风力发电厂安全工作计划

风力发电厂安全工作计划（15篇）

1.风力发电厂安全工作计划 篇一

大型风力发电机组控制系统的安全保护功能制动功能

制动系统是风力发电机组安全保障的重要环节，在硬件上主要由叶尖气动刹车和盘式高速刹车构成，由液压系统来支持工作。制动功能的设计一般按照失效保护的原则进行，即失电时处于制动保护状态。在风力发电机组发生故障或由于其他原因需要停机时，控制器根据机组发生的故障种类判断，分别发出控制指令进行正常停机、安全停机以及紧急停机等处理，叶尖气动刹车和盘式高速刹车先后投入使用，达到保护机组安全运行的目的。独立安全链

系统的安全链是独立于计算机系统的硬件保护措施，即使控制系统发生异常，也不会影响安全链的正常动作。安全链采用反逻辑设计，将可能对风力发电机造成致命伤害的超常故障串联成一个回路，当安全链动作后，将引起紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，从而最大限度地保证机组的安全。发生下列故障时将触发安全链：叶轮过速、看门狗、扭缆、24V电源失电、振动和紧急停机按钮动作。防雷保护

多数风机都安装在山谷的风口处或海岛的山顶上，易受雷击，安装在多雷雨区的风力发电机组受雷击的可能性更大，其控制系统最容易因雷电感应造成过电压损害，因此在600kW风力发电机组控制系统的设计中专门做了防雷处理。使用避雷器吸收雷电波时，各相避雷器的吸收差异容易被忽视，雷电的侵入波一般是同时加在各相上的，如果各相的吸收特性差异较大，在相间形成的突波会经过电源变压器对控制系统产生危害。因此，为了保障各相间平衡，我们在一级防雷的设计中使用了3个吸收容量相同的避雷器，二、三级防雷的处理方法与此类同。控制系统的主要防雷击保护：①主电路三相690V输入端（即供给偏航电机、液压泵等执行机构的前段）做了一级防雷保护；②对控制系统中用到的两相220V电压输出端（电磁阀、断路器、接触器和UPS电源等电子电路的输入端）采取二级防雷措施；③在电量采集通信线路上安装了通信避雷器加以保护；④在中心控制器的电源端口增加了三级防雷保护。硬件保护

硬件本身的保护措施主要采取了3种方法：硬件互锁电路、过电压以及过电流保护。

①风力发电机组中的左、右偏航电机和大、小发电机只有一个可以运行，我们通过接触器辅助触点的互联对其进行了互锁。例如：左右偏航电机接触器正常情况下处于断开状态，其各自的辅助触点处于闭合状态。我们将左偏航电机的辅助触点传接到右偏航电机回路里，右偏航电机的辅助触点串接到左偏航电机回路里；当机组需要左偏航时，左偏航接触器带电，而串在右偏航电机回路里的左偏航接触器辅助触点断开，从而保障了正确的偏航。当由于误动作引起左右偏航电机接触器都带电时，它们的辅助触点都断开，机组不进行偏航，从而达到了保护机组安全运行的目的。

②在设计时，对断路器、接触器等选件都进行了负荷计算。选择的原则：既留有裕量也不会使执行机构等受到冲击，当有瞬时冲击电流通过电缆传入控制柜时，控制系统具有自我保护的能力。

③通过将快速熔断器、速断保护的断路器（根据各自的负荷计算允许通过的电流）等串在执行机构的前端，防止了大电流流过回路，从而减少了不必要的损害。接地保护

在整个控制系统中用了以下5种接地方式，来达到安全保护的目的。①工作接地。变压器的中性点设置接地。

②保护接地。为了防止控制系统的金属外壳在绝缘被破坏时可能带电，以致危及人身安全而设置的接地。

③防雷接地。避雷器的一端与控制系统中被保护的设备相连，另一端连接到地下，能把雷电流引入大地。

④防静电接地。将控制系统中的金属可导电部分在工作过程中产生的静电电流引入大地。

⑤屏蔽接地。为防止外界磁场对流经电缆的信号产生影响，设计时选用了屏蔽电缆，并将电缆屏蔽层接地。电网掉电保护UPS电源

风力发电机组离开电网的支持是无法工作的，一旦有突发故障而停电时，控

制计算机由于失电会立即终止运行，并失去对风机的控制，控制叶尖气动刹车和机械刹车的电磁阀就会立即打开，液压系统会失去压力，制动系统动作，执行紧急停机。紧急停机意味着在极短的时间内，风机的制动系统将风机叶轮转数由运行时的额定转速变为零。大型的机组在极短的时间内完成制动过程，将会对机组的控制系统、齿轮箱、主轴和叶片以及塔架产生强烈的冲击。紧急停机的设置是为了在出现紧急情况时保护风电机组安全的。然而，电网故障无须紧急停机；突然停电往往出现在天气恶劣、风力较强时，紧急停机将会对风机的寿命造成一定影响；风机主控制计算机突然失电就无法将风机停机前的各项状态参数及时存储下来，这样就不利于迅速对风机发生的故障作出判断和处理。针对上述情况，对控制电路作了相应的改进。在控制系统电路中加设了一台1kVA的在线UPS后备电源，这样当电网突然停电时，UPS机及时投入，为风机的控制系统提供足够的动力，使风机制动系统按正常程序完成停机过程。

2.风力发电厂安全工作计划 篇二

关键词：风电,视频,安全生产,调度,系统

0 引言

能源是国民经济重要的基础产业,是人类生产和生活必需的基本物质保障。在煤炭、石油等常规能源逐渐枯竭和严重环境问题的背景下,风力发电作为目前在可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电技术,日益得到国家的高度重视和大力扶持,在近几年获得了巨大的发展。风电以其取之不尽用之不竭的可再生性和逐步降低的发电成本,及零排放的环保优势,必将成为未来最重要的电源。根据国家的风电发展规划,我国将发挥“三北”地区风能资源优势,重点建设数百个10万kW级以上的大型风电场。在河北、内蒙古、辽宁、吉林、新疆等地区建成10多个百万kW级大型风电基地,并初步形成河北、内蒙古东部、内蒙古西部、甘肃酒泉、新疆等千万kW级风电基地。

随着大型风电场的建设,风电场的监控由原来每个风电场独立分散的监控转变为电网调度中心、发电集团、风电场等多方参与的综合集中监控,风电场的运行管理更为复杂,客观上提出了信息集成共享的需求。目前风电场的监控信息分散在风机监控、变电站监控、电能计量等多个单独建设的应用系统中,彼此之间缺乏联系和信息共享,在生产运行过程中,用户常常需要在不同的系统间进行切换。为了提高风电场生产运行管理水平,有必要建立风电场的统一的监控信息平台,并在此基础上实现风电场风机监控、变电站监控、电能计量、状态监测、视频监控等监控应用功能的集成。

内蒙古大唐国际风电开发有限公司根据上级公司发展规划,结合自身生产管理需要,建设了一套视频安全生产调度系统,有效整合了公司对各风电场的视频监控、指挥调度、视频会议等多种管理功能,视频安全生产调度提高了风电生产安全保障和管理效率。

1 系统主要功能

系统主要功能分为2部分:一是公司本部对各风电场现场监控及指挥调度,各风电场对本风电场现场监控及作业指挥调度;二是公司本部对各风电场进行管理,通过网络视频会议功能,为各风电场会议、日常管理等提供支持。

(1)现场监控:公司本部调度中心以及办公室通过系统提供的功能,对各风电场监控中心、机房、变电站、重点部位等进行监视,同时调度中心还可以与各值班岗位等进行语音双向交流。各风电场监控中心、办公室对本风电场各个重点部位进行监视,同时监控中心还可以与各值班岗位进行语音双向交流。同时监控中心可实现现场画面灵活切换、对远端摄像云台遥控,方便地组合并显示多路视频画面等。

(2)生产调度:根据实时监控图像,借助于视频调度及会议系统独具的多种级别权限和模式设置,公司本部指挥人员可实现点对点调度、点对多点调度、插入调度以及越级调度。通过高音喊话,及时向各风电场控制区域发布指令,处置紧急和特殊情况。

(3)视频会议:公司本部是管理的顶层,具有对各风电场的指挥职能,其任务下达、工作协调、交班接班、总结讲评等通常运用会议形式。系统提供可靠的视频会议功能,可根据需要适时召开视频会议,进行多点多方双向音视频交流互动。

2 系统总体结构

在公司监控中心信息和应用集成涉及的应用系统中,变电站监控、电能计量的通信规约已有IEC60870-5系列国际标准,只需遵从这些标准即可实现相应信息和应用的集成。风机监控方面为解决风电场种类繁多的风机信息的获取、存储和上传问题,开发了风电综合通信管理终端,采用OPC技术(目前方案)或IEC 61400-25标准(将来方案)集成风机信息,为风力发电预测提供准确及时的风机基础数据,同时实现对风电场风机运行的监测和控制。

系统通过采集RTU/综自设备、电能量远方终端、风电综合通信管理终端、视频监控设备等提供的监控信息,完成对下属风电场变电站监控、风机监控、电能计量、状态监测、视频监控等监控应用功能。

监控中心与现场设备之间的通信采用电力专用通信网,如电力调度数据网、电力专线或拨号网络,以保证系统网络的安全性。

3 系统实施方案

系统要实现不同设备及系统的互联、互通、互控,实现视音频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制,进行身份认证和权限管理,保证信息的安全,与报警系统联动,并提供与其他业务系统的数据接口。

(1)实时图像点播:按照指定设备、指定通道进行图像的实时点播,支持点播图像的显示、缩放、抓拍和录像。

(2)远程控制:通过手动或自动操作,对前端设备的各种动作进行遥控。设定控制优先级,对级别高的用户请求有相应措施保证优先响应。

(3)存储和备份:监控控制平台的数据库在记录图像信息的同时记录与图像信息相关的检索信息,如设备、通道、时间、报警信息等,平台存储视音频信息保存180天。图像存储支持RAID数据保护,具备更高的可靠性,同时将下级监控点的图像信息在中心存储中备份。

(4)历史图像的检索和回放:按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载;回放支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓拍等;支持回放图像的缩放显示。

(5)前端编码器支持双码流,实时监控流和存储流采用不同的编码方式、清晰度和带宽,以满足必要的实时监控和存储策略,支持实时监控流采用H.264编码,存储流采用MJPEG方式编码。

(6)报警的接收和分发:接收报警源发送过来的报警信息,根据报警处置策略将报警信息分发给相应的系统、设备进行处理。报警源包括前端报警(探测)设备/报警子系统、监控设备的视频移动侦测输出和现有公共网络报警系统的联动输出。

(7)报警联动:若报警位置存在监控设备,报警发生时能通过预设方式自动调用视频或声音信息进行报警复核,并触发录音录像。系统支持与其他警用业务系统进行报警联动。

(8)报警记录:当发生报警时,监控中心记录报警的详细信息,如报警地址、报警所属组织、报警级别、报警类型、报警时间、出警时间、出警结果等。

(9)语音双向对讲:根据应用需要,如声音复核、通信指挥等,支持在监控点和监控中心以及各监控中心之间实现语音双向对讲功能。

(10)系统的人机交互:支持Web方式管理,具有直观、友好、简洁的人机交互界面,具有视频画面分割显示、信息提示等处理功能,能反映自身的运行情况,对正常、报警、故障等状态给出指示。

(11)用户与权限管理:监控中心具有对接入的用户进行授权和认证的功能。用户及权限管理由各级监控中心独立执行,也可集中执行。用户及权限管理模块定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。监控中心的用户有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像,当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时,必须取得有效授权。系统提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能,锁定和解锁方式可设定。

(12)网络与设备管理:在监控管理平台范围内对系统设备、网络进行管理,收集、监测网络内的监控设备、相关服务器的运行情况。对有权限调用访问本级监控中心的用户进行监控。在联网系统内部实现实时工作时钟同步。

(13)网络信息安全管理:系统具备保证信息安全的各项措施,包括身份认证、设备认证、前端设备和社会监控中心的接入安全、移动监控系统的接入和传输安全、图像信息的防篡改等。

(14)日志管理:日志包括运行日志和操作日志2种。运行日志记录系统内设备启动、自检、异常、故障、恢复、关闭等状态及发生时间;操作日志记录操作人员进入、退出系统的时间和主要操作情况。系统支持日志信息的查询和报表制作等功能。

(15)监控智能化:系统尽可能多地采用智能化视频处理技术,如运动目标检测等。

4 系统技术特点

4.1 系统整合

系统整合包括功能的整合、资源的整合、设备控制整合、网络的整合,提供整体的平台解决方案、全新的应用模式、人性化的操作界面。

(1)功能的整合:集视频指挥调度、远程视频监控、视频会议及视频移动通信等功能于一体。

(2)资源整合:集指挥终端、监控终端、浏览终端、录像服务器、电视墙服务器、音视频编解码器等设备于一体。

(3)设备控制整合:可以对指挥终端、监控终端、浏览终端、录像服务器、电视墙、音视频编解码器和摄像机等设备进行控制。

(4)网络整合:系统可以运行在LAN、WAN、Internet、SDH、ATM、无线移动通信网和卫星等网络中。

4.2 组播和单播技术

系统采用IP单播和多播技术,既可节省网络的有效带宽,又可确保重要信息的安全可靠。组播(Multicast)技术可以显著减少网络负载,更有效地利用宝贵的带宽资源,在传输过程中减少视频包的处理,降低网络负荷,防止网络拥塞。本方案使用Multicast技术,远程软解压终端用户的数量可不受网络带宽的限制,这是传统MCU做不到的。同时,当较多的终端加入时,不会明显地减少网络的可用带宽,节省广域网网络资源。对于重要的现场场景,系统可通过设置采用单播方式转发,可确保重要场景音视频信息的安全性。

4.3 扩展性

系统采用模块化配置,组网灵活,具有良好的扩充性,易于系统未来的扩容和平滑升级。

5 结语

该系统实施后可将各风电场现场监控图像显示在电视墙上,方便对各单位进行监控。通过指挥终端以单个或多个画面的方式浏览各现场情况、进行点对点双向语音交流,同时还可以对现场摄像头进行遥控。调度中心可以通过录像服务器对各现场监控图像进行录像,并对录像进行查询浏览。通过该系统的应用,调度中心对各主要位置现场情况了解更加实时,如发现有违规操作等事件发生时可及时纠正或制止,可以大大减少事故的发生。

3.风力发电厂安全工作计划 篇三

【关键词】风力发电机；变流器；安全保护；测试

引言

长期以来风力发电机组变流器的安全保护功能测试由于其测试方法较为复杂而且在测试过程中又极易损耗变流器的各相关元器件，因此各变流器供应商一直将其作为风机的型式试验要求来做而不作为出厂试验的测试要求。而型式试验只是在有试制的新产品或定型产品做重大改进时或产品质量遇到其它特殊情况时才做，而且一般也只测试一两台，其它相同型号的产品在出厂时就不再作为强制试验项目做出厂测试了。这样变流器安全保护方面的功能在平时的生产过程中就不易受重视，容易出现质量方面的问题，而变流器安全保护功能又恰恰是关系到风机变流器生命周期至关重要的一类保护功能。

一、风机变流器安全保护功能

风机变流器的安全保护功能根据其所保护的部位及类型的不同主要分为过温保护、过 流保护、开关与熔断器故障保护、缺相保护和相序错误保护、接地保护、发电机过速/欠速保护、直流环节过电压/欠电压保护和浪涌过电压及防雷电保护。

1.过温保护，其中包括绝缘栅双极晶体管IGBT模块散热器过温、输入电抗器过温和输出电抗器的过温保护。即当变流器某关键部位温度过高时其控制器发出报警信号或停机。

2.过流保护，为变流器控制器检测到网侧及转子侧过电流时，发出报警信号以及触发相应逻辑保护。

3.开关与熔断器故障保护，当主功率回路开关跳闸或主熔断器发生熔断故障时变流器控制器发出相应报警信息并触发相应逻辑保护的功能。

4.发电机过速/欠速保护，变流器通过发电机编码器传来发电机转速信号来判断其转速是否正常。当转速高于或低于一定的数值时即发出发电机过速或欠速报警信息并触发相应的保护逻辑。

（五）直流环节过电压/欠电压保护，当变流器控制器检测到直流母线电压超过或低于设定值时，即报出相应故障信息并触发相应保护逻辑。

二、风机变流器安全保护功能的测试方法

（一）过流保护过流保护包括网侧和转子侧过流保护

根据过电流采集信号的不同可分为两种情况：第一种是通过电流互感器进行模拟量的电流采样，这种较为简单，一般在测试程序中修改下调网侧及转子侧过流保护参数值，然后变流器启动运行，并网后给系统加载使网侧和转子侧电流上升至修改后的过流参数值，查看测试系统保护逻辑及故障信息是否准确即可（网侧和转子侧应分开测试）。第二种是通过数字量过电流传感器（比如霍尔元件）进行数字量过电流信号的采集。由于数字量过电流传感器的电流保护值是不能修改的，因此需通过并网加载加电流测试使过电流传感器置“1”的方式试验，显然这是一种带有一定破坏性的试验方法，容易损伤变流器的某些元器件，所以作为出厂测试一般可以省略并网加载环节，而采用直接断开连接过电流传感器信号线的方式测试，然后查看测试系统故障信息及保护逻辑动作是否准确即可。这种测试方法就是有不能验证过电流传感器本身是否符合要求的缺陷，但至少验证了过电流安全保护的其它所有功能，增加了该功能的出厂验证测试面，提高了可靠性。

（二）开关与熔断器故障保护

1.主功率回路开关故障安全保护功能测试：一般主功率回路开关的故障有触点烧毁、脱扣器损坏、操作机构损坏、过载线圈烧毁等等。当开关出现故障时，其自身会有一个数字量故障信号节点动作，此信号节点外接至变流器控制系统。为了安全的测试出此项的全部功能，主功率回路开关故障安全保护功能测试可分成两部分测试，即主功率回路开关故障测试部分和变流器控制系统响应部分。主功率回路开关故障可在变流器不通电的情况下测试，人为给主开关一个故障，然后用万用表电阻挡测量故障信号节点是否变化，变化为符合要求。变流器控制系统响应部分测试要先给变流器送控制电源，然后人为将连接主功率开关故障信号节点的信号线在主开关接线排上短接，待测试系统报出相应故障信息及触发相应保护逻辑即视为该安全保护功能测试通过。

2.熔断器故障安全保护功能测试：变流器主熔断器熔断后其辅助熔断器也跟着一起熔断并触发相應故障开关量节点（微动开关），变流器控制系统接收到此熔断器熔断故障节点信号反馈后报出相应故障信息并触发相应保护逻辑。由于主熔断器的额定电流值要比辅助熔断器大很多，只要目击检查若辅助熔断器熔断后其微动开关是否能随之触发即可。微动开关的检查可以人为拨动其微动挡块听其分合动作声音是否清脆，或者用万用表电阻挡测量其节点是否有通断状态即可。相应变流器控制系统响应部分的测试同样要先给变流器送上控制电源，然后人为拨动其微动开关的微动挡块，测试系统报出相应故障信息及触发相应保护逻辑即可视为此功能测试通过。

3.缺相保护及相序错误保护缺相安全保护功能测试及相序错误安全保护功能测试分为总网侧、定子侧及转子侧三个变流器主电路进出线位置的安全保护功能测试。

（1）总网侧进线缺相及相序错误安全保护功能测试：这个测试的方法较为简单，缺相保护测试是在总网侧送电之前先将其三相进线接成二相进线，在并网接触器及励磁接触器主触头未闭合的情况下给总网侧进线送电并合上主断后，给网侧送电变流器测试系统应立即报出相应故障信息并触发相应保护逻辑（按照A、B、C三相分别做一次测试）。相序错误保护测试则是在总网侧送电之前将三相网侧进线相序人为接反，然后在并网接触器及励磁接触器主触头未闭合的情况下给总网侧进线送电并合上主断后，变流器测试系统也应立即报出相应故障信息及触发相应保护逻辑，这样即可视为此项功能测试通过。

（2）定子侧及转子侧缺相及相序错误安全保护功能测试：这两个位置的测试需要分开测试，但测试方法基本相同。缺相安全保护测试首先将定子侧或转子侧三相出线改接成二相出线，然后按测试程序正常启动运行变流器，期间测试系统报出相应故障信息并触发相应保护逻辑即视为此功能测试通过（按照A、B、C三相分别做一次测试）；相序错误安全保护测试同样首先将定子侧或转子侧三相出线的相序接反，然后按测试程序正常启动运行变流器，期间测试系统报出相应故障信息并触发相应保护逻辑即视为此功能测试通过。

三、结束语

在设计风力发电机组的每一个部件时，设计工程师们考虑最多最全面的往往就是该部件自身及其对整个风机的安全保护功能方面的诸多要求。风机的安全性能也是各风电业主采购风机时的重要参考项目，其重要性不言而喻。通过上述对风电机组变流器系统各个安全保护功能测试方法的详细分析和描述，使读者基本了解了该安全保护功能测试方法的工作原理及将其作为出厂试验项目的必要性；同时对变流器系统本身及风电机组的其它工作系统的安全保护功能测试方法提供了一种新的思路，在其实际的出厂常规测试应用中亦具有一定的指导意义。

参考文献：

4.风力发电机的工作原理及结构 篇四

是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。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，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型

编辑本段风力发电机结构

5.大京风力发电厂开工仪式 篇五

8日上午10点30分，我县在大京风力发电厂厂址举行开工仪式。县委副书记、副县长王斌参与开工仪式并致词祝贺。

开工仪式虽然下着大雨，但现场的气氛却都热烈无比。（同期声，县委副书记、副县长王斌：各位来宾、朋友们，今天我们怀着无比喜悦的心情，迎来了霞浦大京风力发电厂开工仪式正式举行。借此机会，我谨代表中共霞浦县委、霞浦县人民政府、全县53万人民，向闽投霞浦风电厂有限公司表示热烈的祝贺。向前来参加开工仪式的各位领导、各位来宾和各位朋友表示热烈的欢迎和衷心的感谢。）

大京风力发电厂厂址位于长春大京至斗米的山地上。此处年平均风速为7.2m/s,年平均风功率密度为422瓦/每平方米，风力资源丰富，风向稳定。工程开工后，预期将安装28台并网型风力发电机组，同时建设1座110千伏升压变电所，工程动态总投资达到44063万元。

项目的建成，将大大的提高我县的供电能力，辐射周边县市，为我县加入环三战略提供更好的有力的支持。

6.风力发电技术 篇六

1973年发生石油危机以后，西方发达国家为寻求替代石化燃料的能源，在风力发电技术的研究与应用上投入了相当大的人力和资金，充分综合利用空气动力学、新材料、新型电机、电力电子技术、计算机、自动控制及通信技术等方面的最新成果，开创了风能利用的新时期。

德国、美国、丹麦等国开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统，发展了变桨距控制及失速控制的风力机设计理论，采用了新型风力机叶片材料及叶片翼型，研制出了变极、变滑差、变速恒频及低速永磁等新型发电机，开发了由微机控制的单台和多台风力发电机组成的机群的自动控制技术，从而大大提高了风力发电的效率和可靠性。

风电场是大规模利用风能的有效方式，20世纪80年代初在美国加利福尼亚州兴起。而海岸线附近的海域风能资源丰富，风力强，风速均匀，可大面积采获能量，适合大规模开发风电。然而在海上建造难度也大：巨大的基座必须固定入海底30m深度，才能使装置经受得住狂风恶浪的冲击；水下的驱动装置和电子部件必须得能防止高盐度海水的腐蚀；与陆地连接还得需要几公里长的海底电缆。

2.2风电装机容量

德国的风力发电装机容量已达610.7万kW，占德国发电装机容量的33%，居世界第1位。西班牙风电装机容量283.6万kW，居世界第2位。美国风力发电装机容量已达261万kW，居世界第3位。丹麦风电技术也很先进，装机容量234.1万kW。印度风电增长很快，到2000年累积装机容量已达到122万kW。日本的风电装机容量46万kW，运行较稳定的是海岸线或岛上的风力发电站，已达576台风电设备。

2.3各国的风力发电政策

目前风电机组成本仍比较高，但随着生产批量的增大和技术的进一步改进，成本将会继续下降(见表1)。许多国家建立了众多的中型和大型风力发电场，并形成了一整套有关风力发电场的规划方法、运行管理和维护方式、投融资方式、国家扶持的优惠政策及规范、法规等。

表1世界风电装机容量（万kW）和发电成本（美分/kW·h）

年份******97199819992000

容量******1393184

5成本15.310.97.26.66.15.65.35.15.04.94.8

数据来源：丹麦BTM咨询公司

欧洲发展风电的动力主要来自于改善环境的压力，将风电的发展作为减少二氧化碳等气体排放的措施。德国、丹麦、西班牙等国都制定了比较高的风电收购电价，保持了稳定高速的增长，1996年以后年增长率超过30%，使风电成为发展最快的清洁电能。丹麦风电技术的发展策略是政府不直接支持制造厂商，而是对购买风电机组的用户提供补贴。英国的《可再生能源责任法规》要求到2010年，每个电力供应商必须使可再生能源的电力供应量达到总电量的10%。

美国政府为鼓励开发可再生能源，在20世纪80年代初出台了一系列优惠政策。联邦政府和加利福尼亚州政府对可再生能源的投资者分别减免了25%的税赋，规定有效期到198

5年底，另外立法还规定电力公司必须得收购风电，并且价格应是长期稳定的。这些政策吸引了大量的资金采购风电机组，使刚刚建立起来的丹麦风电机组制造业获得了大批量生产和改进质量的机会。到1986年这3个风电场的总装机容量达到160万kW。2002年美国德州的风电容量为118万kW。德州政府规定，到2009年可再生能源的发电容量至少应达到200万kW，并拟订了110.4万kW的风电建设计划。

印度是一个缺电的发展中国家，政府制定了许多鼓励风电的政策，如投资风电的企业，可将风电的电量储蓄，在电网拉闸限电时，使有储蓄的企业能够得到优先供电。

澳大利亚的发电能源主要依靠煤炭。政府为改善电能结构，制定了一项强制性的可再生能源发电计划，太阳能——风力电站将成为可再生能源利用的重要组成部分。

3我国风力发电的开发现况

我国拥有丰富的风能资源，若采用10m高度的风速测算，陆地风能资源理论储量为32.26亿kW，可开发的风能资源储量为2.53亿kW。我国近海风能资源约为陆地的3倍，由此可算出我国可开发的风能资源约为10亿kW。

风能资源富集区主要在西北、华北北部、东北及东南沿海地区。20世纪70年代末80年代初，我国通过自主开发研制，额定容量低于10kW小型风力发电机实现了批量生产，在解决居住分散的农牧民和岛屿居民的用电方面有着重要意义。在国家有关部委的支持下，额定功率为200、250、300、600 kW的风力发电机组已研制出来，并在全国11个省区建立了27个风电场，浙江、福建、广东沿海及新疆、内蒙古自治区都有较大功率的风力发电场。东部沿海有丰富的风能资源，距离电力负荷中心又近，海上风电场将成为新兴的能源基地。国家计委在20世纪90年代中期制定了“光明工程”和“乘风计划”, 1997年当年装机超过10万kW，到2001年底总装机容量约40万kW。

7.风力发电厂安全工作计划 篇七

我国近些年的自动化控制技术水平以及信息技术水平在急剧提升,应用范围正在不断扩大,在风力发电当中的应用算是一种回归,也正是自动化控制技术以及信息技术的发展和推广,为风能的进一步广泛应用与认同提供了更强劲的动力。利用风能源进行发电,具有成本低、动力足与无污染的鲜明优势,风力发电对自动化的要求也凭借着技术的支撑力进一步促进着我国风力发电技术信息化水平的提升。

1.风力发电技术概述

风力发电技术属于新能源应用背景下的重要技术之一。风能就是以风力为主的能源开发,作为一种新型的可再生且绿色无污染的能源,其应用范围于近些年社会经济发展的作用下始终处于不断扩大的进程当中[1]。风力发电作为对风能进行利用的重要手段,虽然技术水平较高,但依然存在着电力储存方面的局限性问题,风力发电对自动化以及风力发电信息系统的应用要求不断增加。当前,能源市场的竞争态势愈演愈烈,市场范围已经拓展到了整个国际,风能凭借着诸多优势性特点逐渐被赋予了高度的重视和广泛的认同。从风能的特点来看,大多存在于陆地和近海区域,资源相对丰富,可供开发的潜力巨大;加之风能作为一种自然现象更是具有取之不尽用之不竭的特点,但凡有气压差值的存在,则将会因空气的流动生成风能,同时还具有无污染的特点[2]。

2.风力发电机对自动化的要求

风能属于随机性较大的一种能源,风能受到季节的影响相对较大,属于自然界不可控制的能源。所以风力发电机组运行过程中,需要实现发电机、电力能源存储以及电力能源输送的自动化控制。建立起风力发电自动化控制系统对于整体的风力发电具有重要意义[3]。

2.1风力发电机的自动化控制

在风力发电系统中,发电机的自动化控制作用无可替代,实为整个发电过程中作用于机械力向电能转化的核心自动控制驱动力量。早些时期的风力发电虽然也需要依赖于自动化的发电机系统,但当时的发电机系统对于电力输出的稳定性却并不高,对于风速的控制经常容易出现失速或者主动失速情况,难以保证输出电荷的自动控制平稳传输,自然也就难以充分满足社会生产与人们日常生活的实际需求,因此在现代化科技发展的今天已经被淘汰。最新的发电机自动控制系统拥有着更先进的技术支撑,恒频变速发电机自动控制系统在电力电子变换器和多级同步电机共同组成的变速变桨距离调节系统直接实现了风力发电机系统优化[4]。2.2电力存储自动化控制

电力存储自动化控制对于风能发电至关重要。风能虽然能够作用于风力发电,但毕竟风能无法被储存,同时风能又具有一定的不稳定性,风力发电的稳定性也就难以被有效保障,电力系统的正常供应便会由此受到影响。因此,风力发电系统的运行尤其是相对偏远的发电站,更需要保证储电池通过自动化控制,能够具有更大的电力储藏量和更稳定的性能。当前,适用于自动化的电能存储主要采用脉宽调制技术、功率MOSFET和IGBT等现代化高科技电子产品,能够直接作用于储电池的自动化控制,使之大幅提升电力存储能力,有利于保证风力发电和电力供应的自动存储稳定性[5]。2.3电力输送自动化控制

风力发电场地的选定通常具有极其严格的限制,一般都远离城镇坐落于偏远地域,因此,如何在风力发电厂将生成的电能高质量传输到用电区域也就成为了一项至关重要的技术要素。当前,用于风力发电的电力传输自动控制模式主要以交流输电为主,但一些问题依然不能回避。时至今日,现代科学技术的发展促成了以HVDC自动控制技术为主的新型输电方式即高压直流输电方式,该自动控制技术的主要优势表现为具有可异步联网、成本低廉、高性价比、结构优越和适应力强等特点,更于近些年在GTO和IGBT等技术的作用下使输电性能得以稳步提升,电力自动控制下的传输效率也由此大幅提高[6]。

3.风力发电信息系统的应用

3.1风力发电信息系统的分析

发电信息系统系统是现场总线型控制系统的简称,其与DCS控制系统的区别在于,其利用了现代智能技术及自动化体系的融合,并配合通信网络组建成全新的地机械电能控制装置。该装置兼具智能化控制、自动化管理等特征,是比DCS技术更加低耗降成本,并具有灵活性和简单操作性的控制系统。而且,从现阶段的实际应用中不难看出,风力发电信息系统系统更符合现代机械电力控制装置应用的需求,其功能扩散范围大,操作具备优势,相较于DCS控制系统拥有更多的优势。

3.2风力发电信息系统的功能

风力发电信息系统的功能主要是对风力发电信息的管理,传统时期的风力发电信息系统一直存在此方面技术的困扰,直到现代信息管理和控制理论的生成,为风力发电新型信息系统控制水平的提升提供了有力地支撑,能够直接作用于复杂风力发电数据和信息的整合,使得风能的信息收集和整理效率不断提升,电能的品质也因此而改善,实现了整体电功率的最大化。

4.结语

综上所述,现代科学技术的迅猛发展,促进了我国风力发电自动化控制的水平的提高,风力发电信息系统的应用技术水平也在不断提升。基于风力能源的发电系统的普及,使自动化技术以及信息技术在其中的应用成为了必然趋势,对于保证发电系统的稳定性和实效性具有积极有效的作用。

摘要：在社会经济迅猛发展的作用下,现代自动化控制技术水平的更新也是日新月异,人们身处信息化发展时代,已经开始越来越地享受着现代自动化控制技术和信息技术为人们生活所创造的诸多便利。与时代发展紧紧相随的是能源形势的越发严峻,为了从容应对生态能源急剧消耗下对社会发展带来的挑战,风力发电技术的探索和开发已被整个国际赋予了高度重视。风能作为新能源的重要组成,具有着可再生特点并且污染低,由此成为了最具潜力和发展前景的最大商业化能源之一。本文以此为出发点,深入分析了风力发电对自动化的要求与风力发电信息系统的应用。

关键词：风力发电,信息系统,自动化

参考文献

[1]刘继承.风力发电对自动化的要求与风力发电信息系统的应用[J].科技与企业,2012,04:69.

[2]温春雪,张利宏.三电平PWM整流器用于直驱风力发电系统[J].高电压技术,2011,01:191-195.

[3]李伯颐,蒋传文.风力发电及其信息自动化管理系统[J].自动化仪表,2012,11:12-15+20.

[4]李伟,涂乐.风力发电中液压技术的应用研究[J].液压与气动,2013,03:1-9.

[5]李辉,薛玉石.并网风力发电机系统的发展综述[J].微特电机,2011,05:55-61.

8.探讨风力发电控制技术 篇八

关键词：风力发电 变桨距风力发电技术 主动失速/混合失速发电技术

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0110-01

随着社会的不断发展，世界能源结构也在逐步变化，即由“矿物能源系统”转变为“以可再生能源为基础的可持续能源系统”。可再生能源是在自然界可以循环再生的资源，如太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等都是其中的典型代表，其是与人类共存的能源，可谓取之不尽、用之不竭。风能是可再生资源中应用较为广泛的一种，目前其主要应用于发电。实际上风能的使用历史比较悠久，一开始人们主要将其用于抽水，磨面等，随着社会的不断进步和发展，其主要被用于发电。研究发现，风力发电发展前景广阔，其发电成本与常规电力基本接近，因此其逐渐受到世界各国的重视，对于其研究也逐渐深入。根据相关调查显示，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，因此我们应不断加强风力发电技术的探索和实践，以为我国的经济发展提供能源保障。

风能是一种可再生、永不枯竭、无污染且储量巨大的能源，其属于自然能源的范畴，风能的利用相对而言比较简单，其不同于煤、油、然气等，需要先从地下采掘出来再进行二次加工；不同于水能，必须建造坝以推动水轮机运转；也不同于原子能的利用，需耗费大量的成本与技术研发力量。风力发电具有较为稳定的发电成本，对环境污染小，因此其发展前景较为广阔。尤其是对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，根据当地的实际情况合理利用风力发电，具有重要的现实意义。本文就风力发电控制技术做简要探讨。

由于自然风速的大小和方向的随机变化，风力发电机组切入电网和切出电网、输入功率的限制、风轮的主动对风以及对运动过程中故障的检测和保护必须能够自动控制。风力发电系统的控制技术从定桨距恒速运行至基于变桨距技术的变速运行，已经基本实现了风力发电机组理想地向电网提供电力的最终目标。功率调节是风力发电机组的关键技术之一，功率调节方式主要包括定桨距失速调节、变桨距调节和主动失速调节三种控制方法。随着风力发电机组由定桨距恒速运行发展到变桨距变速运行后，风力发电机组控制系统可通过风速和风向变化对机组进行并网和脱网及调向控制，同时还可通过变距系统对机组进行转速和功率的控制，以提高机组的运行效率、安全性和可靠性，促进年发电数量和质量的提升。

1 定桨距失速风力发电技术

定桨距风力发电机迈入风力发电市场是在20世纪80年代中期，其研制成功解决了发电机组的并网问题，运行安全可靠。定桨距风力发电机主要是软并网技术、空气动力刹车技术、偏行与自动解缆技术三种技术的结合。定桨距风力发电机组的特点是桨叶与轮毂固定连接，在风速发生变化时，桨叶的迎风角度不发生变化结合桨叶翼型本身的失速特性，在风速高于额定值时，气流的功角就会达到失速状态，可使桨叶的表面的表面产生紊流，使发动机的效率降低来达到限制功率的目的，风力发动机的这一特性控制发电系统安全可靠，但是为了达到限制功率的目的，导致叶片重，结构复杂，机组的整体效率较低，所以说当风速达到某一限度时必须要停止使用。发电机转速是由电网频率限制，输出功率由桨叶本身性能限制，当风速比额定转速高时，桨叶能够通过失速调节功能将功率控制在额定值范围之内，其起到重大作用的是叶片独特的翼型结构，在遇到强风时，流过叶片背风面的气流产生紊流，降低叶片气动效率，影响能量捕获，产生失速。失速是一个较为复杂的过程，在风速不稳定时，很难得出失速的效果，因此很少用来控制MW级以上的大型风力发电机。

2 变桨距风力发电技术

从空气动力学角度考虑，当风速过高时，可以通过调整桨叶节距、改变气流对叶片攻角，改变风力发电机组获得的空气动力转矩，以保持稳定的输出功率。采用变桨距调节方式，风机输出功率曲线平滑，在阵风时，塔筒、叶片、基础受到的冲击较失速调节型风力发电机要小，可减少材料使用率，降低整机重量。它能自动调节叶片桨距角度，适应不同风况下功率的调节，特别是使得在接近额定风速附近得功率曲线充实，增加风力发电机的年发电量。但其也有一定的缺点，即其需要一套复杂的变桨距机构，变桨距机构的设计要求对阵风的响应速度足够快，以减小由于风的波动引起的功率脉动。同时，变桨距执行机构及液压驱动系统较复杂，运行可靠性难以有效保证，其成本也较高。

3 主动失速/混合失速发电技术

主动失速/混合失速发电技术是上述两种技术的组合。低风速时采用变桨距调节可提高气动效率，使桨距角向减小的方向转过一个角度，增大相应的攻角，加深叶片的失速效应，从而限制风能的捕获。这种方式变桨距调节不需要很灵敏的调节速度，执行机构的功率相对较小。风力发电机组在超过额定风速（一般为14～16 m/s）以后，由于机械强度和发电机、电力电子容量等物理性能的限制，必须降低风力机的能量捕获，使功率输出保持在额定值附近，同时减少叶片承受负荷和整个风力机收到的冲击，从而有效避免风力机受到损害。这种调节将引起叶片攻角的变化，从而导致更深层次的失速，使功率输出更加平滑。

4 变速风力发电技术

风力发电机组分恒速恒频风力发电和变速恒频风力发电。变速风力发电技术是改变了风力机的恒速运动规律，可以根据风速的变化调整运行，保持恒频发电，当风速小时争取获得更大的风能，风速过大时调整储存转化能量，比恒速风力发电机组的实用范围更广泛。变速风力发电技术可以根据风速的变化保证恒定的最佳叶尖速比，低风速时尽量获取多的风能，以保证平稳输出；高风速时及时调整风轮转速储存能量，避免功率过大。当风速变大风能变强时风轮可以吸收储存部分的风能，提高了传动系统的柔性，减轻了主轴承受的应力及扭矩。通过电力电子装置的作用，变速风力的风能转化为可以输入电网的电能，使风力机组安全平稳的运行，能量传输机构系统也平稳运行。不同地区的风速大小变化不同，恒速风力发电技术只能适用于部分风速符合要求的地区，而变速风力发电技术可以适应不同的风速区，扩宽了风力发电的适用范围，推动了我国风力发电市场的发展。

参考文献

[1]陈永祥，方征.中国风电发展现状、趋势及建议[J].科技综述，2010（4）：14-19.

[2]王超，张怀宇，王辛慧，等.风力发电技术及其发展方向[J].电站系统工程，2006，22（2）：11-13.

9.风力发电机设计 篇九

姓名

指导教师姓名、职称 高级工程师

所属助学单位

4月1 日

目 录

1 绪论…………………………………………………………………………………1

1.1 风力发电机简介 ………………………………………………………………1

1.2 风力发电机的发展史简介 ……………………………………………………1

1.3 我国现阶段风电技术发展状况 ………………………………………………2

1.4 我国现阶段风电技术发展前景和未来发展 …………………………………2 2 风力发电机结构设计………………………………………………………………3

2.1 单一风力发电机组成…………………………………………………………3

2.2 叶片数目………………………………………………………………………3

2.3 机舱……………………………………………………………………………4

2.4 转子叶片………………………………………………………………………5 3 风力发电机的回转体结构设计和参数计算 ……………………………………5

3.1联轴器的型号及主要参数………………………………………………………5

3.2 初步估计回转体危险轴颈的大小……………………………………………5

3.3 叶片扫描半径单元叶尖速比…………………………………………………6 4 风轮桨叶的结构设计………………………………………………………………6

4.1桨叶轴复位斜板设计……………………………………………………………6

4.2托架的基本结构设计……………………………………………………………6 5 风力发电机的其他元件的设计 …………………………………………………6

5.1 刹车装置的设计…………………………………………………………………6 6 风力发电机在设计中的3个关键技术问题………………………………………7

6.1空气动力学问题…………………………………………………………………7

6.2结构动力学问题…………………………………………………………………7

6.3控制技术问题……………………………………………………………………7 7 风力发电机的分类…………………………………………………………………7 8 风力发电机的选取标准……………………………………………………………8 9 风力发电机对风能以及其它的技术要求…………………………………………8

9.1风力发电机对风能技术要求……………………………………………………8

9.2风力发电机建模的技术是暂态稳定系统………………………………………9

9.3风力电动机技术之间的能量转换 ……………………………………………10 10 风力发电机在现实中的使用范例 ………………………………………………10 结论……………………………………………………………………………………12 致谢……………………………………………………………………………………13 参考文献………………………………………………………………………………14

摘 要

随着世界工业化进程不断加快，能源消耗不断增加，全球工业有害物质排放量与日俱增，造成了能源短缺和恶性疾病的多发，致使能源和环境成为当今世界两大问题。因此，风力发电的研究显得尤为重要。

我国风电场内无功补偿的方式是在风电场汇集站内装设集中无功补偿装置，这造成风电场无功补偿的投资很大。文章结合实例，通过对不同发电量下风电场的无功损耗和电压波动情况进行计算，提出利用风力发电机的无功功率可基本实现风电场的无功平衡，风电场母线电压的变化是无功补偿设备选型的依据，对于发电量变化引起的母线电压变化不超出电网要求的风电场，应利用风力发电机的无功功率减小汇集站内无功补偿装置的容量，降低无功补偿的投资。

关键词： 风力发电 、 风电场 、 无功补偿 、 电压波动

Abstract

As the world industrialization is accelerating and energy consumption increases unceasingly, increasing global industrial harmful substances emissions, caused energy shortage and malignant disease, cause the energy and environment are two major problems in the world today. Therefore, wind power research is particularly important. Wind reactive power compensation in China within the way the wind farm is installed inside concentrated collection station reactive power compensation devices, which caused wind farm reactive compensation investment greatly. Combined with examples, through different under the wind capacity of reactive power loss and voltage fluctuation situation, this paper puts forward the calculation of reactive power wind generator can realize the basic reactive power balance, the wind of change is busbar voltage wind power.at the reactive power compensation according to the selection of equipment for generating capacity of busbar voltage changes caused by the fluctuation of wind power requirements do not exceed the wind generator, should use the reactive power decrease in collection station reactive power compensation devices, reduce the capacity of the reactive power compensation investment.

10.风力发电市场与技术发展概观 篇十

表1 各种能源发电成本

ㄧ、风力发电介绍

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速齿轮箱将旋转的速度提高，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒3m/s的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。图1即为风力发电示意图。一般大型风力发电机通常采用水平轴型式，它由叶轮、增速齿轮箱、发电机、控制系统及塔架等部件所组成，如图2所示。

图1：风力发电作动示意图

图2：风力发电机基本组成

叶轮的作用是将风能转换为机械能，它由气体流动性能良好的叶片装在轮轴上所组成，低速转动的叶轮通过传动系统，经由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机以产生电能，最后将所产生之电能经由电力转换与变压与电力系统公司并联传输至客户端。风力发电机能量转换过程示意图如图3所示。上述这些组件都安装在机舱内，整个机舱由高大的塔架来支撑。由于风向会经常改变，为了有效地利用风能，必须要有自动迎风的装置，它根据风向感测仪测得的风向信号，由控制器控制Yaw转向机构， 驱动小齿轮再推动塔架上的大齿轮，使整个机舱藉由此自动控制的系统，能够一直对向迎风面。另外亦于叶片上设置Pitch调整机构，因应不同风向与风速，以调整叶片至适当角度。再者，为了使风力发电机不同组件达到成功的发电，风力发电机需要一机电整合之系统控制技术，使得各次系统能联合一起操作，确保于正常条件下运转以获取所需之电力输出需求与安全监控要求。

二、全球风力发电市场成展快速

2006年全球风力发电市场新增装置容量持续的创新高，新增15,016MW，与2005年新增装置容量相比，增长了30%，2001年-2006年全球风力发电新增装置容量年复和增长率为14.04%；2006年全球风力发电累计装置容量达到74,306MW，累计装置容量较2005年的59,399MW，增长25%，2001-2006年全球风力发电市场累计装置容量年复和增长率为24.4%。

图3：风力发电机能量转换过程

资料来源: 台湾工研院机械所(2006/02)

2006年全球风力发电市场大幅的增长，主要来自于美国政府实施PTC(Production Tax Credit)法案，针对风力发电产生电力，提供生产税抵减，驱动了美国风力发电市场的增长，使美国2005与2006连续两年成为全球风力发电最大的新增装置容量市场，2005年新增2,431MW，2006年新增2,454MW。2006年美洲其它国家风力发电装置情形，加拿大新增装置容量776MW，巴西新增装置容量199.6MW，总计2006年美洲地区风力发电新增装置容量为3,515MW，比2005年新增装置容量2,617MW，增长34.14%，2006年美洲风力发电新增装置容量占全球风力发电新增装置容量市场的23.4%，累计装置容量为13,577MW。

图5 2002-2006年全球风力发电累计装置容量

资料来源：BTM(2007/03)；台湾工研院IEK(2007/06)

欧洲仍是全球风力发电新增装置容量最大之地区，2006年欧洲风力发电新增装置容量7,682MW，占全球新增装置容量的51 %，与2005年新增装置容量6,373MW，增长20.5%，欧洲风力发电新增装置容量的增长主要来自于德国新增装置容量达到2,233MV，超出市场预期，以及欧洲的风力发电新兴市场崛起，如2006年法国与葡萄牙在风力发电市场快速的发展。欧洲是全球风力发电市场发展最为快速的地区，因此累计装置容量高达48,627MW，占全球累计装置容量的65%。

图4 2002年-2006年全球风力发电新增装置容量

资料来源：BTM(2007/03)；台湾工研院IEK(2007/06)

2006年是亚洲风力发电市场发展最为快速的一年，新增装置容量为3,657.8MW，较2005年新增装置容量2,110.4MW，大幅增长73%，主要是因为中国大陆风力发电市场增长66%，与印度市场增长42%，2006年亚洲风力发电新增装置市场占全球24.35%，累计装置容量为10,598.7MW。

2006年风力发电市场市场趋势，风力发电发展最早的欧洲虽然仍是新增装置容量最大的市场，但新增装置容量的增长已趋缓，主要是欧洲风力发电累计装置容量最大的几个国家除德国仍保持新增装置容量的增长外，西班牙的新增增长率至2005年开始已呈现连续两年负增长，丹麦的风力发电新增装置容量已降至个位数(MW)的幅度增加，未来要带动欧洲风力发电市场的增长，就要看欧洲的风力发电新兴市场的崛起如法国、葡萄牙与英国等以及离岸型风力发电市场的发展；此外中国大陆与印度大幅应用风力发电，带来亚洲风力发电市场快速增长，从中国大陆与印度明确制定风力发电装设目标来看，亚洲仍是未来几年风力发电最为蓬勃发展之市场。

三、全球风力发电市场的预测

根据BTM预测，2007年风力发电市场新增装置容量将达18,800MW，累计装置量达到93,106MW，到2011年全球风力发电市场新增装置容量达到33,500MW，累计装置容量达到203,151MW，2007-2011年全球风力发电市场新增装置容量复合增长率为15.5%，累计装置容量增长率为21.5%。

资料来源：BTM(2007/03)；台湾工研院IEK(2007/06)

此外，BTM也预测美国未来5年风力发电累计装置容量将超过欧洲德国的累计装置容量；亚洲国家的中国大陆与印度每年风力发电新增装置容量也将超过欧洲任何一个国家的新增装置容量，中国大陆与印度未来几年风力发电市场将有显着的增长；但欧洲未来仍是风力发电新增装置市场最大之区域，尽管德国与西班牙新增装置容量增长趋缓，但取而代之的是葡萄牙、法国与英国等新兴发展的风力发电国家新增装置容量的增长。

四、主要国家发展动向

美国是2006年风力发电新增装置容量最大之国家，第2名与第3名分别为德国与印度，前三大风力发电新增装置市场占全球新增比率的43%。在欧洲法国、葡萄牙与英国则是新兴发展市场，也是欧洲未来发展最为快速的新增装置的国家。亚洲国家的印度新增装置容量则是首次挤进前3大，中国大陆也前进到全球新增装置容量的第5大市场，2005年新增装置容量第10名的澳洲则挤出前10大，加拿大则是新进入前10大的国家。全球风力发电的应用愈来愈广泛，2000年全球四大新增装置容量之市场，占全球新增装置容量的82%，2006年全球10大新增装置容量之市场，占全球新增装置容量的85%，由于风力发电的技术稳定性高，应用风险性小，因此愈来愈多国家采用风力发电做为新兴能源的发电方式之一。以下就2006年全球前10大新增装置容量之市场进行分析。

图6 2007年-2011年全球风力发电新增装置容量

资料来源：BTM(2007/03)；台湾工研院IEK(2007/06)

图7 2007年-2011年全球风力发电累计装置容量

资料来源：BTM(2007/03)；台湾工研院IEK(2007/06)

美国

美国PTC(Production Tax Credit)法案延至2008年底结束，PTC(Production Tax Credit)法案带动美国2005年-2006年风力发电新增装置容量大幅增长。美国联邦政府通过再生能源配比(Renewable Portfolio Standard，RPS)，授权各州政府订定适用各州的再生能源配比，PTC与RPS的政策让风力发电在美国市场具有良好之发展，不仅让美国在2005与2006年成为全球第1大新增装置市场，预测2007年-2011年美国风力发电新增装置容量为22,400MW，每年新增装置容量仍为全球第1大市场，2011年累计装置容量达到34,035MW，在2010年-2011年间，累计装置容量将超越德国，成为风力发电应用的第一大市场。

资料来源：BTM(2007/03)；台湾工研院IEK(2007/06)

德国

从2003年开始，德国风力发电市场连续3年衰退，一般预测认为德国风力发电市场将持续衰退，直到离岸型风力发电市场崛起。但2006年德国风力发电市场却呈现增长趋势，新增装置容量2,233MW，与2005年相比增长23%。主要原因在于良好的管理机构运作与再生能源的价格保障制度(Renewable Energy Feed-In Tariffs，Refit)，驱动德国风力发电市场的增长。

德国是全球第一个风力发电累计装置容量超过20,000MW的国家，超过第2大累计装置市场的美国，将近有一倍之多。德国近几年虽然风力发电市场的增长有趋缓，但每年仍以1,500MW的速度增加，2006年德国风力发电已占全国发电量的7%，风力发电在德国发电市场已扮演重要之角色，而且德国在全球风力发电市场仍将是领导之地位。预测2007年-2011年德国风力发电市场新增装置容量将增加9,300MW，2011年累计装置容量达到29,952MW。

印度

由于印度需要电力来支持每年快速增长的经济，印度风力发电市场自2003年开始大幅增长，2006年印度风力发电新增装置容量1,840MW，累计装置容量达到6,228MW，成为全球第4大风力发电累计装置市场，仅次于德国、美国与西班牙，印度风力发电市场为了因应经济增长下对于电力的需求，未来几年印度风力发电市场仍将呈现增长趋势，预测2007年-2011年印度风力发电市场新增装置容量将增加11,800MW，2011年累计装置容量达到18,028MW。

西班牙

2006年西班牙风力发电市场新增装置容量11,600MW，为欧洲第2大新增装置市场、全球第3大新增装置市场，预测2007年-2011年西班牙风力发电市场新增装置容量将增加9,500MW，2011年西班牙风力发电市场将超过20,000MW，累计装置容量达到21,114MW，驱动西班牙风力发电市场增长的主要原因为稳定的电价收购以及良好与广大的风场场址，鼓励风厂开发商投资兴建风场，2006年西班牙风力发电已占全国发电量的8%，西班牙政府已明确制定2010年风力发电发展达20,000MW装置目标，为达到此目标达成，至2010年西班牙仍是全球风力发电市场增长快速的国家之一。

中国大陆

2006年底，中国大陆内地已有16个省、市、自治区建成了91个风电场，新增装置容量为1,334MW，累计装置容量为2,588MW，装置容量前3位的省区分别为内蒙、广东和河北。中国大陆制定2015年再生能源比例须达全国用电比例的10%，因此明确订定风力发电装置目标，2010年装置目标为5,000MW，2015年为10,000MW，2020年将达30,000MW之目标，但以目前风力发电市场发展速度，5,000MW的装置容量目标预估将会在2008年提前完成，由制定的风力发电装置目标来看，至2020年为止，中国大陆风力发电市场均将快速素的发展。

法国

法国是欧洲在风力发电市场新兴崛起的国家，由于风力发电固定收购电价（8.36 EUR cents/KWh）高于其它欧洲国家的收购价格，驱动2006年风力发电市场的增长，2006年法国风力发电市场新增装置容量810MW，较2005年增长79.4%，累计装置容量为1,585MW，法国也制定2010年风力发电装置目标为13,500MW，2015年为17,000MW，虽然装置目标高于市场的增长预测，但也可以看出法国对于风力发电发展之企图心。

加拿大

2006年是加拿大在风力发电市场快速增长的一年，新增装置容量为776MW，较2005年增长224%，累计装置容量为1,459MW，加拿大自2005-2010年实施风力发电租税减免政策（Wind Power Production Incentive，WPPI），驱动风力发电市场的增长，加拿大风能协会(Canadian Wind Energy Association，CanWEA)制定2010年风力发电装置目标达10,000MW，但预测此累计装置容量约为2015年才会达到此目标。

英国

2006年英国风力发电新增装置容量631MW，较2005年增长41%，其中装置容量90MW的Barrow风厂兴建完成，2006年英国风力发电累计装置容量为1,967MW。2010年英国制定再生能源须占全国发电量的10%，预测2007年-2011年英国风力发电市场新增装置容量将增加8,900MW，2011年累计装置容量达到10,867MW。

葡萄牙

2006年葡萄牙风力发电新增装置容量629MW，较2005年增长25%，累计装置容量为1,716MW。2010年葡萄牙制定风力发电装置目标为5,000MW，预测2007年-2011年葡萄牙风力发电市场新增装置容量将增加3,800MW，2011年累计装置容量达到5,516MW。

意大利

2006年意大利风力发电新增装置容量417MW，较2005年衰退7%，但累计装置容量突破2,000MW为2,118MW。意大利制定的2010年风力发电装置容量目标达2,500MW，预估在2007年将可以提前达到，主要原因为具吸引人的电价收购价格与可交易凭证系统(Tradable Certificates)运作良好，预测2007年-2011年意大利风力发电市场新增装置容量将增加4,800MW，2011年累计装置容量达到6,918MW。

五、技术发展概况

陆域型风力机仍是当前全球风力机产品之主流，产品规格朝向大型化风力机方向发展，虽然会面临大型零组件在陆上运输时之挑战，但仍有许多风力机系统厂商致力于大型风力机之发展，如Enercon从早期装置容量4.5MW、叶片112m之大型风力机，提升至6MW装置容量、叶片114m之大型风力机，Vestas已商业化生产3MW之风力机，Siemens则生产3.6MW大型风力机，而Repower则生产5MW之大型风力机。

由表4 2003年-2005年全球风力机产品规格趋势可知，“Small WTGs”<750kW规格之风力机从2003年占整体产品规格的6.9%衰退至2005年的3.6%，呈现每年衰退之趋势，而“Mainstream”750-1,500kW规格之风力机，2003年750-1,500kW规格之风力机占整体产品规格的55.8%，2004年则为50.9%，2005年则为53.2%，750-1,500kW规格之风力机仍为全球风力机产品规格之大宗，而“MW-Class”1,501-2,500kW规格之风力机2003年占有率从36.4%增长至2004年的42.8%，2005年也仍保持四成以上之占有率，“Multi-MW Class”>2,500kW由于Vestas已商业化生产装置容量3MW级之风力机，2005年其占有率增长至2.4%。

由表5 2005年全球风力机产品规格可知，“MW-Class”1,501-2,500kW规格之风力机，2005年装置2,378支，装置容量共4,570MW，平均每单位装置容量为1.922MW，市占率超越1,000-1,500kW的34.1%而为40.8%，“MW-Class”1,501-2,500kW将是未来全球风力机市场之主流规格。

由表6各规格风力机领导厂商排名可知，全球风力机第1大厂Vestas，在“Small WTGs”<750kW、“MW-Class”1,501-2,500kW与“Multi-MW Class”>2,500kW皆居于领导地位，只有在“Mainstream”750-1,500kW规格中，GE WIND占有领先之地位。

由表7可知，装置容量大于1,500kW风力机之厂商，2005年占有率最大之厂商为Vestas，装置容量为2,252MW，占整体大于1,500kW风力机的46.5%，Enercon则紧追在后，装置容量为1,257MW，占整体大于1,500kW风力机的26%，第3名为Siemens，装置容量为493MW，占整体大于1,500kW风力机的10.2%。

六、全球风力机产品技术发展趋势

(一)朝向“Multi-MW Class”技术规格发展

表5为全球风力发电市场中主要商业化MW级风力机技术规格，可以发现 “MW-Class”1,501-2,500kW在商品化产品中扮演主要之地位，占整体商品化产品规格的75%。此外全球风力机技术规格已开始朝向“Multi-MW Class”>2,500kW技术规格发展，其中已商业化之产品为Vestas装置容量3MW、叶片直径为90M、Enercon装置容量4.5MW，叶片直径为112/114M。

下一世代“Multi-MW Class”>2,500kW风力雏型机于2002年开始测试，Prokon Nord其产品装置容量5MW之风力机为第一个离岸型风力发电测试项目，Repower的M5 装置容量5MW之风力机也于北海进行测试，Enercon也将其4.5MW之风力机提升至6MW之装置容量，叶片直径增加至114M。

(二)采主动式旋角控制技术

风力机系统厂商为了减小机组承受的载荷与提高转换效率，各厂商均采用不同于传统怠速的控制方式，而采用主动怠速或是旋角控制的方式，其中旋角控制的方式是将调整叶片螺距与转向动力单元来获取最佳的风动力，因为风的变化强烈，风力机必须拥有叶片调整的能力，甚至短暂的一阵风，都须尽可能使风力机有效的、平稳的生产电力，其主要目的是让风力机在风速度、转子速度和电力的输出之间得到最理想的动力。也就是为了使发电机的速度保持经常不变，透过叶片螺距与转向的调整，以获得有效率的、稳定的电力输出。因此风力发电机的效率主要依靠机舱上轮毂的叶片精确的迎向风的方向，同时和转向动力单元与风力发电机的控制相互配合，使叶片始终处于迎风力态，充分利用风能，也是最新的风力机控制方式，目前已商转之风力机如De Wind、Ecotecnia、Enercon、Fuhrlander、Nordex、REPOWER、Gamesa、GE Wind与Vestas均已使用旋角控制。

(三)发电机布置型式趋势

发电机也为风力机内主要组件之一，传动机构与发电机的搭配型式决定风力发电机布置型式，现代市场主要风力发电机布置可归纳为：(1)传统型搭配异步双馈式感应发电机(DFIG)；(2)直驱式无齿轮箱型(Gearless)搭配同步发电机；(3)复合型(Hybrid)搭配同步发电机。

(1)传统型搭配异步双馈式感应发电机(DFIG)

此型布置其叶片吸收风能时叶轮(Rotor)的转速较低(大部份风力发电机在5-20rpm之间)，经由传动机构及齿轮箱将主传动轴(Main Shaft)增速，以提高转速给发电机。如此做法可使发电机定子之极数大幅减少，其尺寸可大幅缩小，其重量及成本也较低。此型布置为现代风力发电机最常见之布置。此型布置最常见发电机为双绕线式(Double Fed)感应发电机。

此型布置风力机之优点为整体重量较轻、生产成本较低、安装及保养容易、重量分布较平均，转向动力传动机构及其轴承承受之不平衡负荷较小，所使用之技术与组件制造皆臻成熟及组件供货商较多。缺点为轴承与齿轮箱(Bearing & Gearbox)等所需保养工作较多，机组所需空间较大，故机舱亦较大。非轴向负荷及扭矩传递途径经过轴承及齿轮箱，较易造成磨损及故障。电网电压不稳定时，易造成齿轮箱过载损坏。齿轮箱损坏是目前此型发电机较大之维修问题所在，也造成此型发电机之维护成本增高。此问题肇因于早期风力机在设计时，负荷有低估的嫌疑。目前齿轮箱制造厂家使用较大之设计负荷及安全系数，此问题已获得改善。

(2)直驱式无齿轮箱型(Gearless)搭配同步发电机

此型布置之风力机特点为其叶轮(Rotor) 不经齿轮箱增速，直接驱动发电机，发电机的转速较低，所需发电机之极数较多，其发电机尺寸相对较大、发电机及机舱重量也较重。

此型布置风力机之优点为无齿轮箱，没有传统型搭配异步双馈式感应发电机(DFIG)所面临齿轮箱之问题。直驱式之组件数量较少，所需保养工作较少，安装及保养较容易，机组所需空间较少，机舱较短、体积较小。而此型布置风力机之缺点为同步发电机所需极数较多，直径需求较大，其发电机尺寸相对较大，发电机及机舱重量也较重及重量分布较不平均，其转向动力传动机构及其轴承将承受较大不平衡负荷，发电机须为特制，品价格较高及轮壳(Hub)较大，会减少叶片根部作用面积。

(3)复合型(Hybrid) 搭配同步发电机

此型风力发电机布置介于前面二者之间，其传动机构经由一阶增速齿轮箱将主传动轴(main shaft)增速以提高转速给发电机。但因其增速比较小，可减少发电机之极数，其重量及成本也介于两者之间。

11.浅析风力发电 篇十一

风能是有空气的流动所形成的可再生能源, 所以风能资源是非常丰富的。实际上人类在很早以前就开始利用风能资源了, 据统计, 风能资源在我国的总量为32.26亿千瓦, 其中陆地上10米高度层可以开发生产的风能资源为2.53亿千瓦, 沿海地区为7.5亿千瓦, 总共约10亿千瓦, 风能资源具有不稳定性而且在我国的分布具有不均匀性。在东三省、河北、内蒙古、甘肃、宁夏和新疆由北向南约200公里宽的的地区其风能储量约为3.7*109千瓦, 在沿海 (省) 地区近海10公里宽的风带风能储量约为2.3*108千瓦。

东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区, 有效风能密度大于或等于200W/m2的等值线平行于海岸线;沿海岛屿有效风能密度在300W/m2以上, 全年中风速大于或等于3m/s的时数约为7000~8000h, 大于或等于6m/s的时数为4000h。

新疆北部、内蒙古、甘肃北部也是中国风能资源丰富地区, 有效风能密度为200~300W/m2, 全年中风速大于或等于3m/s的时数为5000h以上, 全年中风速大于或等于6m/s的时数为3000h以上。

黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的风能资源也较好, 有效风能密度在200W/m2以上, 全年中风速大于和等于3m/s的时数为5000h, 全年中风速大于和等于6m/s的时数为3000h。

青藏高原北部有效风能密度在150~200W/m2之间, 全年风速大于和等于3m/s的时数为4000~5000h, 全年风速大于和等于6m/s的时数为3000h;但青藏高原海拔高、空气密度小, 所以有效风能密度也较低。

云南、贵州、四川、甘肃、陕西南部、河南、湖南西部、福建、广东、广西的山区及新疆塔里木盆地和西藏的雅鲁藏布江, 为风能资源贫乏地区, 有效风能密度在50W/m2以下, 全年中风速大于和等于3m/s的时数在2000h以下, 全年中风速大于和等于6m/s的时数在150h以下, 风能潜力很低。

2 风力发电的现状

2.1 风力发电的必要性

在这个经济迅猛发展的社会, 人类的生活水平和生活质量提高了, 对能源的消耗量不断增大, 于是产生能源的消耗量与能源的需求量的矛盾, 而且目前这个矛盾愈演愈烈。

现在我们认识到了能源短缺造成的能源危机, 还有, 由于我们生活的需求大量消耗能源造成的环境危害。石油、天然气、煤炭等化石燃料为人类所需的能源起着中流砥柱的作用, 但这些化石燃料并不是取之不尽用之不竭的。在20世纪70年代, 以中东战争为导火线的能源危机使人类认识到了能源短缺的严重问题。世界各国开始重新审视能源问题, 并且涉足于新能源的开发与利用的研究, 为了减轻愈演愈烈的能源压力, 开发和利用新能源刻不容缓。

据统计, 全球风能资源约53万亿KW.h, 2020年全球的电力需求约每年25万亿KW.h。而对我国来说, 风能资源非常丰富, 但是仅仅开发陆地上的风能资源是远远不能满足我国能源需求的, 并且还要开发和利用海上风能, 同时发展风力发电能够缓解能源短缺的问题, 促进了国家经济的发展以及有利于调整能源结构。增强了我国在国际市场的竞争力, 更好的解决了边远地区及贫困地区的用电问题, 而且风力发电在改善环境方面发挥了重大作用, 为了防止全球气温升高, 营造一个稳定而可持续发展的社会, 所以开发和利用可再生能源的热潮被掀起。

2.2 我国风力发电发展情况

我国风力发电起步于20世纪70年代, 起步较晚, 由于风能发电本身的优越特点及国家政府的大力支持, 所以风力发电在我国的发展迅猛。近几年来, 我国风电装机容量成倍增长, 2009年装机容量超过25GW位居全球第二, 如图1所示。到2010年装机容量达到41830MW, 并超过美国占全球第一, 如图2所示。中国风电已投产建成风力发电厂共21家。2010年我国的风力发电一直保持着强劲的发展势头。总装机容量比上年约增长62%, 据相关资料预测来看, 截至2020年, 我国的风力发电装机容量将达到2.3亿千瓦相比火电厂这个发电量是非常可观的。80年代开始投建, 1986年年初我国的第一个示范风电厂在山东我国的风力发电项目是从20世纪建成, 这标志着将我国风力发电托上发展轨迹。然而, 从1989年开始我国的风力发电开始出现了商业化运行体制, 推动了我国经济的发展。装机容量所示。

2.3 风力发电目前所处的现状

利用风力发电已成为开发和利用新能源的大趋势, 我国在风力发电方面已经取得了初步的成功, 由于风电电价比较高, 所以降低风电成本成为当前比较棘手的问题。要降低风电成本必须在技术方面取得发展, 在技术革新后, 风电成本逐渐降低。但目前风电电价还是比火电高出0.3~0.4元/千瓦时, 然而, 这就是我们保护环境的代价, 这样对一些经济比较落后的地区, 承受较贵的电价对他们造成严重负担。在这种情况下, 降低风电成本势在必行。

据资料表明, 至2020年, 风力发电将解决世界电力需求量的12%, 发展风力发电不仅节约了部分能源还改善了环境和创造了约180万个就业机会, 创造了很大的社会效益。虽然我国陆上面积辽阔, 风能资源丰富, 但也是有限的。据统计, 可开发利用的陆上风能资源约为253GW, 可开发利用的海洋风能资源约为750GW。所以开发海上风能成为一个非常有前景的工程, 2010年7月, 大型海上风电场--上海东海大桥海上风电场竣工投产, 是亚洲的第一个大型海上风电场。

我国计划截止2020年风力发电将达到1.5亿kw, 我国风力发电潜力为10亿kw, 然而, 我国风力发电起步较晚, 但是目前国产机组发电量任然偏小, 还没有达到计划效益, 收到进口部件价格偏高的影响, 风电电价较高。所以, 我国风力发电装备有待洗心革面。

3 风力发电的前景

今天是高效、洁净、安全、经济实现可持续利用能源的时代, 中国风力发电等新能源的发展前景也十分广阔, 在最近几年, 面对世界各国新能源的发展动向, 开发能源势在必行, 尤其是风能的开发与利用将成为重要角色, 然而风力发电也将得到极大的发展, 同时利润空间也随着技术的成熟逐渐稳步提升。

在2009年的哥本哈根气候变化会议之后, 人类把目光投视到低碳经济这一方向上。温家宝总理在大会上正式讲话中指出:“中国是新能源和可再生能源增长速度最快的国家, 鼓励支持农村、边远地区大力发展风能、太阳能……等新型可再生能源”、“到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%, 在如此长时间内这样大规模降低二氧化碳排放, 需要付出艰苦卓越的努力”。

2012年, 我国的“低目标”装机容量达到4000万kw, 参考2015年以后欧洲的装机容量的增长, 我国在2020年电累计装机将达7000万kw, 此后, 风力发电将占据全国电力的2.8%。在2020年, 风电和常规电力相比, 成本优势已比较明显。根据“低速发展目标”, 即每年新装机以欧洲水平的800万kw来计算, 那么至2030年累计装机可以达到1.2亿kw。根据“中速发展目标”, 每年新增装机超过1100万kw, 约占全国每年新增装机的30%, 即达到欧盟过去5年中风电站新增发电装机的比例, 那么至2030年中国风电累计装机可以达到1.8亿kw左右。在这种情况下, 风电在全国电力容器中的比重超过11%, 可以满足全国5.7%的电力需求, 根据“高速发展目标”, 2020年后年平均新增装机可以保持在1400万kw, 至2030年中国风电累计装机可以达到2.7亿kw。在这种情况下, 风电在全国电力容量中的比重超过16%, 可以满足全国将近8.6%电力需求。2030年后大部分的水能资源将已被开发, 风电能够以其良好的社会效益和环境效益, 日渐成熟的技术, 逐步降低的发电成本, 成为中国电力建设的重要形式。中国在2050年的风电装机可以达到4亿-6亿kw, 届时风电将成为火电、水电之后的第三大发电电源。

结束语

风力发电是一个结合了多种技术的高科技清洁型系统工程。我国的风力发电也正处于一个中国“风车”领跑世界风力发电的地位高速发展, 不论在保护环境还是能源的可持续发展上风力发电是绝对优于其它的各种发电方式的。中国在面临人口多、资源短缺的双重压力下, 发展新的可再生能源并将其商业化是推动其经济发展的必经之路。由于陆上风能资源有限, 而且并不能完全满足人们的需求, 所以开发海上风能资源成为了当今风力发电发展的方向。这将对我国产生巨大的社会效益和经济效益。

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12.风力发电的预测及前景 篇十二

风力发电的预测及前景随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。随着技术进步和环保事业的发展，越来越受到世界各国的重视。作为一种清洁能源，风力发电不会产生温室气体排放，对环境无害，而且风力发电机在30年的使用期内几乎不用维修，也无需添加燃料，具有许多其它发电方式无法比拟的优势．虽然风力发电有这么多的优点，但是采用目前的技术建造这样一座发电场，费用相对昂贵。比如海上风力发电厂，除了需要庞大的水上发电网络，还要配备与陆上电网联接的各种辅助设施，在前期建设时需要大量资金投入．目前，科学家正在努力解决这些难题，以降低海上风力发电的成本。在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。但是风能不稳定，不可控，目前成本仍然很高。

问题一：通过新疆某风力发电厂2009年一整年采集的数据，预测该厂未来的年发电量。

问题二：根据你的预测分析，谈谈你对未来我国风力发电前景的看法。

13.风力发电的优惠政策 篇十三

第一，风力生产的电力，增值税减半征收。根据财政部、国家税务总局《关于部分资源综合利用及其他产品增值税政策问题的通知》（财税[2001]198号）规定，风力生产的电力减半征收增值税。

第二，进口关键零部件、原材料，进口关税和进口环节增值税先征后退。根据财政部、国家发展改革委、海关总署、国家税务总局《关于落实国务院加快振兴装备制造业的若干意见有关进口税收政策的通知》（财关税[2007]11号）附件，大功率风力发电机装备属于大型清洁高效发电装备，列入国务院确定的16个重大技术装备关键领域，对国内企业为开发、制造大功率风力发电机装备而进口的部分关键零部件和国内不能生产的原材料所缴纳的进口关税和进口环节增值税实行先征后退。财政部《关于调整大功率风力发电机组及其关键零部件、原材料进口税收政策的通知》（财关税[2008]36号）规定，大功率风力发电机组是指单机额定功率不小于1.2兆瓦的风力发电机组。从该文件附件《大功率风力发电机组进口关键零部件、原材料退税商品清单》看，各类进口关键零部件、原材料暂定退税年限1年~3年不等。

企业要享受进口税收先征后退优惠政策，须具备以下条件：1.具有从事大功率风力发电机组或其关键部件设计试制能力；2.具备专业比较齐全的技术人员队伍；3.有较强的消化吸收能力和生产制造能力；4.已有明确的市场对象和较大用户群；5.除控制系统、变流器、齿轮箱外，风力发电机组年销售量应在50台以上，叶片年销售量应在150片以上，发电机年销售量应在50台以上，企业在研制生产初期上述年销售量指标可作适当下调。

第三，进口自用设备，免征关税和进口环节增值税。风能电站建设经营、1.5兆瓦及以上风力发电设备制造被列入《外商投资产业指导目录》，风力发电、大型风力发电机组制造被列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》，根据国务院《关于调整进口设备税收政策的通知》（国发[1997]37号），在投资总额内进口的自用设备，以及按照合同随设备进口的技术及配套件、备件，除《国内投资项目不予免税的进口商品目录》所列商品外，免征关税和进口环节增值税。但是，自2008年5月1日起，进口单机额定功率不大于2.5兆瓦的风力发电机组，进口免税政策停止执行。投资项目在2008年5月1日以前批准的，进口免税政策也只能延续到2008年10月30日。

第四，使用风力发电技术，按15%的低税率缴纳企业所得税。根据《高新技术企业认定管理办法》（国科发火[2008]172号）附件《国家重点支持的高新技术领域》，风能为可再生清洁能源技术，属于新能源及节能技术，1.5兆瓦以上风力发电技术和风电场配套技术都属于高新技术，而根据企业所得税法相关规定，国家需要重点扶持的高新技术企业，企业所得税享受15%的低税率优惠。

14.连载15:风力发电技术 篇十四

关键词：风力,发电,节能技术

1 概述

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，以其蕴藏量巨大、可以再生、分布广泛以及没有污染等优势而在各国发展迅速。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。

我国可开发利用的风能资源为2.53亿kW，风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上，新疆、内蒙至东北和东南沿海两大主风带有效风能密度大于200W/m2，有效风力时间在70%以上。这些地区缺少煤炭及其他常规能源，更加适宜利用风力资源进行能源补充。因此，在节约能源的国际大环境下，积极发展风力发电是社会发展的必然趋势，也将对人类发展起到极其重要的意义。

2 工作原理

风力发电简单来说，就是把风能转变为电能，是风能利用最基本的一种方式。按照风力发电系统电能供给方式可以分为离网型风力发电系统和并网型风力发电系统两种。

离网型是指20kW以下的、独立在通信领域应用主要是离网型风力发电系统运行、用蓄电池储能的小型风力发电机组，通信用的风力发电系统都是离网型风力发电系统，如图1所示。

并网型风力发电系统是指常规电网风力发电机组，一般发电机组的额定功率均比较大。这种运行方式是采用同步发电机或异步发电机作为风力发电机与电网并联运行，并网后的电压和频率完全取决于电网。无穷大电网具有很强的牵制能力，也具有巨大的能量吞吐能力。并网后的风力发电机必须具有并网和解列控制，只有当风力发电机电压频率与电网一致时才能并网，当风力发电机因风速太小而不能输出电能时，就会从电网解列。

离网型风力发电系统的主要部件包括：

(1) 风力发电机组 (简称风电机组) ：与公共电网不相连，可独立运行的风力发电机系统。

(2) 耗能负载：持续大风时，用于消耗风电机组发出的多余电能。

(3) 蓄电池组：由若干台蓄电池经串联组成的储存电能的装置。

(4) 控制器：系统控制装置，主要功能是对蓄电池进行充电控制和过放电保护，同时对系统输入、输出功率起到调节与分配作用，以及系统赋予的其他监控功能。

(5) 逆变器：将直流电转换为交流电的电力电子设备。

(6) 直流负载：以直流电为动力的装置或设备。

(7) 交流负载：以交流电为动力的装置或设备。

为提高风电系统的供电可靠性，可设置柴油发电机组作为系统的备用电源和蓄电池组的应急充电电源。

离网型风力发电系统构成如图2所示，其基本原理就是通过风力机将风能转化为机械能，从而带动发电机发电，然后经过整流器得到稳定的直流电供给直流负载，直流电再通过逆变器输出三相交流电，供给三相交流负载。

风力发电机组独立运行是一种比较简单的运行方式，但由于风能的不稳定性，为了保证基本的供电需求，必须根据负载的要求采取相应的措施，达到供需平衡。对于l0kW以下的小型风电机组，通信行业主要采取风力发电机配以蓄电池储能的独立运行方式，如图2所示。

对于1kW以下的微型机组一般不加增速器，直接由风力机带动发电机运转，后者一般采用低速交流永磁发电机;1kW以上的机组大多装有增速器，发电机则有交流永磁发电机、同步或异步自励发电机等。经整流后直接供电给直流负载，并将多余的电能向蓄电池充电。在需要交流供电的情况下，通过逆变器将直流电转换为交流电供给交流负载。风力机在额定风速以下变速运行，超过额定风速后限速运行。

对于容量较大的机组 (如20kW以上) ，由于所需的蓄电池容量大，投资高，经济上不是很理想，所以较少采用这种运行方式。

3 主要特点和优势

与其他发电技术相比，风力发电具备如下特点：

(1) 风能是一种可再生能源，它取之不尽，用之不竭，同时是一种干净的自然能源，没有常规能源(如煤电，油电)与核电会造成环境污染的问题。

(2) 风电技术日趋成熟，产品质量可靠，可用率已达95%以上，已是一种安全可靠的能源。风力发电的经济性日益提高，发电成本已接近煤电，低于油电与核电。若计及煤电的环境保护费用与交通运输的费用，则风电的经济性将优于煤电。

(3) 投资规模灵活，土建、安装建设工期短。

(4) 安全：风电系统不需要易燃的燃料，只要设计合理和安装适当，系统具有很高的安全性。

(5) 非集中电网：小型分散的风力发电站可减少由于公用电网故障给用户带来的不良影响及危害。

4 注意事项及存在问题

(1) 在进行选址设计之前，应汇集及测量当地风能资源、其他天气及地理环境数据，包括每月的风速、风向数据、年风频数据、每年最长的持续无风时数、每年最大的风速及发生月份、韦布尔(Weble)分布系数等，了解当地是否适合采用风力发电系统。

(2) 需要储能装置：为了保证系统供电的连续性和稳定性，风电系统需使用蓄电池储能，蓄电池组增加了系统成本、规模和维护工作量。

(3) 需要定期维护、检修：风力发电机组旋转运动部件多，因此与太阳电池组件相比，风力发电机组定期维护、检修的工作量较大。

(4) 系统效率较低：风力发电机的风能利用率较低，蓄电池充放电时有能量损失，加之系统传输损耗等，使风力发电系统的总体效率不高。

5 适用场合和条件

(1) 风能资源较为丰富的地区;

(2) 市电资源缺乏的偏远山区、海岛等地区;

(3) 其他出于节能考虑的利用可再生能源的通信基站、视频监控点、接入网点等场合。

6 实际使用案例

目前，风力发电系统的应用主要还是在大型风力场并网使用，通信用的单一离网型风力发电系统的应用相对较少，一般来说，离网型风力发电系统都是与太阳能发电系统构成风光互补供电系统应用，因此，具体的实际使用案例，可以参考《中国电信节能技术蓝皮书》系列的《第16号风光互补供电系统》。

7 小结

在利用可再生能源方面，风力发电系统的技术和应用已经相当成熟和广泛，建议在响应国家节约能源的号召下，在风能资源较为丰富的地区积极推广应用风力发电系统。

参考文献

[1]中国电工技术学会编.电工高技术丛书 (第二分册) .北京:机械工业出版, 2000

[2]尹炼, 刘文洲.全国风力发电场培训教材风力发电.中国电力出版社, 2002

15.风力发电机运行维护分析 篇十五

关键词：风力发电；发电机；运行维护

为满足社会发展对电力能源的需求，风力发电作为一种新型发电方式，现在已经得到了更进一步的发展。在风力发电过程中，发电机作为核心组成部分，在根本上决定了发电效率，但是其在运行过程中经常会因为各种因素而出现故障，并且存在不同程度的机组老化现象。为了能够提高发电机运行效果，必须要结合其运行原理，对各项常见故障进行分析，并制定完善维护方案，采取合理的措施对其进行有效管理，降低各种因素对设备运行造成的影响。

1.风力发电机结构组成以及运行原理

风力发电机主要由辅助系统、传动系统、原动机部分、执行部分以及控制系统等组成，各部分之间相互协调，共同来保证设备的正常运行。风力发电机在运行时，主要完成两部分能量的转换，即风力机风轮捕获风能，并将其转化为风力机输出的机械能；发电机装置将风力机输出的机械能，转化为并网电网[1]。发电机组除了要完成对各项能量的转换，同时还要完成信息的传递，两个方面工作相互影响，保证风力发电机组可以保持在正常运行状态，进而提高发电效率，获取更多奖发电量。

2.风力发电机常见故障分析

2.1 发电机叶片故障

风力发电机组叶片主要起到将风能转换机械能的作用，然后通过发电机将其转换为电能，达到发电的目的。但是在发电机运行过程中，其需要长时间不间断运行，加速了设备的老化，并且设备各部件在长时间运行的状态下磨损情况加重，影响了叶片的正常运行。为了能够保证叶片更好的旋转，可以针对叶片部件叶片尖端旋转速度高以及扫风面积大等运行特征，对其厚度与弦长进行逐步递增的设计。增加了叶片厚度，可以提高结构的稳定性，即便是遭遇强风也不会弯曲或者折断，降低了叶片结构的消耗，并提高了发电效率。

2.2 发电机变流器故障

变流器作为风力发电机中重要组成部分，如果其出现故障，则会使得发电机不能正常运行。直驱式风力发电机与双馈式风力发电机中都存在变流器，目前我国风力发电主要使用的发电机为双馈式发电机，其在正常运行时，需要由两个变流器正常运行才可正常并网发电。受变流器的安装位置影响，在运行过程中经常会出现部件升温过高、电磁干扰以及灰尘淤积等情况，导致变流器产生过热、过电流以及过电压等问题，情况严重的甚至会因为超负荷而出现击穿或者烧毁等问题，影响发电机的正常工作。

2.3 发电机保护故障

发电机是风力发电活动中的核心组成，除了要与其他电气设备一样进行常规养护，另外还需要采取专门的保护措施，避免其受各因素影响而出现故障。就我国风力发电现状来看，风电机组容量在不断加大，相应的发电机规模也在不断加大，单一的维护措施已经不能满足其运行需求，如果缺乏密闭的保护措施，发电机会受到电磁影响而出现故障。另外，机组高速旋转运行也会加快机组内零件的磨损，当旋转产生离心力足够大时，机组的震动幅度也会随之增大，增加了发电机故障发生的概率。如果发电机组长期处于超负荷运行状态下，并且没有采取相应的措施对其进行保护，发电机会因为内部构件磨损严重，而出现部件断裂的情况，导致发电机不能正常工作。

3.风力发电机故障排除与维护措施

3.1 故障排除

3.1.1 确定故障原因

对于发电机组故障的排除，必须要明确故障发生的原因，在现场对设备结构进行全面检查，分析可能出现的故障，并将故障原因缩小到一定范围内。发电机在运行过程中会产生数据，应对各项数据进行整理分析，将其作为故障分析的数据支持，尤其存在异常的数据，将其作为设备故障的排查，确定问题发生的原因。工作人员对发电机组故障的排查，也可以为后期的养护管理工作提供依据，做到有的放矢，提高设备维护的有效性。

3.1.2 故障处理

在风力发电过程中，风能为不可控因素，为保证发电机组的运行安全，就需要对其进行极限值设定，一旦超过设定值就要进行复位处理，避免机组超负荷运行。另外，还应设置温度复位，对于长时间持续运行温度上升的机组，当达到设定值后进行关停处理，避免温度过高烧毁设备。同时，还应针对传感器误动作故障、设备误报故障以及风力发电机运行不可靠等方面采取相应的处理，通过有效的操作来减少故障发生的概率，提高发电机组运行的效率[2]。

3.2 发电机维护

3.2.1 日常维护

在日常生产活动开展中，需要结合发电机组运行原理，对常发生故障的部位进行重点管理，制定完善的维护方案，并选择专业能力强的维护人员参与工作，尽量将一切故障萌芽扼杀，提高设备运行的可靠性。首先，注意观察。对各项故障常发生部位进行重点观察，例如确定风力发电机内梯子与安全平台连接牢固程度，是否存在螺栓松动情况；液压站表计压力是否存在异常，以及旋转部件与转动部件之间是否存在磨损与失效等现象；确定扭缆传感器将拉环完好度等。其次，认真巡查。维护人员在巡查过程中着重注意各部件运行是否存在异常，并对存在故障的部位技术进行处理，另外还需要做好各部件的清洁工作。

3.2.2 定期维护

应结合发电实际情况，针对发电机运行状态制定定期维护管理方案，确定维护重点，如风力发电机联接件的检查，尤其要做好螺栓力矩的检查，保证各传动部件之间润滑性能处于优良状态。安排专业维护班组来负责发电机的巡查与维护，并落实责任制度，以此来保证维护管理工作的贯彻落实。

4.结束语

发电机是风力发电系统中的核心组成部分，为保证其运行效果，需要在了解其运行原理的基础上，针对常见故障进行分析，然后选择有效的措施进行管理，并以满足生产需求为目的，制定相应的管理方案，降低各因素对设备运行造成的不良影响，提高发电机运行的可靠性与稳定性。

参考文献：

[1]吕冠成.浅谈风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].电子制作，2014，10：217+216.