运行状态下，发电机滑差的变化范围为1%~2%,因此正常运行时风轮转速仅在很小范围内变化。
图1-1 基于普通感应发电机的异步风电机组2．并网运行异步风电机组的仿真模型搭建首先找到MA TLAB软件并打开，在主页面的菜单栏下面一行点击simulink的标志，或者在命令行输入Simulink，执行后就会弹出Simulink Library Browser下图1所示。
图2-1 Simulink Library Browser然后新建一个model，点击上图file下面的白色框，或者点击file中的new model，弹出图2-2所示图形，然后保存，文件名字一定不能写成中文名，最好用英文字母命名，路径名也最好不要有中文。
图2-2 simulink仿真模型然后，在图2-1仿真库文件中的Enter search term处输入要找的库元件模块。
上面步骤做好后，开始搜索风电机组所需的元件模块。
幼儿园科技实验教案制作风力发电机
幼儿园科技实验教案制作风力发电机幼儿园科技实验教案: 制作风力发电机教学目标：1. 认识到风力发电机是如何通过风能将能量转化为电力。
2. 通过制作风力发电机，提高幼儿的动手能力和探究精神。
3. 培养幼儿的团队协作能力和创造力，激发幼儿对科技的兴趣。
教学内容风力发电机制作教学准备1. 木板，扇叶。
2. 直流电机，牛角扣、电线，LED 灯，电池盒、干电池等导电器材。
3. 表白纸，铅笔，相机等教具。
教学过程1. 导入环节先展示一些与风有关的图片和视频，激发幼儿们的好奇心和探究精神，与他们一起探讨这些图片和视频中所展现的内容。
2. 实验准备环节将幼儿们分成小组，并为每个小组分配好材料和教具。
每个组首先需要给定一个自己的组名。
3. 实验步骤步骤1：制作扇叶首先，幼儿需要选取一个木板，绘制出一个大小适中的圆形。
然后，按照自己绘制的圆形剪下来，将它切割成类似扇子的形状，并在其中心位置打一个小洞，以便扇叶与直流电动机有联系。
步骤2：制作发电机现在，幼儿们需要将直流电动机与电池盒组合起来。
他们需要用牛角扣将电动机固定在电池盒的侧面，并用电线将电动机连接到电池盒中的电池上。
步骤3：把扇叶和电动机连接起来当幼儿们按照步骤1和步骤2成功完成后，他们可以将扇叶装到电动机的轴上了。
他们需要把轴尽量推到电动机中央的小洞上，并确保它们安装得紧密。
步骤4：测试发电机完成风力发电机后，幼儿们将其移动到一个有风的地方，比如窗户，他们会看到直流电机开始运转，并且这个系统可以输出一些小的电力，连接LED灯，你会看到LED灯闪烁。
4. 展示环节在风力发电机制作完成后，每个小组将展示他们的项目，并让其他幼儿观看他们的制作过程和操作结果。
同时，他们还需要记录下制作过程和小组的观察结果。
教学总结在展示环节结束后，教师可以播放一些与风能、风能利用相关的简单视频，以让幼儿们了解更多关于风的知识，并让他们尝试更多的探究和制作。
最终，幼儿们将更深入地了解科技与环保之间的关系，并且尝试使用科技来保护我们的星球。
幼儿园风能科学实验案例及指导 幼儿园科学
一、导言幼儿园是培养孩子探索精神和科学素养的重要场所，通过科学实验活动，能够激发幼儿的好奇心和求知欲，培养他们的科学思维和动手能力。
在幼儿园的科学教育中，风能科学实验是一种简单而又生动有趣的教学方式，本文将介绍一些幼儿园风能科学实验案例以及指导。
二、案例一：制作风车1. 材料准备1.1 木棍1.2 纸片1.3 胶水2. 制作过程2.1 将木棍和纸片准备好，用胶水将纸片固定在木棍的一端，形成风车的叶片。
2.2 将制作好的风车放在通风处或者利用风力吹动，观察风车的旋转情况。
3. 实验效果3.1 通过风的力量，风车可以旋转起来，让幼儿们观察并理解风的力量。
三、案例二：风力车比赛1. 材料准备1.1 风力车模型1.2 矿泉水瓶1.3 被风吹的区域2. 活动过程2.1 将风力车模型固定在矿泉水瓶上，放置在室外被风吹的区域。
2.2 分组比赛，观察哪个风力车被风吹得最远，最终确定胜负。
3. 实验效果3.1 通过比赛的方式，激发幼儿对风力的兴趣，同时锻炼他们观察和实验能力。
四、案例三：制作风力发电机1. 材料准备1.1 铁芯线圈1.2 磁铁1.3 铜线1.4 电池1.5 LED灯2. 制作过程2.1 将铁芯线圈绕在磁铁上，固定好铁芯和线圈。
2.2 将铜线连接到LED灯和电池上，组成一个简单的风力发电机。
3. 实验效果3.1 用风力转动磁铁，观察LED灯是否亮起，让幼儿们亲自体验风能转化为电能的过程。
五、指导建议1. 预先规划：在进行风能科学实验前，需要充分准备材料并做好实验的预先规划，确保实验顺利进行。
2. 安全第一：在进行实验过程中，一定要注重安全，避免使用尖锐器具或者易燃物品，保障幼儿的人身安全。
3. 引导观察：在实验过程中，及时引导幼儿观察实验现象，引导他们对风能的认识和理解。
4. 拓展思考：在实验后，可以引导幼儿对实验结果进行思考和总结，激发他们对科学的兴趣，并启发他们的创新思维。
六、结语通过风能科学实验，可以让幼儿在实践中感受风能的力量，培养他们的观察力和分析能力，激发他们对科学的兴趣和探索精神。
风力发电实验报告
风力发电实验报告一、实验目的本实验旨在了解风力发电技术的原理和方法，并通过实际操作，掌握风力发电的基本原理和实现方法。
二、实验器材1.风力发电机组2.轮毂3.电流计4.风速计三、实验原理风力发电利用自然风力产生的机械能驱动风力发电机组转动，产生电能。
风力发电机组包括轮毂和叶片，风力将叶片推动转动，转动的运动通过发电机转换成电能，最终输出。
四、实验步骤1.将风力发电机组固定在风力发电实验台上；2.调整发电机组的位置，使叶片能够正常转动，并与风量计相连；3.用风速计测量风的速度，并记录下来；4.打开发电机组的电源，观察风力转动机组的情况；5.将电流计与发电机连接，并记录读数；6.改变风速，重复步骤3~5，取一系列风速下的电流数值。
五、实验结果分析根据实验记录的数据，可以绘制出风速与电流的关系图。
在低风速下，电流较低；随着风速的增加，电流逐渐增大。
当风速达到一定值时，电流达到最大值，继续增大风速，电流开始下降。
通过实验，可以发现风速和电流之间存在一定的线性关系。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了风力发电的基本原理和实现方法，并通过实际操作，掌握了风力发电的步骤和技巧。
实验结果表明，在一定范围内，风速和电流之间存在一定的线性关系。
本实验对于风力发电技术的研究和应用有一定的参考价值。
七、实验改进方向在实验过程中，由于实验条件和设备的限制，可能存在一定的误差。
未来可以考虑使用更精准的仪器和设备进行实验，以提高实验的准确性和可靠性。
此外，还可以对不同叶片形状、轮毂尺寸等参数进行实验研究，以探索如何提高风力发电的效率和稳定性。
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风力发电实验风能是一种清洁的可再生能源，蕴量巨大。
全球的风能约为2.7×10 8万千瓦，其中可利用的风能为2×10 6万千瓦，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。
随着全球经济的发展，对能源的需求日益增加，对环境的保护更加重视，风力发电越来越受到世界各国的青睐。
大力发展风电等新能源是我国的重大战略决策，也是我国经济社会可持续发展的客观要求。
发展风电不但具有巨大的经济效益，而且与自然环境和谐共生，不对环境产生有害影响。
近几年，随着我国的风电设备制造技术取得突破，风力发电取得飞速发展。
据2011年4月《国家电网公司促进风电发展白皮书》。
截至2010年底，全国风电并网容量2956万千瓦，“十一五”期间年均增速接近100%。
2010年，全国风电机组平均利用小时数2097小时。
蒙东、蒙西、吉林、黑龙江风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21.1%、8.7%、5.6%、4.6%，风电利用已达到较高水平。
预计到2015年，我国风电规模将超过9000万千瓦，2020年将达到1.5亿千瓦以上。
与其它能源相比，风力，风向随时都在变动中。
为适应这种变动，最大限度地利用风能，近年来在风叶翼型设计，风力发电机的选型研制，风力发电机组的控制方式，并网发电的安全性等方面，都进行了大量的研究，取得重大进展，为风力发电的飞速发展奠定了基础。
风电的飞速发展提供大量的就业与个人发展机会，普及风电知识，在高等院校培养相关专门人才已成当务之急。
实验内容实验1 风速，螺旋桨转速（也是发电机转速），发电机感应电动势之间关系测量 实验2 测量扭曲型可变浆距3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系 实验3 切入风速到额定风速区间功率调节实验实验4 额定风速到切出风速区间功率调节实验 － 变浆距调节 实验5 风帆型3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量 实验6 平板型4叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量实验原理1、风能与风速测量风是风力发电的源动力，风况资料是风力发电场设计的第一要素。
设计规程规定一般应收集有关气象站风速风向30年的系列资料，发电场场址实测资料一年以上。
在现有技术及成本条件下，在年平均风速6米以上的场址建风力发电站，可以获得良好的经济效应。
风力发电机组的额定风速，也要参考年平均风速设计。
设风速为V 1，单位时间通过垂直于气流方向，面积为S 的截面的气流动能为：)1(21213121SV mV P ρ=∆=空气的动能与风速的立方成正比。
（1）式中ρ为空气密度，由气体状态方程，密度与气压p ，绝对温度T 的关系为：)2(1049.33TpRT Mp -⨯≈=ρ（2）式中M 是气体的摩尔质量，R 为普适气体常数。
气压会随海拔高度h 变化，代入0︒C 时反映气压随高度变化的恒温气压公式：)3(1025.11(10013.1)1(4500h h RTMgp ep p h RTMg--⨯-⨯=-≈= （3）式在h 小于2km 时比较准确。
将（3）式代入（2）式：)4(1025.111053.342Th-⨯-⨯=ρ（4）式中h 的单位为米，在标准大气压下（T=273K ，h=0），空气密度值为1.293kg/m 3。
（4）式表明海拔高度和温度是影响空气密度的主要因素，它是一种近似计算公式，实际上，即使在同一地点，同一温度，气压与湿度的变化也会影响空气密度值。
在不同的书籍中，经常可看到不同的近似公式。
测量风速有多种方式，目前用得较多的是旋转式风速计及热线（片）式风速计。
旋转式风速计是利用风杯或螺旋桨的转速与风速成线性关系的特性，测量风杯或螺旋桨转速，再将其转换成风速显示。
旋转式风速计的最佳测量范围是5～40m/s 。
热线（片）式风速计有一根被电流加热的金属丝（片），流动的空气使它散热，利用散热速率和风速之间的关系，即可制成热线（片）风速计。
在小风速（5m/s 以下）时，热线（片）式风速计精度高于旋转式风速计。
2、发电方式与发电机选择风力发电有离网运行与并网运行2种发电方式。
离网运行是风力发电机与用户组成独立的供电网络。
由于风电的不稳定性，为解决无风时的供电，必需配有储能装置，或能与其它电源切换，互补。
中小型风电机组大多采用离网运行方式。
并网运行是将风电输送到大电网中，由电网统一调配，输送给用户。
此时风电机组输出的电能必需与电网电能同频率，同相位，并满足电网安全运行的诸多要求。
大型风电机组大都采用并网运行方式。
发电机由静止的定子和可以旋转的转子两大部分组成，定子和转子一般由铁芯和绕组组成，铁芯的功能是靠铁磁材料提供磁的通路，以约束磁场的分布，绕组是由表面绝缘的铜线缠绕的金属线圈。
发电机原理可用图1说明。
转子励磁线圈通电产生磁场，风轮带动转子转动，定子绕组切割磁力线，感应出电动势，感应电动势的大小与导体与磁场的相对运动速度有关。
风力发电机都是3相电机，图1中定子绕组只画了1相中的1组，对应于一对磁极，若电机中每相定子绕组由空间均匀分布的P 组串联的铁芯和绕组组成，则会形成P 对磁极。
风力发电常用的发电机有以下3种。
1. 永磁同步直驱发电机永磁同步电机的转子采用永磁材料制造，省去了转子励磁绕组和相应的励磁电路，无需图1 发电机原理示意图励磁电源，转子结构比较简单，效率高，是今后电机发展的主流机型之一。
永磁发电机通常由风轮直接驱动发电，没有齿轮箱等中间部件，提高了机组的可靠性，减少了传动损耗，提高了发电效率，在低风速环境下运行效率比其它发电机更高。
大型风机风轮的转速最高为每分几十转，采用直驱方式，发出的交流电频率远低于电网交流电频率。
为满足并网要求，永磁风力发电机组采用交流-直流-交流的全功率变流模式，即风电机组发出的交流电整流成直流，再变频为与电网同频同相的交流电输入电网。
全功率变流模式的缺点是对换流器的容量要求大，会增加成本。
优点是风轮的转速可以根据风力优化，最大限度的利用风能，能提供性能稳定，符合电网要求的高品质电能。
本实验采用的发电机为永磁同步电机。
国内的金风科技等风电企业采用永磁发电机。
2. 双馈式变速恒频发电机由发电机原理可知，若发电机转子转速为f m（通常用f表示每秒转速，n表示每分转速），电机的极对数为p，转子励磁电流为频率为f1的交流电，则发出的交流电频率为：f ＝pf m f1（5）上式表明，当风轮转速发生变化导致发电机转子转速变化时，可以调整励磁电流的频率，使输出电流频率不变。
双馈式发电机的定子端直接连接电网，f为50Hz。
当pf m小于50Hz时，为亚同步状态，（5）式中f1前面取正号，由电网通过变频电路向励磁电路提供频率为f1的交流励磁电流，使输出恒定在50Hz。
当pf m等于50Hz时，为同步状态，变频电路向励磁电路提供直流励磁电流。
当pf m大于50Hz时，为超同步状态，（5）式中f1前面取负号，输出恒定仍在50Hz。
此时励磁电流流向反向，由励磁电路通过变频电路向电网提供能量。
即发电机超同步运行时，通过定子电路和转子电路双向向电网馈送能量。
由于风轮转速远低于电网频率要求的转速，风轮提供的能量要通过变速箱增速，再传递给发电机转子。
当风轮的转速变化时，双馈式发电机只需对励磁电路的频率进行调节，就可控制输出电流的频率与电网匹配，实现变速恒频。
由于励磁功率只占发电机额定功率的一小部分，只需较小容量的双向换流器就可实现。
双馈式发电机是目前风电机组采用最多的发电机。
3. 恒速恒频发电机恒速恒频机组一般采用感应发电机，感应发电机又称异步发电机，它是利用定子绕组中3相交流电产生的旋转磁场与转子绕组内的感应电流相互作用而工作的。
运行时定子直接接外电网，转子不需外加励磁。
转子以超过同步速3%～5%的转速运行，定子旋转磁场在转子绕组中感应出频率为f1的感应电流，（5）式中f1的前面取负号。
当转子转速略有变化时，f1的频率随之改变，而输出电流频率始终与电网频率一致，无需加以调节。
恒速恒频发电机风轮与发电机转子之间通过变速箱增速。
感应发电机转子不需外加励磁，没有滑环和电刷，结构简单，基本无需维护，运行控制也很简单，早期风电机组很多采用这种发电机。
但感应发电机转速基本恒定，对风轮最大限度捕获风能非常不利，比前述两种发电机年发电量低10%以上，现在的大型风电机组已很少采用。
3、风能的利用风机能利用多少风能？什么条件下能最大限度的利用风能？这是风机设计的首要问题。
风力机的第一个气动理论是由德国的贝兹（Betz）于1926年建立的。
贝兹假定风轮是理想的，气流通过风轮时没有阻力，气流经过整个风轮扫掠面时是均匀的，并且气流通过风轮前后的速度为轴向方向。
以V1表示风机上游风速，V o表示流过风机叶片截面S时的风速，V2表示流过风扇叶片截面后的下游风速。
根据冲量定律，流过风机叶片截面S ，质量为Δm 的空气，在风机上产生的作用力为：)6()()()(21021021V V SV tV V t SV t V V m F -=∆-∆=∆-∆=ρρ风轮吸收的功率为：)7()(21200V V SV FV P -==ρ此功率是由空气动能转换而来，从风机上游至下游，空气动能的变化量为：)8()(2122210V V SV E -=∆ρ 令（7）（8）两式相等，得到：)9()(21210V V V +=将（9）式代入（7）式，可得到功率随上下游风速的变化关系式：)10())((41222121V V V V S P -+=ρ当上游风力V 1不变时，令dP/dV 2=0，可知当V 2=1/3V 1时（9）式取得极大值，且：)11(27831max SV P ρ=将上式除以气流通过风机截面时空气的动能，可以得到风力机的最大理论效率(贝兹极限)：)12(593.027162131max max ≈==SV P ρη风力机的实际风能利用系数（功率系数）C P 定义为风力机实际输出功率与流过风轮截面S 的风能之比。
C P 随风力机的叶片型式及工作状态而变，并且总是小于贝兹极限，商品风机工作时，C P 一般在0.4左右。
风力机实际的功率输出为：)13(2131SV C P P ρ=在风电机组的设计过程中，通常将风轮转速与风速的关系合并为一个变量叶尖速比，定义为风轮叶片尖端线速度与风速之比，即：)14(1V Rωλ=上式中ω为风轮角速度，R 为风轮最大旋转半径（叶尖半径）。
理论分析与实验表明，叶尖速比λ是风机的重要参数，其取值将直接影响风机的功率系数C P 。
图2表示某风轮叶尖速比与功率系数C P 的关系，由图可见在一定的叶尖速比下，风轮获得最高的风能利用率。
对于同一风轮，在额定风速内的任何风速，图2 风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系叶尖速比与功率系数的关系都是一致的。