风力发电技术现状及发展趋势 许志伟

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风力发电技术的发展现状及未来趋势

风力发电技术的发展现状及未来趋势

风力发电技术的发展现状及未来趋势近年来,随着全球环保意识的不断提高以及化石燃料依赖的问题逐渐浮出水面,风力发电成为了备受重视的清洁能源。

风力发电作为一种可再生能源,具有非常优秀的环保性和可持续性。

因此,风力发电技术的发展已经成为国际能源领域的重要议题。

本文将探讨风力发电技术的发展现状及未来趋势。

一、风力发电技术的发展现状1. 国际风电市场趋势根据行业分析机构的数据,全球风电装机容量在过去十年间增长了15倍。

截至2019年,全球累计装机容量已经达到了651GW,其中,欧洲和中国是最大的市场。

据欧盟环保总署的数据,欧洲在2020年7月时已有220GW的风电装机量,实现了在欧盟总用电量中所占份额已经超过了20%的目标。

同时,欧洲在可再生能源领域的投资也在不断地增加。

在中国,自2014年以来,每年新增风电发电量始终保持在2000万kW以上。

同时,中国已经成为全球最大的风电市场,截至2019年,其年新增装机容量已达到了20609MW。

2. 风力发电技术的进步随着技术不断提升,风力发电的装机容量、效率和成本都有了显著的提高。

在风机的设计和制造方面,随着计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术的应用,风电叶片、轮毂等机械部件的制造精度不断提高,动力性能也得到了大幅优化。

同时,在风力发电控制和监控方面,智能化处理技术与人工智能技术的迅速发展也为风力发电带来了巨大的推动。

3. 风力发电技术的困局在风力发电技术的快速发展中也存在一些困局。

首先,由于风力发电的不稳定性,电网对其接纳能力有一定限制,这也制约了风电的进一步推广和应用。

其次,风能资源分布不均匀,且受地形、气候等自然因素影响,这也对风力发电的发展带来了一些难题。

二、风力发电技术的未来趋势1. 风力发电装机容量的进一步增长根据多家机构发布的报告,风力发电未来的市场前景非常乐观。

根据国际能源署(IEA)的预测,到2030年,全球风电装机容量将超过6000GW,年新增装机容量将会达到300GW。

风能发电技术的现状与展望

风能发电技术的现状与展望

风能发电技术的现状与展望随着人对环境保护的认识不断加深,各种可再生能源也越来越受到关注。

其中,风能作为一种清洁能源,在得到广大市场认可的同时,也在技术方面不断进步。

现在,我们来探讨一下风能发电技术的现状与展望。

一、风力发电技术的现状1. 风电场规模日益扩大目前,风力发电已成为世界上越来越受欢迎的清洁能源之一,尤其是在欧洲地区。

根据国际能源署的数据,风力发电已经成为欧盟的主要电源之一。

此外,在美洲和亚洲地区,风电也正在逐渐普及。

在中国,风电场的总规模也在不断扩大。

截至2019年底,我国累计风电安装容量已经超过2亿千瓦,成为全球风电装机容量最大的国家之一。

2. 技术不断提升风电技术不断发展,针对不同地区和环境条件,也出现了各种不同类型的风力发电机。

目前市面上最常见的是水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

水平轴风力发电机是风能转换为机械能的常见形式,而垂直轴风力发电机则具有较好的抗风性能,适合在强风环境中使用。

此外,随着智能电网和新能源技术的发展,风电技术也在逐渐向智能化和高效化方向发展。

例如,智能风力预测技术和风能储存技术等,都将有助于最大程度地利用风能发电,提高发电效率。

二、风能发电技术的展望风力发电作为一种清洁能源,将在未来不断得到推广和应用。

以下是风力发电技术未来的展望:1. 规模化应用随着技术的发展,风电场的规模将不断扩大。

未来,风电场也将更加普及,成为清洁能源的主流形式。

同时,风电也将会逐渐应用于厂区和小城市等低压区域,以提供更可靠、经济的电力供应。

2. 技术升级和创新在技术方面,未来的风能发电技术仍将继续升级和创新。

例如,轻质化材料和多功能智能控制系统等都有望应用于风力发电机的制造中,从而提高机器的效率和性能。

此外,未来的风电场也将会应用更多的智能化技术,在更细致、更智能、更安全的情况下提高风电的发电效率。

3. 全球化发展格局随着清洁能源的推广和应用,未来风能市场也将迎来全球化发展。

随着更多国家开始重视环境保护,风能发电也将成为国际清洁能源中的重要一员。

风能发电技术的现状和发展趋势

风能发电技术的现状和发展趋势

风能发电技术的现状和发展趋势Introduction随着全球经济的不断发展,能源需求也在不断增加。

然而,许多传统的能源资源正逐步枯竭,因此我们需要寻找更加可持续、环保的能源。

风能发电便是这样一种被广泛认可的能源。

Main body1. 风能发电技术的现状风能发电已成为全球能源转型的关键领域。

截至2021年,全球风力发电容量已经达到了743.8吉瓦,覆盖了全球30%以上的电力需求量。

尽管如此,风能发电在技术和规模上仍处于不断发展和完善的阶段。

目前,风能发电技术主要可以分为两种类型:一种是水平轴风力发电机组,另一种则是垂直轴风力发电机组。

其中,水平轴风力发电机组是目前应用最广泛的一种。

2. 风能发电技术的发展趋势随着风能发电的不断发展,其技术也在不断升级和改进。

以下是几种可能的发展趋势:(1)更高效的风力发电设备:一些最新的研究表明,通过增加风力发电设备的叶片数量和长度,可以极大地提高风力发电的效率水平。

此外,一些公司也在探索如何利用人工智能和机器学习等技术来进一步提高发电设备的效率和可靠性。

(2)海上风电项目的发展:海上风电项目是风能发电领域的一个热点,由于其风速更高,可利用率更高。

目前,全球海上风力发电的容量已经达到了30吉瓦,而这一数字预计未来几年还将继续增长。

此外,由于海上环境的恶劣,海上风电项目需要更加耐用和可靠的风力发电设备,这也将推动风力发电技术的进一步发展。

(3)蓄能技术的发展:因为风能发电存在不稳定性,这使得蓄能技术的研究和应用越来越受关注。

目前,蓄能技术主要包括电池、压缩空气和熔盐硬盘等多种方式,这些技术可以解决风力发电在低风或无风情况下的能量存储问题,从而为风力发电的可靠性提供了更多可能性。

3. 求稳定发展,需要共同努力尽管风能发电技术的发展迅速,但仍存在一些挑战需要克服。

其中一个最显著的问题是风电场的规模太小,以至于它们无法灵活地应对需求方的不同需求。

此外,风能发电的系统集成和配套技术等附带技术还需要进一步完善。

风能发电技术的发展现状与未来趋势

风能发电技术的发展现状与未来趋势

风能发电技术的发展现状与未来趋势随着全球对可再生能源的需求不断增长,风能发电技术作为一种清洁、可再生的能源形式备受关注。

本文着重讨论风能发电技术的发展现状以及未来的趋势。

一、风能发电技术的发展现状近年来,全球范围内风能发电技术得到了快速发展。

主要表现在以下几个方面:1.设备效率的提升随着科技的进步和工程经验的积累,风轮和发电机等核心设备的效率得到了显著提升。

现代风轮的叶片设计更加科学合理,能够更好地捕捉到风能。

发电机的转换效率也有所提高,使得发电系统的整体效率得到了提升。

2.风场规模的扩大过去,风能发电主要采用分散式布局,各个风电场规模相对较小。

然而,近年来越来越多的大型风电场开始兴建,这些风电场规模庞大,集中供电能力更强,带动了风能发电行业的规模化发展。

3.储能技术的创新风能发电存在一个固有的问题,即能量的不稳定性。

当风速不够时,发电量将会减少或甚至中断。

为了解决这一问题,人们致力于开发储能技术,如利用电池储能、水泵储能等,使得风能发电系统能够更有效地存储和利用发电能量。

二、风能发电技术的未来趋势虽然风能发电技术已经取得了显著的进展,但仍然存在许多挑战和发展空间。

未来,风能发电技术将朝以下几个方向发展:1.海上风电的兴起由于陆地资源受限,海上风电在未来将成为重要的发展方向。

海上的风能资源更加丰富,而且海上风场不会影响到人类的居住与生活。

然而,海上风电面临的技术和经济挑战较多,例如海上风轮的制造和安装成本较高,海上环境对设备的腐蚀等。

因此,未来的研发将集中在降低海上风电成本、提高设备可靠性和维修技术。

2.智能化和自动化技术的应用随着人工智能和自动化技术的迅速发展,未来风能发电技术将更加智能化和自动化。

智能监测系统可以实时监控风场的状态和功率输出,实现远程控制和维护。

自动化技术可以提供更加精确和快速的风轮定位和转向,提高发电系统的效率和可靠性。

3.风能与其他能源形式的结合未来,风能发电技术将与其他能源形式相互结合,实现能量的互补与平衡。

风力发电技术现状及发展趋势

风力发电技术现状及发展趋势

Wi n d Po we r Ge n e r a t i o n T e c h n o l o g y
SONG He n g - d o n g , DONG Xu e — y u
( E l e c t r i cP o we r S i mu l a t i o na n dC o n t r o l En g i n e e r i n gC e n t e r , Na mi n gI n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y , Na n j i n g2 1 1 1 6 7 , C h i n a)
关键词 : 风力发 电;风 电场;低 电压穿越 ;风力发 电趋 势
中图分类号:T M 6 1 4 文献标 识码 :A 文章编号 :1 0 0 7 — 3 1 7 5 ( 2 0 1 5 ) O l 一 0 0 0 1 - 0 4
Di s e us s i o n o n Pr e s e nt Si t ua t i o ns a n d De v e l o pm e n t Tr e nd s o f
摘 要: 介绍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ了现 阶段 的三 大主流风 力机 型 的应 用及其特 点,分析 了大规模风 电场 并 网对 电网安
全稳 定运行 带来 的问题 :一 是改变 电网潮流 分布 ,二是对 电网调度 的影响 ,三是对配 电网电能质量 影 响 。基 于 当前 的风 电产业现状 给 出了风 电功率预测 、风 电场 中的电力 电子 设备及 控制技 术 、低 电压穿 越等几 个研究热 点 ,并展望 了未来风 电发展前 景。
风 力发 电技术现 状及发展趋 势
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风力发电技术的发展现状与未来趋势

风力发电技术的发展现状与未来趋势

风力发电技术的发展现状与未来趋势随着人口的增加和工业的发展,对能源的需求也呈现了井喷式的增长。

但是,传统的化石燃料能源是有限的,且会释放出大量的有害气体,对环境和健康产生巨大的影响。

因此,寻求可再生的清洁能源成为了全球共同面对的难题之一。

其中,风力发电作为一种无污染、资源丰富的可再生能源,备受瞩目。

一、风力发电技术的发展历程早在西元2000多年前,我国就已掌握风力利用技术,制造了“照临车”,并用于磨面粉、打水极等日常生活中。

近代以来,风力发电技术在欧美等发达国家得到了迅速的发展。

1979年,丹麦海上风电场开始发电,而新能源发电依赖于风的优势逐渐被人们所认识。

目前,风力发电已经成为全球能源领域内的一个重要组成部分。

二、风力发电技术在现代社会的应用随着人类智慧的拓展和技术的不断革新,现代的风力发电系统已经日益完善和成熟。

相比于传统的化石燃料能源,风力发电充分利用了大自然的资源,没有污染和排放,更适合未来城市的可持续发展。

目前,风力发电系统被广泛应用于全球各地,人们建设了许多大规模的风电场,利用风能发电并协助解决当地的能源需求。

同时,在城市中也有一些风力发电设备被用作小型风能发电和光伏发电的混合系统,利用太阳与风力等多种能源形成一个综合的能源系统。

这样的系统也就进一步拓展了风力发电源的应用,并且可逐渐实现城市能源自给自足。

三、风力发电技术的发展趋势1.技术不断创新:现代的风力发电技术被普遍认为是一个比较成熟、高效的能源生产技术。

未来,随着技术的日益创新和科技的发展,风力发电技术将更加智能、高效、安全以及成本更低。

2.海上风电将发挥更大作用:尽管海上风电在全球范围内建设数量不多,但海上风电资源比陆地更加丰富,并且规模也更大。

未来,海上风电将成为重点领域,并在这一领域取得更多的成果和突破。

3.系统储能技术逐步完善:风能是一种波动性能源,如果不能在系统内及时稳定能源供应,就会造成供电不稳定情况。

目前,储能技术已经成熟并在实际应用中逐渐扩大。

风力发电技术现状及发展趋势

风力发电技术现状及发展趋势

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环保意识的日益增强,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐在全球范围内得到广泛的关注和应用。

本文旨在全面概述风力发电技术的现状以及未来的发展趋势,从而为读者提供一个清晰、深入的理解风力发电行业发展的脉络和前景。

我们将从风力发电的基本原理出发,探讨当前风力发电技术的发展水平、主要挑战和应对策略,以及预测未来风力发电技术的创新方向和可能的市场变化。

通过对风力发电技术的深入研究和综合分析,本文旨在为读者提供一个全面、系统的视角,以期在推动风力发电技术的持续发展和优化中发挥积极作用。

二、风力发电技术现状风力发电技术,作为一种清洁、可再生的能源技术,近年来在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

随着科技的不断进步和政策的持续推动,风力发电技术已经取得了显著的进展。

在硬件设备上,风力发电机的设计日趋成熟,单机容量不断增大,从早期的几百千瓦发展到现在的数兆瓦甚至更大。

风力发电机组的叶片材料、发电机效率、齿轮箱和轴承的耐久性等方面都有了显著提升。

同时,风电场的建设和管理也日趋规范化,风电机组的运维效率得到了极大的提高。

在技术创新方面,风力发电领域正在不断探索新的突破点。

包括智能化控制、海上风电、储能技术、电网接入等在内的多个领域都在积极开展研究和应用。

例如,智能化控制技术的应用使得风电场能够更准确地预测风速、优化运行策略,从而提高发电效率。

海上风电的发展则充分利用了海洋资源的优势,为风电行业开辟了新的发展空间。

在政策环境上,许多国家都出台了支持风力发电的政策,包括税收优惠、补贴、上网电价优惠等。

这些政策的实施为风力发电技术的发展提供了有力的保障。

随着全球气候变化和环境问题日益严重,风力发电作为清洁能源的重要组成部分,其地位和作用也日益凸显。

然而,尽管风力发电技术已经取得了显著的进展,但仍面临一些挑战和问题。

例如,风电场的选址和建设受到地理和气候条件的限制;风电场的运维成本较高,需要进一步提高运维效率;风电在电网中的接入和调度也存在一定的问题等。

基于风力发电技术发展现状以及行业发展分析

基于风力发电技术发展现状以及行业发展分析

基于风力发电技术发展现状以及行业发展分析风力发电技术是目前最受欢迎的可再生能源之一,具有许多优点,如无污染、零排放、可再生和可持续性,因此在全球范围内得到广泛关注和应用。

随着科技的发展,风力发电技术也在不断进化和改进。

本文将基于风力发电技术发展现状以及行业发展分析,对该技术的未来前景进行探讨。

一、发展现状1. 技术成熟度不断提高:风力发电技术经过了近几十年的发展,在技术成熟度方面已经达到了一个比较高的水平。

目前的风力机经济性已经得到了保证,同时风力发电技术及其组成部件的可靠性也在不断提高。

2. 规模越来越大:风力发电机组的容量和高度规模越来越大,不断地推动着技术和产业的进步。

世界上规模最大的风力发电机组是中国海南的三峡风电场,单机容量达到了7.58兆瓦,其转子直径超过了100米,塔高达73.5米。

3. 生产成本逐渐降低:随着风力发电技术的不断成熟和规模的扩大,风力发电的生产成本也在逐渐降低。

据统计,目前全球风力发电的平均成本已经降至每千瓦时5美分以下。

4. 国际市场份额持续扩大:随着全球对环保、可持续发展和低碳经济的重视,风力发电技术在国际市场上的份额不断扩大。

据国际能源署的报告,到2030年,全球风力发电的总装机容量将达到2000亿瓦,占全球总发电量的18%。

二、行业发展分析1. 行业竞争加剧:随着风力发电技术的普及和市场份额的扩大,行业竞争也越来越激烈。

除了传统的风机制造商之外,越来越多的非传统企业也开始进入风力发电行业。

2. 技术创新驱动发展:风力发电技术的创新将成为未来行业发展的主要动力。

比如,一些新技术正在得到广泛应用,如水平轴式和垂直轴式风力发电机组、浮式风力发电系统、大型风力储能成为研究热点等。

3. 利润空间研究:当前,行业主要的利润来源是增加容量和降低生产成本。

然而,较低的发电成本也意味着较低的价格,这对于一些企业的继续发展可能会产生影响。

4. 存在挑战:虽然风力发电技术的发展前景广阔,但仍存在一些挑战。

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风力发电技术现状及发展趋势许志伟
发表时间:2017-11-28T15:54:29.220Z 来源:《电力设备》2017年第23期作者:许志伟
[导读] 摘要:在全球能源过度消耗的生态环境下,对新能源的研究和利用已成为世界热门的话题,风力发电是新能源发电技术中最具规模开发和商业化发展前景的发电方式,目前各国都在加大对风力发电及其相关的技术研究。

(大唐安阳发电厂河南安阳 455000)
摘要:在全球能源过度消耗的生态环境下,对新能源的研究和利用已成为世界热门的话题,风力发电是新能源发电技术中最具规模开发和商业化发展前景的发电方式,目前各国都在加大对风力发电及其相关的技术研究。

全球风电行业年度市场增长率达 40%,已有一百多个国家涉足到风电行业,该行业已经成为世界能源市场的重要组成部分。

我国近几年风电产业发展势头强劲,风电新增装机的容量稳居全球前茅,因此,对风力发电的技术现状和发展趋势进行研究具有重要意义。

关键词:风力发电;技术;探讨
1常用的风力发电系统
目前风力发电系统常用的风力发电机主要有恒速恒频率异步发电机、变速恒频双馈异步发电机和直驱永磁同步发电机三种。

由于变速恒频系统可以适应较宽的风速范围,已经成为风力发电的主流机型,而直驱永磁同步发电机和全功率变流器组合在未来有着广阔的发展前景。

1.1 恒速恒频发电机系统
恒速恒频发电机系统主要由风力机、变速箱、异步发电机以及并联电容器构成。

风轮机应用定浆失速控制可以确保发电机输出的电能电压和频率保持恒定。

由于异步发电机在输出有功功率的同时会有无功产生,因此,可以通过并联电容器提高电网的功率因数。

由于风能波动性和不稳定性的特点,恒速恒频发电机系统的风能利用率较低,能量输出波动性也比较大。

1.2 变速恒频双馈异步发电机系统
双馈异步发电机是如今风力发电的主流设备,占装机总量的绝大部分。

变浆距角技术的应用,提高了风能的利用率,而且在机组紧急停止时,通过调整可以减少风能的收集,降低了机组的机械冲击,机组的使用寿命加长了。

定子侧和电网连接,转子通过双PWM变换器控制励磁,确保定子电能频率的稳定。

1.3 变速恒频直驱永磁同步发电机系统
风力发电机和永磁同步发电机直接连接,避免了减速箱对系统运行的影响。

同步发电机发出的电能通过交直交变频技术形成稳定的交流电进入电网。

励磁采用永磁体节省了励磁的维护投入,但发电机的体积和制造成本以及难度加大了。

2风力发电中的重点技术问题
风力发电作为重要的新兴能源,受重视程度越来越高,如何提高风能的使用效率,改善风力发电的电能质量是风力发电工作研究的重点。

2.1 风力发电功率的预测
风能的不稳定性和随机性,经常造成大容量电场并网严重影响电力系统的可靠性,制约着大容量风电场的并网运行。

因此对风电能量进行科学准确的预测,有助于风电场的合理选址以及电网能量的合理调度。

目前常用的风能预测方法有:基于数值天气预报的风能预测,即利用气象信息对中长期风能进行预测;时间序列预测法,即利用历史风能数据对短期风能分布进行预测、人工神经网络预测,该方法的自适应性比较强,适用于非线性的模型预测。

为提高预测的准确性,将多种方法结合使用是风能预测的发展方向。

2.2 风电场电力电子设备的研究
先进的电力电子技术是现代风力发电的重要技术依托,为风力发电提供重要的技术支撑。

风力发电设备中存在大量电力电子设备,如双馈异步发电系统中的PWM变流器、直流永磁同步发电系统重点交直交变频设备、基于电压源的高压直流输电并网技术以及低压穿越所需的电子装置等。

因此,加强电力电子设备的研究,对风力发电的发展具有重要意义。

2.3 低压穿越技术
低压穿越技术在电网发生故障时,利用电力电子技术确保风电场在一定时间范围内向电网提供一定的无功,从而保证电网不脱网运行。

当电网电压降低时,风电机组通常由于自我保护而脱离电网,在风电所占电网的比例较小时,风电的脱离不会对系统造成太大影响,一旦风电机组的容量较大,电网故障时风电的解列在故障的基础上增加了电网的扰动,严重影响电网的可靠运行,甚至造成整个系统的解列。

因此,我国对低电压运行标准进行了规定,即当并网电压跌至20%额定电压时,风电机组应能不脱网运行625 ms,目前由于电网的故障复杂多变,还没有十分完善的方案能够完全满足低电压穿越的要求,这已经成为风电研究的热点问题。

2.4 风电场的无功补偿
电压稳定是风电并网中的重要问题,无功补偿是风电电压稳定的重要影响因素。

尤其在异步风力发电机系统中,异步发电机和变压器设备产生大量的无功功率,一旦这些无功无法得到及时补偿则会对电网的可靠运行造成影响,系统无功过高会使系统电流增加,增大系统损耗的同时,也会影响设备的安全运行;电流和视在功率的增加造成电力设备容量的增加,电力设备的体积也相应增大,电网的经济运行性降低,另外电网的功率因数过低会造成电网电压的降低。

风电场无功补偿的方式多种多样,目前最为常用且使用效果较好的方式是基于电力电子技术的动态无功补偿设备。

3风力发电技术的发展趋势
我国风电行业已经步入了快速发展的时期,风力发电技术逐渐更具规模化和有效化,现已采用新的叶片技术、新型发力风电机、新型电力电子技术等智能优化风力发电系统,提高了可靠性和恶劣环境下的安全性。

(1)对于巨型机而言,采用延长叶片会使运输和安装成本增加,因此分段式叶片技术应运而生,很好的解决了运输和安装问题,同时采用强化碳纤维增强叶片刚度,玻璃钢和热塑等混合纱丝制造叶片,缩短了叶片的生产时间。

(2)采用无刷交流双馈异步电机、开关磁阻发电机和高压发电机也降低了成本,提高了可靠性,便于设备维修及养护,新型风力发电机的研制仍然是当前的重要任务。

(3)新型大功率变化器的研究和应用势在必行,多电平变化器相对两电平变换器显著的降低了功率器件的开关损耗,大幅度的提高了转换效率,同时,新型储能技术也日益受到了人们的关注,起到了维持电网频率
稳定的作用。

(4)随着风电规模的扩大,对电网的影响逐渐加深,为了不影响电力系统的稳定性,就要求风电发电机组不脱网运行,在故障切除后尽快帮助电力系统恢复运行,即低压穿越,很多国家都在致力于研究此项,我国在 2011年已自主研制出直驱永磁机组成功通过了低压穿越测试,后续还需继续完善。

(5)国外对风电机组和风电场的短期及长期发电预测做了很多研究,取得了重大进步,我国应借鉴欧洲国家风能功率预测在推动风电大规模利用方面的成功经验,大力开展有关研究,提高预测技术水平。

结束语
我国目前的经济发展速度飞快,同时也增加了对能源的需求量。

由于风能是可再生的清洁能源中最重要的组成部分,因此对它的开发力度将日益加大。

在此过程当中,风电技术的研发与进步显得尤为重要。

在未来的发展中,我们将投入更多的人力和物力资源来支持风电行业的发展,加快对风电行业的基础设施建设和对技术方面的研究,优化我国的能源结构,为我国的经济发展和节能减排作出重要贡献。

参考文献:
[1]薛珍丽,刘海元.风力发电的关键技术分析与发展趋势[J].河南科技,2015,22:129.
[2]刘波,贺志佳,金昊.风力发电现状与发展趋势[J].东北电力大学学报,2016,02:7-13.
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[4]宋恒东,董学育.风力发电技术现状及发展趋势[J].电工电气,2015,01:1-4.。

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