风电文献综述

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风电研究背景综述

风电研究背景综述

随着经济高速发展对电能依赖程度的加剧,电力系统的规模不断增大,结构日趋复杂。

电能生产、传输与消费环节之间的强耦合性使得针对局部扰动的不恰当处置可导致影响范围扩大,甚至诱发恶性连锁反应,酿成大面积停电事故。

近年来,由于可再生能源发电大规模接入电力系统以及强随机、突发性极端自然灾害的频发,发生这种大面积停电的风险还有逐步增大的趋势。

自2003年美加大停电之后,发生在我国和巴拉圭、巴西、日本、印度等国的大面积停电事故已经充分说明:大停电是现代电力系统必须面对的严重威胁[1]。

在加强电网建设和管理的同时,研究大停电事故后局部孤立系统的快速恢复,对减少事故带来的经济损失和社会动荡具有极其重要的意义。

作为系统恢复的核心环节,网架重构的主要任务是高效利用系统中有限的启动功率,通过优化骨干机组及关键线路的投运顺序,争取在尽可能短的时间内最大化系统的有功出力,减小重要负荷的停电损失。

就大系统的总体重构策略而言,主要分为子系统内的串行恢复和不同子系统间的并行恢复,通过二者的协调配合保证全网恢复的同步[2-4]。

作为子系统内重构过程的基础,事故后的机组恢复顺序优化问题率先受到国内外研究者的关注。

20世纪90年代,基于知识库的专家系统、层次分析等定性分析与定量求解相结合的方法已被相继用来制定机组恢复方案[5,6]。

为了提高方案的客观适用性,文献[7]将机组顺序优化等效为多约束条件的背包问题,采用数据包络分析模型和回溯算法进行定量求解。

文献[8]进一步引入二进制和线性决策变量,将问题简化为混合整数线性优化问题,可求得所有机组初始启动顺序的最优解。

顺利重建网架不仅需要合理安排机组的恢复顺序,还需要关注送电路径的优化。

文献[9-11]利用复杂网络的拓扑特性指导网架重建过程中关键线路的筛选。

文献[12]将机组启动时间限制引入恢复路径的优化过程。

文献[13]将送电路径优化与节点重要性评价进行解耦,提出针对网络重构过程的通用送电路径优化模型。

风力发电综述_毕业设计论文

风力发电综述_毕业设计论文

毕业设计说明书(论文)作者:傅兴元学号:0445201院系:自动化工程学院仪器科学与技术系专业:测控技术及仪器题目:风力发电综述指导者:仇林庆副教授评阅者:2008 年 6 月吉林摘要当今能源日趋紧张, 能源多样化逐渐得到人们的关注。

研究开发可再生能源来补充或替代常规能源, 得到世界各国的广泛重视。

风能作为取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,已日益受到我国政府的重视,由于我国风力资源丰富,且风力发电机制造成本在逐年下降,因此风力发电前景广阔。

本文主要介绍了世界风力发电的现状、风力发电原理、风电的经济性、风电场的建设过程、风电机组和电网介绍、风力发电控制系统、风车的组成和维护、风力发电对环境的影响和自身的特点,以及风电的发展前景。

同时,还分析了制约我国风力发电的因素和风力发电与其他发电方式的区别。

关键词:风力发电;风电场建设;环境影响;制约因素;发展前景-I-ABSTRACTAs the energy become more and more tensive today, energydiversification ,especially researching and developing the renewable energy to supplement or replace conventional energy sources,is payed more attention by all countries in the world. Wind energy as inexhaustible and renewable sources of clean energy, has been increasingly attended by our government. as the rich wind resources and the decreased cost of the wind turbine manufacturing year by year, wind power had a broad prospect. This paper mainly describes the status of wind power in the world, the theories of wind power , the economic of wind power, the constructive process of wind power field, the introduction of the wind power unit and power, control system of wind power, the composition and maintenance of windmills, influence on the environment of wind power and its own characteristics and the prospects of the development of wind power. At the same time, analyzing the factors of restricting wind power of our country and the distinctions of wind power and others.Keywords:Wind Power; The construction of wind power; Environmental influece;Restrictive factors; Development prospects-II-目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章概述 (1)0 引言 (1)1. 1 世界风力发电概况 (2)1. 2 中国风力发电概况 (2)第二章风与风能 (4)2. 1 风的产生与特性 (4)2. 2 风的能量与测量 (4)2. 3 中国风能资源 (6)第三章风力发电 (7)3. 1 风车 (7)3. 1. 1 风力发电机的构成和各个部分的功能 (7)3. 1. 2 小型风力发电机的维护和故障排除 (8)3. 2 风力发电的原理 (10)3. 3 风力发电机组 (12)3. 3. 1 总述 (12)3. 3. 2 风电机组运行方式 (13)3. 3. 3 大型风力发电机组的结构和特点 (14)3. 3. 4 国外风力发电机组的结构和特点 (16)3. 4 风力发电控制系统 (17)3. 4. 1 风力发电机组的控制目标 (17)3. 4. 2 风力发电机组的现代控制技术 (18)第四章风电场建设 (22)4. 1 风电场选址 (22)4. 2 风电厂施工 (23)4. 2. 1 风电场施工特点 (23)4. 2. 2 应对策略 (24)第五章风力发电的特点 (27)-III-5. 1 风力发电的优点 (27)5. 2 风力发电与环境的关系 (28)5. 3 制约我国风力发电的因素 (31)第六章风力发电的经济性分析 (34)6. 1 影响风力发电经济性的因素 (34)6. 2 风力发电成本的计算 (34)第七章风力发电未来的发展 (37)7. 1 我国海上风力发电 (37)7. 2 海洋风电的开发 (38)7. 3 中国发展风电的展望 (39)结语 (41)参考文献 (42)致谢 (46)-IV-第一章概述0 引言能源是国民经济发展和人民生活所必须的重要物质基础,对社会、经济发展和提高人民物质文化生活水平极为重要。

风力发电及其技术发展综述

风力发电及其技术发展综述

风力发电及其技术发展综述
风力发电是利用风能转换成电能的一种清洁能源技术,随着全球对可再生能源需求的增长,风力发电技术在过去几十年中得到了快速发展。

风力发电的主要优势包括可再生、环保、资源丰富、成本低、零排放等特点,因此备受关注。

风力发电技术的发展主要包括以下几个方面:
1. 风机技术:风机是风力发电系统的核心部件,风机技术的发展主要包括风机设计、材料技术、制造工艺等方面的提升,旨在提高风机的效率、降低成本、延长使用寿命。

目前,随着技术的进步,风机的容量和高度不断增加,风机的效率也在不断提高。

2. 风场规划:风力发电系统通常由多台风机组成一个风场,风场的规划对风力发电系统的运行效率和经济效益具有重要影响。

风场规划主要包括选址、风能资源评估、风机布局、输电线路布置等内容。

3. 储能技术:风力发电受天气条件限制,因此储能技术对风力发电系统的稳定运行非常重要。

目前,储能技术主要包括电池储能、压缩空气储能、飞轮储能等多种形式,这些技术的发展可以提高风力发电系统的可靠性和稳定性。

4. 智能化控制技术:智能化控制技术对风力发电系统的运行管理和维护具有重要作用,包括远程监测、故障预测、自动化运行等方面。

总的来说,风力发电技术在过去几十年中取得了长足的进步,未来还将继续在风机技术、风场规划、储能技术、智能化控制技术等方面取得进一步发展,为清洁能源领域的发展做出更大贡献。

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。

风力发电技术综述

风力发电技术综述

风力发电技术综述引言随着人们对可再生能源的关注度不断增加,风力发电作为一种绿色、清洁的能源选择,逐渐受到了全球范围内的关注和应用。

本文将从风力发电技术的原理、发展现状以及未来发展方向等几个方面进行综述,并探讨其在可再生能源领域发挥的作用。

一、风力发电技术原理风力发电技术是一种利用风能将其转换成机械能或电能的技术。

其原理主要包括风力的收集、风能的转换以及电能的输出三个步骤。

具体来说,当风吹过风力发电机组时,风力将被转化成机械能,驱动发电机组内的叶轮旋转。

随着叶轮旋转速度的增加,发电机内的发电机转子也会旋转,最终通过磁场感应产生电能输出。

二、风力发电技术的发展现状1.技术成熟度和发展速度:风力发电技术已经具备较高的成熟度并取得了快速的发展。

目前,风力发电已成为全球最主要的可再生能源之一,年装机容量以及发电量呈现持续增长的趋势。

2.主要技术类型:目前,主要的风力发电技术包括第一代风力发电技术、第二代风力发电技术以及第三代风力发电技术。

第一代技术主要是传统的风力发电机组,具有体积大、发电效率低等特点。

第二代技术则通过提高发电机效率和控制机组角度等方式提高了发电效率。

第三代技术则主要侧重于创新材料的运用以及提高风能利用率。

3.主要应用地区:风力发电技术在全球范围内得到了广泛应用,但应用地区主要集中在北欧、美国、中国和西欧等地,具体包括德国、丹麦、印度、美国等。

三、风力发电技术的挑战和解决方案1.风能的不稳定性:风速的不稳定性是风力发电技术面临的一个重要挑战。

高风速和低风速对机组的运行状态都存在风险。

为解决这个问题,研究人员通过引入风速预测、提高机组可调度性等方式来降低不稳定性带来的影响。

2.风力发电对环境的影响:风力发电机组的建设和运行过程中可能对野生动物的栖息地和迁徙路径产生影响。

针对这一问题,研究人员致力于设计更友好的风力发电机组,减少对生态环境的损害。

3.成本和经济性:风力发电设备的建设和维护费用较高,这对其经济性提出了挑战。

《2024年风电功率预测关键技术及应用综述》范文

《2024年风电功率预测关键技术及应用综述》范文

《风电功率预测关键技术及应用综述》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和可再生能源的快速发展,风电作为清洁、可再生的能源形式,越来越受到各国的重视。

风电功率预测作为风电并网运行和优化调度的重要环节,对提升风电利用率、保障电力系统安全稳定运行具有举足轻重的地位。

本文将对风电功率预测的关键技术及应用进行综述。

二、风电功率预测的意义与重要性风电功率预测是实现风电资源有效利用和电网安全运行的关键环节。

它不仅能够为电力系统调度提供有力支持,还能够优化资源配置,提高风电并网后电力系统的经济性和可靠性。

因此,准确、及时地预测风电功率对电网的安全、稳定和经济运行具有重要意义。

三、风电功率预测的关键技术(一)历史数据驱动型模型历史数据驱动型模型是利用历史数据和统计方法进行风电功率预测的模型。

这类模型主要包括时间序列分析模型、回归分析模型等。

通过分析历史数据中的规律和趋势,可以预测未来风电功率的变化趋势。

(二)物理过程驱动型模型物理过程驱动型模型主要是根据风电机组的工作原理和风的物理特性,结合大气参数和环境条件等影响因素,进行风电功率的预测。

该类模型具有较强的物理基础,对预测结果具有一定的可信度。

(三)机器学习算法模型机器学习算法模型在风电功率预测中发挥着重要作用。

这类模型能够从海量数据中学习规律,进而实现对未来风电功率的准确预测。

常用的机器学习算法包括神经网络、支持向量机等。

四、关键技术的实际应用与效果分析(一)实际应用案例国内外许多风电场和电力公司已采用风电功率预测技术,取得了显著的成效。

如某些风电场采用物理过程驱动型模型和机器学习算法相结合的方式,提高了预测的准确性和稳定性;某些电力公司则采用大数据分析技术对历史数据进行深度挖掘和分析,优化了电力系统的调度策略。

(二)效果分析通过实际应用,风电功率预测技术不仅提高了风电的利用率和电力系统的经济性,还为电网的安全稳定运行提供了有力保障。

同时,随着技术的不断进步和算法的不断优化,风电功率预测的准确性和稳定性也在逐步提高。

风能发电3000字论文(推荐5篇)

风能发电3000字论文(推荐5篇)

风能发电3000字论文(推荐5篇)第一篇:风能发电3000字论文风能发电风能(wind energy)地球表面大量空气流动所产生的动能。

由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。

风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。

风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率,与风速的三次方和空气密度成正比关系。

据估算,全世界的风能总量约1300亿千瓦,中国的风能总量约16亿千瓦。

在不断持续的能源紧张中,不少人想到了新能源利用。

利用洁净的能源(可再生能源)是人类社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现。

洁净能源指太阳能、风能、潮汐能、生物能等,这都是可再生取之不尽的能源,特别是风能技术最为成熟,经济可行性较高,是一种较理想的发展能源。

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。

风能是太阳能的一种转换形式,是一种重要的自然能源。

太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。

据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。

全球的风能约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。

据国家气象局估算,全国风能密度为每平方米100瓦,风能总储量约16亿千瓦,其中在地理上和经济上近期讨开发捆用的约为1.6亿千瓦。

特别是东南沿海及附近岛屿、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部份地区,每年风速在3米/秒以上的时间近4,000小时左右,一些地区年平均风速对达6~7米/秒以上,具有很大的开发利用价值。

有关专家根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率,以及大于等于3米/秒和6米/秒的全年累积小时数,将我国风能资源划分为如下几个区域;1.东南沿海及其岛屿,为我国最大风能资源区。

风电场综述

风电场综述

1 研究现状文献[1]中通过获取机组运行过程中的实测风速和功率数据,依据IEC 61400-12功率特性测试中的Bin方法对数据进行处理后获得风电机组的功率曲线,并对每个bin区间内的功率标准差进行计算和提取,利用提取的数据对风电机组性能进行分析和评估。

文献[2]以风电机组实际运行测量得到的功率曲线的相关参数作为输入,采用模糊综合评判法给出风电机组运行性能的评价结果的定量表示。

文献[3]中将劣化度、隶属度、灰色关联度三种评价理论进行适当的简化,结合层次分析法和主层次分析法两种权重分析方法,提出了一种新的设备灰色综合状态评价方法。

文献[4]中提出了三次曲线拟合的风电机组功率曲线修正方法。

文献[6]基于LabVIEW开发出风电机组性能分析软件。

文献[8]中绘制了风电机组的功率曲线对比图,并进行状态评估和故障分析。

文献[9]第五章节分析了环境条件、叶片污染等因素对功率曲线的影响,并提出了功率曲线的几种修正方法。

文献[10]主要阐述了不同的风速模型对风功率曲线的影响。

文献[12]和[17]提出了一个基于功率曲线的机组可靠度模型。

文献[13]研究了风功率曲线的理论和实测方法,并将实际测量的风能利用系数与其理论值进行了误差分析。

文献[15]采用网格法绘制功率曲线图,并采用高斯过程建立该曲线的连续模型。

2 风功率曲线的定义风力发电机组的功率曲线是描述风速与机组输出功率之间关系的曲线。

从技术角度出发,功率曲线是风电机组的设计依据,也是检验机组性能、考核机组发电量的关键指标。

从经济角度出发,功率曲线与投资者的收益紧密相关,当机组实时运行的功率曲线超过标准功率曲线时,即实际发电量高于设计发电量,则短期运行表现为收益理想,然而,长期运行则会导致机组长时间处于过载状态,降低机组寿命;当机组实时运行的功率曲线低于标准功率曲线时,即机组实际发电量未达到设计发电量,收益率下降。

按照IEC61400-12标准的定义,风力发电机组的功率曲线是机组输出功率随10min平均风速变化的关系曲线,通过实际测试的方式得到。

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随着交流电动机高性能变频调速技术及永磁同步电动机( PMSM)设计制造技术的不断进步,以矢量控制技术为核心的PMSM工业伺服驱动器得到了飞速发展,市场前景良好,带来了很好的社会效益和经济效益。

任何一种新研发的伺服驱动器或PMSM均需要长时间的性能验证,为此需要设计高性能测试平台。

到目前为止,变频传动系统的模拟测试平台大致包括以下几种类型:(1) 能量消耗型; (2) 能量回馈型; (3) 互馈对拖型。

其中,能量消耗型需要直流发电机和功率电阻来模拟实际负载,系统庞大,控制复杂,能量消耗严重。

能量回馈型需要同步电动机和直流发电机及并网装置,系统复杂,效率较低。

互馈对拖型包括两种:共用交流母线型和共用直流母线型。

共用直流母线型的结构相对简单,控制容易,效率最高,整流设备功率最小。

该互馈对拖型测试平台非常适用于测试伺服驱动器2PMSM传动系统的性能。

本文建立了共用直流母线的互馈对拖型测试平台,描述了该测试平台的工作原理,对整个机电系统进行了建模和仿真分析,给出了该测试平台的实际运行情况分析,并对互馈对拖测试平台的损耗与效率进行了分析,提出了能效比的概念。

摘要风能作为一种清洁的可再生能源,越来越被人们所关注,风力发电更是受到人们的重视。

现代风力发电技术的发展趋势一是无刷化,二是采用取消增速机构的风力机直接驱动低速发电机,其中最典型的是直接驱动式永磁风力发电机。

尤其是中小型直接驱动式永磁风力发电机,结构简单,运行可靠,即可并网又可独立运行,特别适合于我国边远地区,具有广阔的推广应用前景。

目前,国内对直接驱动式永磁风力发电机的研究还处在起步阶段,没有适用于中小型直接驱动式永磁风力发电机成熟的设计方法,本文以50kw直接驱动式永磁风力发电机为例,进行该种电机设训方法的研究。

首先,分析直接驱动式永磁风力发电机的设计特点。

由于电机转速很低,为了充分利用其圆周线速度,一般需要采用直径大而轴向长度短的结构,与传统高速电机的细长结构有很大区别。

因电机转速低、极数多而电机外径不能太大,定子槽数有限,需要采用适当的极数和槽数配合、磁极和绕组结构来削弱电势谐波和减小转矩脉动。

其次,采用等效磁路的方法,根据电机的技术要求,进行电磁方案的初步设计,确定电机的基本结构、永磁体和铁心尺寸及绕组参数,以便建立进行磁场分析的模型。

再次,基于有限元磁场分析进行电磁性能计算。

对己建立的电机模型,采用二维场路结合的负载电流迭代法,计算不同转子位置下的电机磁场分布、绕组电压、电流波形及瞬态电磁转矩等,对比分析不同设计方案的电机性能,确定最优设计方案。

最后,根据永磁电机的励磁不可调性,和定子绕组匝数多,电枢去磁反应大的特点,采用永磁体径向式和切向式相结合的混合式Halbacll结构,增加气隙磁密,减小转子扼部磁密,从而提高电机的力能密度和减小电机体积。

关键词:直驱式低速永磁风力发电机设计1绪论1.1课题研究的背景与意义风是地球表面上的大气受到太阳辐射而引起的部份空气的流动,因而风能也是太阳能的一种表现形式。

地球近地层每年风能总量约为13*10t5w,可以利用的风能量至少为1012w,约是地球可以利用的水力能源总量的十倍[l]。

如果世界风能的1/10用于发电,则可达世界总发电量的(8一9)%,而由于风力的随机性和风速变化多端,它的利用效率较低,在风能的实际利用上早期进展缓慢。

随着能源问题和环境问题的日益突出,风能作为一种清洁的可再生能源,取之不尽,用之不竭,很好地解决了燃料运输,灰渣处理和环境污染等问题。

由于它是自然能源,在常规能源紧张和生态环境遭受污染的时代,风力发电越来越受到人们的重视。

世界各国对风力发电的开发利用经过了一个漫长曲折的道路,一些经济发达国家在上个世纪70 年代后期先后制定了发展规划,并投入了相当数量的开发资金,取得了显著成绩,现在正朝着大型化、商业化、实用化方向发展。

自1990 年以来,世界风力发电得到了飞速发展,风力发电装机容量几乎每3年翻一番,到2002 年底世界总装机容量已超过3.1*10,。

w [z]。

预计到2010年装机容量将突破10oGw。

单机容量从80 年代的100一45OkW 到90年代的50一750 kw,目前并网型主力机组是MW级风电机组,正在向SMW 的单机容量发展,风力机叶片直径己达80m,塔架高达到100m。

现代风力机技术的大规模应用是在失速型风力机技术成熟与完善的基础上开始的,二十世纪70 年代末,由丹麦发展起来的三叶片、上风向、定桨距失速调节的风力机机型从众多类型的风力机中脱颖而出,逐步发展为主导机型,但随着风力机的单机容量的不断增大,变速恒频型风力机逐渐占据了主导地位。

近几年,国外开始研制一种直接驱动型风力发电机组,这种风力发电机组采用多极异步电机与叶轮直接连接进行驱动的方式,从而免去了齿轮箱这一传统部件。

由于其具有很多优点,在今后风力机发展中有很大的发展空间[3j。

没有齿轮传动的电机系统被称为直接驱动4[l。

风力发电系统取消增速机构采用风力机直接驱动发电机的方式,其优点是显而易见的。

Mw级的风力发电机一般需采用3级齿轮增速,将风力机的转速由每分钟数十转增至上千转,齿轮传动不仅降低了风电转换效率和产生噪声,而且由于机械磨损需要润滑清洗等定期维护,往往成为系统机械故障的重要来源。

取消增速机,采用风力机直接驱动的发电机15],对于提高系统效率和运行可靠性具有重要意义。

直接驱动式发电系统必须采用超低速的发电机6[’1。

众所周知,当发电机输出电压频率不变时,电机绕组的极数与转速成反比,而电机电磁功率与转速成正比,如果保持与高速电机具有相同的额定功率,直接驱动低速发电机就必须有较多的极数和较大的体积,因此,就提高了发电机的制造成本。

此外,低速发电机由于极数很多而受其铁芯尺寸和槽数所限,每极每相槽数过少而无法采用正常的分布和短距绕组,致使发电机的输出电压、电流波形含有较大的谐波分量,给发电机绕组设计带来很大困难。

可以看出,虽然直接驱动式发电系统增加了发电机的制造成本,但获取系统效率和运行可靠性的提高,从整个系统效益上考虑是可取的,所以成为近年来的一种发展趋向。

低速发电机输出电压、电流波形不好的问题,可以采用将发出电能通过交一直一交变频器,再送入电网的变速恒频方式来解决。

因此,直接驱动与直接采用交一直一交变频器相结合的变速恒频方式有一定的优势,但也有发电机与变流器的成本皆比较高的缺点。

电励磁的同步电机和绕线转子感应电机皆需要通过滑环和电刷实现对转子绕组电流的控制。

滑环与电刷之间流过较大的电流,而其相对运动靠滑动接触,除了机械磨损之外,还有电腐蚀,特别对于长期运行在具有潮湿、盐雾等气候条件下的电机,滑环电刷的磨损就更为严重,不仅需要定期维护,而且是容易产生故障的部位。

为了提高系统的运行可靠性和实现免维护,无刷化一直是电机的发展趋向。

普通笼型转子感应电机是无刷电机,但在变速恒频风电系统中难以直接应用。

将二者结合起来,符合无刷化和直接驱动的两方一面的要求,在变速恒频风电系统中最具应用前景的是两种电机:永磁电机和无刷双馈电机。

永磁发电机的优点是不需要电励磁,可实现无刷化,无励磁损耗,因而效率高。

同时由于永磁体可提高的气隙磁通密度,因而可提高电机的功率密度。

永磁发电机的缺点是励磁无法调节,在变速系统中无法靠电机本身实现恒压控制。

有时不得不串联电容调压或采用永磁与电励磁相结合的混合方式。

多极低速永磁发电机除了输出电压不稳定之外,还有电压波形不好的问题。

其解决的办法是采用高性能的交一直一交变频器来完成[8]。

虽然变频器的成本较高和控制技术比较复杂,但可充分发挥永磁电机的优势。

因此这种采用直接驱动低速永磁发电机的变速恒频风力发电系统被认为是具有较好的应用前景。

我国拥有丰富的风能资源,可开发风能资源约为10”w「2,。

月_我国风能的利用,已有2000年的悠久历史,主要是用于风力提水和船舶上,但发展很慢。

据有关资料统计,截止到1999年底,全国仍有7个无电县,76 个无电乡,16509 个无电村,706万无电户,约2800万人口无电。

特别是居住在偏远地区的广大农牧民及海岛渔民,通过架线输电的办法来解决他们的用电问题,是十分困难而且也很不经济。

由于这些地区具有交通不便、居住分散、用电量低等特点,所以生活在这些地区的群众迫切需要使用我国自行研制、生产的中小型直接驱动式永磁风力发电机组,来解决他们的用电需求。

在过去的近30年中,经过全国各有关科研、生产、推广部门及当地政府的努力,我国的户用小型风力发电机组有了很大发展。

全国的户用小型风力发电机组的累积安装达到19 万台。

在这些机组中,绝大部分的功率输出为50w和1O0w。

其中,有的机组己达到或超过设计寿命(设计寿命按15年计),需要更新换代或加大功率,这是一个潜在的、稳步增长的市场。

在边远地区的边防连队、哨所,海岛驻军、渔民、地处野外高山的微波站、电视差转台站、气象站、公路、铁路无电小站、森林中的了望火台、石油天燃气输油管道、滩涂养殖业及沿海岛屿(全国有700 多公里的海岸线)等多数地方使用柴油或汽油发电机组供电,供电成本相当高,有些地方高达3元/度。

而这些地方绝大部分处在风力资源丰富地区。

通过采用风力发电系统或风力发电池供电,可以既保证全天24小时供电,又节约了燃料和资金,同时还减少了对环境的污染,可谓一举三得,有着十分显著的经济效益和社会效益。

随着我国农村经济政策的落实,广大农牧民加大了在种植业方面的投入,一些农民还承包了荒山、荒坡、荒地,出现了农民以地为家的现象,这些地区均远离电网,他们也迫切要求用风力发电机组来为他们提供可靠的电源。

另外我国南方地区的湖泊上,也有许多渔民以船为家,用柴油发电机组发电既污染环境又有噪音,他们也迫切需求风力发电机组来发电解决他们的生活用电。

近几年来,我国出口微型风电机的数量在逐年增加,产品出口到美国、德国、希腊、比利时、瑞典、日本、阿根廷、印尼、马来西亚、蒙古等国。

据不完全统计,目前,己累计出口小型风力发电机组20O0多台。

据外贸部门提供的信息:目前,非洲大陆、东南亚和拉美地区等许多国家,对我国的中小型风力发电机很感兴趣,具有广阔的市场前景。

随着国家“光明工程”、“全球环境基金工GEF世界银行中国可再生能源商业化促进项目”、“uNoP/CEF在中国商业建设项目”和其他一些利用风能项目在我国的开展和示范,也将大大促进我国风能的开发利用市场。

随着我国改革开放政策的深入发展,我国城乡人民的收入也在不断提高,同时城乡居民消费水平也逐年提高,用于提高生洁水平的费用加大,因此农民用于购买风力发电机组来提高生活水平的积极性也很高。

中央已明确指出:要把农村,特别是偏远地区的农村脱贫致富,实现人民生活奔小康目标当作一项重要的政治任务来抓。

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