风力发电机文献综述
林内小型风力发电机风叶的设计
摘要:随着国民经济的持续发展,能源危机的阴影正日益困扰着人类的生产和生活,因此人们开始把目光风能这个取之不尽、用之不竭的清洁能源,若风力发电机跟森林中的监测传感器配合,则能有效利用自然资源,实现可持续发展。
本文就林内小型风力发电机叶片原有的基础上进行优缺点分析,总结国内外风力发电机的发展和现状。
前言
本人毕业设计题目为《林内小型风力发电机叶片部件的设计》,主要针对垂直轴风力发电机叶片部件的设计进行研究,对现有风力发电机的叶片发展历史进行总结分析,探索其优越性和可行性。
本文主要查询了2000年以来的有关小型风力发电文献期刊。
主体
风力发电机分为水平轴风机和垂直轴风机。
水平轴风机最为典型的代表是3个叶片的荷兰风车,也是目前阶段技术最成熟,应用最广泛,占据主流市场的产品。
水平轴风机主要包括叶片技术、发电机和传动技术、并网技术三大部分。
其中叶片技术是其核心部分,叶片除了靠叶素理论计算和设计外,还要靠经验对计算值进行修正,对操作人员的技术要求十分高。
而我国是从20世纪80年代后期才涉足风力发电这一新兴行业,技术远远落后与世界发展水平,其研究主要是引进、吸收、消化叶片设计技术,没有自己的独立成果。
到2006年底,中国进入或正在进入大型风机市场的厂商已超过20家1 ,从企业数量上看,中国的企业数量超过了全世界风机厂商数量的一倍以上,但均缺乏叶片这一核心技术的独创性。
垂直轴风机,即转轴垂直于地面的风机,其历史可以追溯到几千年前,人们利用垂直轴风车进行提水。
而垂直轴风力发电机的发明则要比水平轴的晚很多,知道20世纪20年代才开始出现。
由于人们普遍认为垂直轴风轮的尖速比不可能大于1,风能利用率低于水平轴风力发电机,因而导致垂直轴风机长期得不到重视。
然而,随着科技日新月异和人类认识水平的不断提高,人们逐渐意识到垂直轴风机的尖速比不能大于1只适用于阻力型风机,而升力型风机的尖速比甚至可以达到6,并且其风能利用率也不低于水平轴,于是越来越多的人认识到垂直轴风机的发展前景,并大大提高了其研发技术,取得了突破性进展。
垂直轴风力发电机呈H型,与水平轴风力发电机相比较,其优越性体现在:设计方法先进,风能利用率高,启动风速低,无噪音;除了在风电场应用以外,还可以充分利用大型建筑物的集风作用和大型建筑物顶层的空间、高度,建造风电大楼和零能耗大楼;城市公共照明和高速公路亦可以通过风、光互补方式大量应用风力发电机;具有风资源条件的企事业单
位也可以大量应用H型垂直风机,比如海上钻井平台和海水淡化装置;
世界风力发电现状:
由于欧美国家风能资源丰富,工业技术水平领先,相对的也在风力发电领域占绝对优势。
目前世界上装机容量最大的国家是美国,其次是德国、丹麦、印度。
工业革命以来,发达国家对风力发电机组的研制取得了巨大进展:1987年美国研制出单机容量为3.2MW的水平轴风力大电机组,安装于夏威夷群岛。
同年加拿大研制出单机容量为4.0MW的立轴达里厄风力大电机组,安装于魁北克省。
不久之后,单机容量在100KW以上的水平轴风力发电机组的研究开发及生产在欧洲的丹麦、德国、荷兰等国取得了飞速发展。
到90年代,单机容量在100-200KW 的机组已在中型和大型风电场中成为主导机型。
世界风电总装机容量1997年底为746万KW,1998年底为1015万KW,1999年底为1393万KW,2000年达1845万KW,2001年达2493万KW,2002年达3112KW,年均增长率在30%以上。
世界能源委员会预计,全世界到2020年风力发电装机容量可达1.8亿-4.7亿KW。
中国风力发电现状:
中国是发展中国家,十分重视在经济发展的同时保护环境,因此也十分重视对风能资源的开发利用。
在20世纪60年代开始研究有使用价值的新型风力机,70年代后在装机容量、制造水平及发展规模上都具有突破性发展。
到2004年底,中国并网风电装机容量为76.4万KW。
中国已建成43个风电厂,安装了1291台风力发电机组,掌握咯风电厂运行管理的技术和经验,培养和锻炼了一批风电设计和施工的技术人才,为风电的大规模开发和利用奠定了良好的基础。
2002年,我国率先开始了新型垂直轴风力发电机的研究,由部队通讯部牵头,上海某公司为研发主体,西安军电、西安交大、同济大学、复旦大学等高校的多位专家配合,在短短的一年时间里就生产出了首台新型垂直轴风力发电机。
并在不到5年的时间里将功率扩展至200W~100KW,处于世界领先地位。
2008年以来,国内风电建设的热潮达到了白热化的程度。
2009年,中国(不含台湾地区)新增风电机组10129台,容量13803.2MW,同比增长124%;累计安装风电机组21581台,容量25805.3MW。
2009年,台湾地区新增风电机组37台,容量77.9MW;累计安装风电机组227台,容量
436.05MW。
垂直轴风力机:
垂直轴风力机可以分为两类,一类是利用空气动力的阻力做功,典型的结构式S型风轮,由两个轴线错开的半圆柱形组成,其优点是启动转矩较大,缺点式由于围绕着风轮产生不对称气流,从而对产生侧向推力。
另一类是利用翼型的升力做功,最典型的是达里厄型风力机。
基本上是直叶片和弯叶片两种,以H型、Φ型风轮为典型。
达里厄风力机有着优越的空气动力性能,提高了效率,并且很大程度降低了造价,近年来成为了研究重点。
达里厄风力机是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。
在20世纪70年代,加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究,现在是水平轴风力发电机
的主要竞争者。
达里厄式风轮是一种升力装置,弯曲叶片的剖面是翼型,它的启动力矩低,但尖速比可以很高,对于给定的风轮重量和成本,有较高的功率输出。
现在有多种达里厄式风力发电机,如Φ型,Δ型,Y型和H型等。
这些风轮可以设计成单叶片,双叶片,三叶片或者多叶片。
我们准备选择垂直轴风机作为该设计的关键,其优点是在风向改变的时候无需对风。
这不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力,而且传动机构和控制机构等装置在地面或低空,便于维修。
水平轴风机机仓放置在高高的塔顶,而且是一个可旋转360度的活动联接机构,自身重达十几吨或几十吨,叶片上随机风荷载达几十吨,重心高、结构不稳定。
垂直轴风力发电机的齿轮箱在底部,重心低、运行稳定、寿命长;另一方面就是其外观精美,可做成多型式的外形,体积轻巧、外观独特精美,适应各地使用;
同时垂直型风力发电机也存在着或多或少的缺点,从空气动力性能发面来比较,垂直轴风力发电机不如水平轴风力发电机优越,垂直轴风力发电机的单位输出功率重量较大、转速较低。
因此,它的输出一般比水平轴风力发电机小;另外有些风能利用率相对较高的垂直轴风力发电机(如达里厄风力发电机)的起动力矩小,需要其它风轮帮助起动,或用电网中的电起动。
而一些容易起动的垂直轴风力发电机(如S型风力发电机),它的风能利用率却较低。
因此,垂直轴风力发电机没有水平轴风力发电机应用广泛。
总结
风能资源是大自然赋予人类取之不尽的绿色能源,世界各国研究人员都在努力寻找各种途径,能最大限度的利用风能。
随着科技的发展,水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机相继问世,并都在不同时期不同地区发挥作用。
然而如何以最低造价,最小的人力物力投入而获益最多是现在值得探讨的问题,总结上文对比分析,不难发现垂直轴风力发电系统力学性能好,结构简单,成本低,是当今社会探索研发的首选,同时垂直轴风力发电机也有许多缺点需要去克服和飞跃,我们应该取其所长去其所短,不断完善并跟进这方面的技术,减少我国对能源危机的困扰。
参考文献:
1)陈世坤,电机设计[M],北京:机械工业出版社,2000
2)张文书,三相异步电动机和发电机计算机辅助设计[J],电机技术,1996,(3)
3)张希良,风能开发利用[M],北京:化学工业出版社,2004
4)刘家澄,我国风电场装机现状[J],可再生能源,2000
5)中国风能协会,中国风电产业现状及发展[R],2006
6)张显双,风能的利用[M],物理世界,人民教育出版社,2004
7)芮晓明, 柳亦兵, 马志勇.风力发电机组设计[P] .中国:20101029100524.0.2010.
8)叶杭冶等.风力发电系统的设计、运行和维护.北京:电子工业出版社2010.
9)David Keith.Wind Power,Carnegie Mellon Electricity Industry Center (CEIC)
Seminar [C],Joe DeCarolis,2002.
10)Vaughn Nelson, Wind Energy, Renewable Energy and the Environment, CRC Press,
2009,.
11)National Renewable Energy Laboratory (NREL). Wind Energy Resource Atlas of the
United States, 2003
12)季田、田德、卞桂虹,浓缩风能型风力发电机迎风调向系统研究-农业工程
学报2003.19(4)
13)赵慧欣,浓缩风能型风力发电机螺旋桨式叶轮的实验研究学位论文 2005
14)时燕,小型风力发电机失速调节型叶轮的实验研究学位论文 2008
15)康丽霞、田德、刁明光,浓缩风能型风力发电机迎风及限速自动控制系统
16)。
【风力发电机齿轮箱可靠性优化设计文献综述4200字】
风力发电机齿轮箱可靠性优化设计文献综述【可参考以下写作提纲】1.前言(简要说明阅读文献背景、目的和范围以及选题的发展现状及争论焦点,不少于800字)随着社会经济的不断发展,人们对能源的需求也越来越大,而不可再生资源在不断消耗,寻求新的可再生资源成为当务之急。
至此,风力发电机应运而生,其装机灵活、基建周期短、环境效益高的诸多优点,促使风力发电成为国家新能源开发的关键技术[1]。
“中国制造2025”新能源装备实施方案指出,要在2025 年前,新能源装备制造业形成完善的产业体系,有效支撑新能源发展[2]。
世界风能协会(World Wind Energy Association, WWEA)统计,截止到2019 年底,全球安装的所有风力发电机的总容量达到6508GW。
2019年增加了59667MW,所有已安装的风力发电机可以满足全球6%以上的电力需求。
中国和美国都表现出强劲的增长势头,分别有275GW 和91GW 的新装机容量,均为近五年来最大的市场容量。
在取得令世界瞩目成绩的同时,也必须正视中国风电产业快速发展过程中所面临的各种问题。
风力发电机一般安装在偏远的户外或者海上,长时间在数十米高空服役,长期运行在振动、潮湿、沙尘、腐蚀、变速、制动等复杂恶劣环境中,各类故障频发且难以提前预警,带病运行将导致设备损坏、风场停机,维护维修成本提高[3]。
风力发电机运行在复杂的环境中,包括多套复杂的子系统。
齿轮箱是风力发电机实现增速的关键子系统,其健康运行关系着风力发电机的健康状态。
齿轮箱内部结构复杂,由多组齿轮、轴承、齿轮轴及润滑冷却系统组成,长期受到交变载荷、冲击载荷的作用,齿轮箱在恶劣的环境下运行,容易发生故障[4]。
目前,大型风力发电机的设计寿命要求不低于20 年,机组的年可利用率不小于97%[5]。
齿轮箱是风力发电机实现增速功能的关键所在,齿轮箱的寿命直接影响着风力发电机的寿命,齿轮箱能安全可靠的运行是风力发电机可靠的必要条件。
风电文献综述报告
文献综述报告( 2015届本科)学院:工程学院专业:电气工程及其自动化班级:电气2班*****学号:***********:**2015年 6 月小型风力发电系统研究与设计前言:随着近年来地球温室效应加重,传统化石燃料供应愈发紧张,人们开始进行新能源的寻找和开发。
而风能作为一种无污染的可再生能源,其利用简单、取之不尽用之不竭的特点使其在新能源领域脱颖而出.据研究,如果全球风能总量的1%被利用,那么世界3%的能源就可以被节省下来。
风能的利用在未来也许会取代传统化石燃料以及核能等能源方式。
世界各国均把风力发电作为应对能源短缺、大气污染、节能减排等问题的有效解决措施。
而小型发电系统在日常生活中如何应用也受到越来越多的关注。
1 风力发电研究的背景和意义风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。
清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐.从 20 世纪 90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。
世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术,而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。
技术创新使风电技术日益成熟。
目前,在发达国家风电的年装机容量以 35.7%高速度增长。
一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。
目前单机容量 50kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行.同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料,风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。
技术进步使风电成本具有市场竞争能力。
长期以来,人们以风电电价高于火电电价为由,一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义,忽视了风电作为一项高新技术产业而将带来的巨大前景。
风力发电技术研究文献综述
风力发电技术研究文献综述伴随着经济的快速发展和全球工业化进程的加快,常规能源如煤、石油、天然气等不可再生能源有限,经过过去的几百年来无节制的开采和滥用,这些不可再生能源已面临枯竭。
风力发电既不会产生任何污染物,也不会造成太多的内部能量损耗,是一种取之不尽用之不竭的绿色能源,世界各国都有较大的蕴藏量,是目前最具大规模开发利用前景的能源。
随着电力电子技术的飞速发展,风能开始展现自身的优势,现阶段风电成本不断下降,已接近煤炭发电成本,成为一个有发展前途的新兴产业,年增幅高于27%,对风力发电进行深入研究有着重要的现实意义。
1.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。
2.风力发电的现状目前,中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行,风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。
风电事业的蓬勃发展,带动风力发电技术快速进步,其表现如下:(l)单机容量不断增加,1.5MW和2MW风电机组已成主流机型,5MW己经进人商业化运行阶段,8MW的风电机组正在研制或挂机试验运行。
文献综述
文献综述----风力发电机组齿轮传动前言充分利用风能资源,减少常规能源的消耗,符合国家能源改革的方向。
而且风能又是可再生能源(即在同一地点相距6~8倍风轮高度的距离后风能又达到原值)。
取之不尽,用之不竭。
风力发电场对比同规模使用燃煤电厂其向大气排放的污染物为零,实现固体、气体零排放。
风力发电厂比燃煤电厂可节省大量淡水资源,减少水环境污染。
特别是对缺少淡水资源的沿海及干旱地区更重要。
在沿海及旅游区风力机群也是一道风景线,可在一定程度上反映经济、文化、环境相融洽的程度。
通过实物教育,可增强公众开发自然资源、保护环境的意识。
建设风力电场对发展沿海经济有重大意义。
一、风力发电的发展现状“十五”期间,中国的并网风电得到迅速发展。
2006年,中国风电累计装机容量已经达到2600兆瓦,成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。
2007年以来,中国风电产业规模延续暴发式增长态势。
2008年中国新增风电装机容量达到7190兆瓦,新增装机容量增长率达到108%,累计装机容量跃过13000兆瓦大关。
内蒙古、新疆、辽宁、山东、广东等地风能资源丰富,风电产业发展较快。
二、风力发电的发展趋势1 风力发电从陆地向海面拓展海面的广阔空间和巨大的风能潜力使得风机从陆地移向海面成为一种趋势.目前只有少数国家建立了海上风电场,但预计从2006 年开始,欧洲的海上风力发电将会大规模地起飞.2 单机容量进一步增大自MW级风力机出现后,风力机的尺寸和发电机组的单机容量增长速度加快.截至2003年,商品化的风力机风轮直径达到120m,单机容量达到4.5MW.随着各项技术的成熟,更大容量的风力发电机组将从实验室走向工业应用.3 新方案和新技术不断被采用在功率调节方式上,变速恒频技术和变桨距调节技术将得到更多的应用;在发电机类型上,控制灵活的无刷双馈型感应发电机和设计简单的永磁发电机将成为风力发电的新宠;在励磁电源上,随着电力电子技术的发展,新型变换器不断出现,变换器性能得到不断的改善;在控制技术上,计算机分布式控制技术和新的控制理论将进一步得到应用;在驱动方式上,免齿轮箱的直接驱动技术将更加吸引人们的注意.三、风力发电机组齿轮传动的技术的发展大型风力发电机组主要由风轮、机械传动系统、发电设备和控制系统组成,其中机械传动系统是将风轮吸收的风能以机械的方式传送到发电机的中间装置,包括传动轴系、联轴器、齿轮箱、离合器和制动器等,为了便于捕获风能和适应机组性能控制需要,机组还必须配置偏航传动、变桨距传动以及阻尼、制动等辅助装置大型风电机组的特殊环境和使用工况条件,对传动装置提出了不同寻常的要求,而大量的不确定因素,如图2 所示的外部动载荷和变化多端的风轮、电网异常载荷的作用、机舱刚性不足引起的强烈振动、只能通过估算和模拟的载荷谱和极限载荷分布等,都是传动装置必须考虑的重大问题。
风力发电及其技术发展综述
风力发电及其技术发展综述风力发电是一种在全球范围内广泛使用的可再生能源技术。
本文将全面深入地探讨风力发电技术的发展历程、现状、前沿领域以及未来发展趋势。
我们将介绍风力发电的基本原理、关键技术、应用场景,以及研究方法和展望。
风力发电是利用风能转化为电能的过程。
风能是一种广泛存在的自然能源,具有清洁、可再生等特点。
随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视,风力发电技术在世界范围内得到了大力推广和应用。
陆地风电技术:陆地风电是风力发电的主要形式,其技术发展相对成熟。
然而,由于陆地风电的资源有限,且受到地形、气候等因素的影响,其发展面临一定的瓶颈。
目前,研究方向主要是提高风电机组的效能和可靠性,降低其成本。
海洋风电技术:海洋风电是风力发电的新兴领域,具有丰富的资源和发展潜力。
海洋风电技术需要解决的关键问题包括风电机组固定技术、电力传输技术以及海洋环境对风电机组的影响等。
智能电网:智能电网是风力发电的重要应用领域。
通过智能电网技术,可以实现风能与其他能源的互补,提高电力系统的稳定性。
太阳能:风能和太阳能都是清洁能源,具有很大的发展潜力。
太阳能和风能联合发电系统可以大大提高可再生能源的利用效率。
潮汐能:潮汐能是一种具有很大开发潜力的海洋能源。
风力发电和潮汐能联合开发系统,可以充分利用两种能源的特点,提高能源利用效率。
风力发电技术的研究方法主要包括文献调研、统计分析、案例研究和仿真模拟等。
研究人员需要充分了解国内外的研究现状和发展趋势,结合实际应用需求,提出针对性的研究方案和发展策略。
风力发电技术在全球范围内得到了广泛应用和认可,是实现可持续发展和环境保护的重要手段。
然而,目前风力发电技术的发展仍面临一些挑战,如资源有限、成本较高、技术瓶颈等。
未来,随着科技的进步和创新,风力发电技术的发展将朝着更高效能、更低成本、更广泛应用的方向发展。
同时,随着可再生能源的日益重视和大力发展,风力发电技术在智能电网、太阳能、潮汐能等领域的拓展将更加深入。
文献综述
1.近年来,我国风电产业呈现迅猛发展态势,2010年我国风电装机容量已跃居世界首位。
小型风电是风电产业的一项补充,大型风电产业不能完成或不能解决的问题要由小型风电产业来完成。
中国疆域广阔,风资源分布不均匀导致风电开发呈现出多样性的特点:年平均风速6m/s或以上的高风速区(如三北地区!沿海地区)多建立大型兆瓦级风力发电机组,但这些地区的风资源已趋饱和,海上风电短期内又难以大规模开发;年平均风速为3~5m/s的低风速区,如安徽!湖北!福建和云南等省份,虽不具备发展大型风电的条件,却是发展小型风电的沃土,因此推广应用小型风力发电机组具有较大的市场空间国内外对小型风力发。
2.我国中小型风电机组起步阶段应从20世纪的70年代开始,此时的小型风力发电机只是作为大型风力发电机的先期产品,作为研制大型风力发电机组试验品,真正用到生产和生活中的小型风力发电机相对很少。
进入20世纪八九十年代,随着我国经济建设的发展,小型风力发电机组略有发展,但受到国内市场经济调控影响,在制造和技术上并没有很大突破,此时期只是进入到了小机组研制过渡阶段。
进入21世纪,伴随着国际发展新型清洁能源和可再生能源的潮流,以及在国内对可再生能源的扶持政策的影响下,小型风力机技术在大型风电机组蓬勃发展的基础上也有了长足的进步,并且其技术水平和制造工艺正逐渐进入成熟阶段。
3.据不完全统计,到 2006 年底,我国从事小型风力发电机组及其配套件开发、研制、生产的单位达 78 家,年生产能力达8万台,总装机容量 51.3MW,年产量、总产量、生产能力、出口均列世界之首。
小型风力发电机主要出口到英国、法国、美国、澳大利亚、越南、日本等国。
并且,由于汽油、柴油、煤油价格飞涨,且供应渠道不畅通,内陆、江湖、渔船、边防哨所、部队、气象站和微波站等使用柴油发电机的用户逐步改用风力发电或风光互补发电。
随着市场经济发展,小型风力发电机组传统用户继续增加,主要服务对象仍为有风缺电地区的广大农、牧、渔民。
风力发电机文献综述
毕业设计文献综述题目:立轴风力发电机学生姓名:李春鹏学号:090501224专业:机械设计制造及其自动化指导教师:刘恩福2013年2月27日一、摘要风能利用技术的快速发展已使风能成为目前最重要的一种可再生资源。
现有的风能转化系统大部分将风能通过风力机装置转化为机械能,然后通过电机转化为电能,通常风力机按风轮旋转轴在空间的方向,分为水平轴风力机(HorizontalAxis Wind Turbine简称为HAWT)和立轴风力机(Vertical Axis Wind Turbine简称为VAWT)两大类,达里厄型(Darrieus)风力机为立轴风力机的典型机型。
立轴风力机由于其结构和气动性能的独特优势,越来越被人们重视。
变速风力机可以在很大的风速范围内工作,而且能最大限度的捕获风能,提高风力发电机的效率,而成为当前该领域的研究热点。
本文以大型变速立轴风力机为研究对象,风力机为典型的达里厄型风力机,直接驱动永磁同步电机发电。
通过建立风力机气动性能评估模型、传动系统模型、电机以及控制系统的模型,并在MATLAB/SIMULINK进行仿真模拟,得到风力机在各种工况下的运行情况,并实现了最大风能追踪的算法。
变速风力发电机提高了风能利用率,但增加了控制系统的难度,本文对最大风能追踪策略的理论进行分析研究。
分析了达里厄型风力机的气动性能评估模型,该模型是基于叶素动量理论的双多流管模型,考虑了达里厄型风力机旋转时叶片对风轮下盘面流动干涉的特性,以及翼型动态失速、气动阻力的影响,对1MW达里厄型风力机进行计算分析,得到了该风力机的气动性能,如风力机在各风速下的气动转矩与转速的关系,以及在各风速下的气动功率与转速的关系,为仿真模拟提供基础。
根据仿真的需要分别建立了风力机传动系统模型、永磁同步电机模型、最大功率跟踪算法等模型。
永磁同步发电机在同步旋转轴下建立,并对同步电机的解耦控制做了分析,最大功率跟踪算法采用尖速比控制方法。
直驱式风力发电与并网文献综述
直驱式风力发电与并网文献综述直驱式风力发电系统及并网关键技术文献综述学院:学号:姓名:专业:指导老师:目录1.1风力发电发展历史1.2中国能源现状1.3各国风力发电概况1.4风力发电特点及优点2.1风力发电原理2.2直驱式风力发电技术现状2.3直驱式永磁风力发电系统结构2.4直驱式永磁风力发电系统控制3.1并网运行关键技术3.2永磁同步电机控制3.3并网变流器控制3.4低电压穿越技术4.1未来风力技术发展趋势4.2中国风能资源分布及发展前景1.1风力发电发展历史Charles F. Brush(1849-1929)是美国电力工业的奠基人之一。
1887-1888年冬,Brush安装了一台被现代人认为是第一台自动运行的且用于发电的风力机。
它是个庞然大物——叶轮直径是17米,有144个由雪松木制成的叶片。
这台发电机仅为12千瓦。
这是因为低转速风机效率不可能太高。
丹麦人Poul la Cour(1846-1908)是一名气象学家同时也是现代风力发电机的先驱。
他建了一个属于他自己的风洞来实验风力发电机,随后发现了快速转动、叶片数少的风力机,在发电时比低转速的风力机效率高得多。
1918年,丹麦约有120个地方公用事业拥有风力发电机,通常的单机容量是20-35kW,总装机约3MW。
这些风电容量当时占丹麦电力消耗量的3%。
在二次世界大战期间,丹麦工程公司F.L.Smidth(现在是水泥机械制造商)安装了一批两叶片和三叶片的风机。
所有这些风机发的是直流电。
1951年,这些直流发电机被35kW的交流异步发电机取代。
在1973年第一次石油危机后,在丹麦,电力公司立即把目标放在的制造大型风力发电机上,德国、瑞典、英国和美国也紧跟其后。
1979年,他们安装了两台630KW风力发电机,一台是桨矩控制的,另一台是失速控制的。
1980~1981年,55KW风力发电机的诞生是现代风力发电工业和技术的突破,这种风力发电机使风力发电每千瓦时的成本下降了约50%。
文献综述
风力发电综述能源短缺、环境污染是人们目前面临的两个紧迫问题。
风能是一种清洁的可再生能源,风力发电是风能利用的主要形式,它在减轻环境污染、解决偏远地区居民用电问题等方面起着突出作用。
下面我将结合我查找的,从以下几个方面说明一下我对风力发电的认识。
一、风力发电的发展史。
风能用于发电只有100多年的时间。
19世纪末,丹麦首先研制了风力发电机,采用蓄电池充放电方式供电。
20世纪30年代到60年代末,西方国家开始大力研发技术发杂的大、中型风力发电机组,当时的机组多采用木制叶片、固定的轮毂的侧尾舵调速,科技工作者也对风电并网问题进行了初步研究。
在此时期,丹麦的Gedser 200 kW风力发电机组意义重大,它采用了异步发电机、定桨距风轮和叶片端部有制动翼片等设计。
到了20世纪70年代,风力发电进入了迅猛发展阶段。
20世纪90年代,丹麦维斯塔公司生产了一台55\11kW的风力发电机组,其技术先进,可靠性高。
由于选用了两种不同的功率电机,在低风速和高风速时,风能资源都能得到充分利用,被称为现代风力发电机的雏形。
二、风力发电的特点及其存在的问题。
风电的突出优点是环境效益好,不排放任何有害气体和废弃物。
风力发电厂的建设工期短,单台风力发电机组的安装仅需几周,从土建、安装到投产,1万千瓦级的风力场建设期只需要半年到一年的时间。
此外风力发电还具有投资规模灵活,可靠性高,运行维护简单等优点。
目前,风力发电存在的问题有:(1)发电成本高。
成本高的主要原因是风力发电机生产成本较高及风力发电机在运行时的维护费用较高。
(2)风力发电机尚存在一些质量问题。
如风力发电机的寿命还难以达到20~30年,叶片断裂、控制系统失灵等事故还有发生。
(3)风力发电机组运行时抗干扰性有待解决。
(4)其它待解决的问题。
如提高风力发电质量以及机用蓄电池的攻关等问题。
三、风力发电机原理及结构简介。
风力发电机是一种将风能转换为电能的能量转换装置,它包括风力机和发电机两个部分。
风力发电综述报告
风力发电综述报告摘要本文对风力发电进行了综述,包括风力发电的原理、发展历程、技术特点、发电效率以及前景展望等内容。
风力发电作为一种清洁可再生能源,具有巨大的发展潜力,在减少碳排放、保护环境、可持续发展等方面具有重要意义。
本文从多个角度对风力发电进行了分析和论述,以期为读者提供全面了解风力发电的参考。
1. 引言随着对环境保护和可再生能源需求的不断增加,风力发电作为一种重要的清洁能源逐渐受到人们的关注。
风力发电利用风能将其转化为电能,是一种非常可行的替代能源。
本章将对风力发电的原理进行介绍。
2. 风力发电原理风力发电是利用风的能量将其转化为机械能,然后通过发电机转化为电能。
风力发电原理基于风能与风车的相互作用产生的力矩。
当风刮过风车叶片时,叶片受到空气流动的力量,产生转动。
通过传递给发电机的动力可以产生电能。
3. 风力发电的发展历程风力发电技术的发展经历了几个重要的阶段。
本章将对风力发电的发展历程进行概述,包括早期的风车运用、现代风力发电机的发展以及海上风力发电的兴起。
3.1 早期的风车运用早期的风车主要用于磨粉和提水等农业生产活动。
风车的使用可以追溯到几千年前,其原理与现代风力发电相似,但技术水平较低。
3.2 现代风力发电机的发展20世纪初,随着电力需求的增加和水力资源的逐渐枯竭,风力发电成为一种重要的替代能源。
1960年代,出现了第一台商用风力发电机,从此风力发电进入了实际应用阶段。
随着技术的不断进步和成本的降低,风力发电逐渐成为可行的能源选择。
3.3 海上风力发电的兴起近年来,海上风力发电作为风力发电的一个重要分支开始受到关注。
海上风力发电克服了陆地上空间有限的问题,能够利用更稳定、更强劲的海上风能,具有巨大的发展潜力。
4. 风力发电的技术特点风力发电具有一些独特的技术特点,本章将对几个主要方面进行介绍。
4.1 建设方式风力发电的建设方式分为陆上风电和海上风电。
陆上风电通过建设风电场来进行发电;海上风电则通过在海上建设风力发电机组来进行发电。
