「风力发电系统」风力发电的优缺点

今天我们来聊聊风力发电系统,以下6个关于风力发电系统的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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风力发电机有哪些系统组成

组成风力发电系统的主要部件是塔架、发电机、齿轮增速器(一般为传动效率高的行星齿轮传动)、变桨偏航系统(按风力大小调整桨叶迎风面)、桨叶、联轴器、电控系统等。

风力发电技术采用空气洞力学原理，针对垂直轴旋转的风洞模拟，叶片选用了飞机翼形形状，在风轮旋转时，它不会受到因变形而改变效率等;它用垂直直线4-5个叶片组成，由4角形或5角形形状的轮毂固定、连接叶片的连杆组成的风轮，由风轮带动稀土永磁发电机发电送往控制器进行控制，输配负载所用的电能。

该技术原理根据空气片条理论，实际计算可选取垂直风机旋转轴的切面进行计算模型，按叶片实际尺寸，每个叶片的旋转轴心距离为N米;用CFD技术进行模拟气动系数计算，计算原理采用离散数字方法求解翼形断面的气动力，用网格方法对雷诺数流动涡量分布比较形成高雷诺数下对Navier-Stokes方程进行数字模拟计算的原理结果。

风力发电的系统运行原理是什么

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，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

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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。

通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

风力发电系统的介绍

本书共有4部分。第1部分介绍风力发电的历史和现状、电机和电力电子技术的发展、世界各国的电能质量规范及并网技术要求等；第2部分介绍丹麦、德国、瑞典、美国和印度等国在风电接入电力系统方面的经验、教训以及相关的风能预测、经济分析和独立系统等方面的成果；第3部分探讨风力发电大规模发展过程中的电网电压控制、功率传输以及电能管理等方面的问题和解决方案；第4部分研究并网系统中的风力机建模及风电对系统稳定性的影响。 本书可供进行风能开发利用的科技人员参考使用。

小型风力发电系统是怎样的？

小型风力发电机在风力发电的阵营里，有一群小小的娃娃兵——小型风力发电系统。小型风力发电系统因其身材小巧玲珑、投资少、见效快、适应性强等优点，深受人们欢迎。

小型风力发电系统正在成为一种新景观。家庭安装小型风能发电设备不但可以为生活提供电力，节约开支，还有利于环境保护。

小型风力发电系统同样是一个有一定科技含量的小系统，该系统由风力发电机、充电器和数字逆变器组成。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。缺一不可，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最大的获得风能；转体的功能使机头灵活地转动从而使尾翼能够调整方向；机头的转子是永磁体，切割磁力线产生电能。

风力机驱动的发电机一般都是低速发电机，在转速为几百转／分时就可以发电。发电机是永磁、三相的交流发电机。采用了滑环和碳刷结构，有效的预防了绕线现象。

在风的吹动下，风轮转动起来，使空气动力能转变成了机械能。因为风轮固定在发电机轴的一端，风轮的转动驱动了发电机轴的旋转，带动永磁三相发电机发出三相交流电。因为风速不断的变化使得发电机发出的电压和电流也随着发生忽高忽低的变化，输出的是13～25伏变化的交流电。这就需要由控制器来进行整流。经过控制器的整流，发出的电由交流电变成了具有一定电压的直流电，并向蓄电池进行充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。从蓄电池组输出的直流电，通过逆变器后变成了220伏的交流电，供给用户的家用电器。

小型风力发电机可以提供220伏交流电或24伏、36伏或48伏直流电，用于电视机、电风扇、洗衣机、电冰箱等家用电器的电力供应和家庭照明。

通常人们认为风力发电的功率风力发电机的功率是一样的，总想选购大一点的风力发电机，实际上这是不正确的。目前的风力发电机只是给蓄电池充电，而由蓄电池把电能储存起来，人们最终使用电功率的大小与蓄电池大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，更容易被小风量带动的小型发电机会比大的更合适，持续不断的小风会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时，人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200瓦风力发电机也可以通过大容量蓄电池与逆变器的配合使用，获得500瓦甚至1000瓦乃至更大的功率输出。

由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电能在一定条件下代替正常的市电。小型风力发电系统的应用非常广泛。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下学习；城市小高层楼顶也可采用小型风力发电系统。小型风力发电机在旅游景区、边防部队、学校乃至落后的山区，正在成为人们的采购热点。

风力发电的系统运行原理是什么

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，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 [2]

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。

通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

风力发电控制系统的简述

风力发电机组控制单元（WPCU）是每台风机的控制核心，分散布置在机组的塔筒和机舱内。由于风电机组现场运行环境恶劣，对控制系统的可靠性要求非常高，而风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计，应具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力，其系统结构如下：风电控制系统的现场控制站包括：塔座主控制器机柜、机舱控制站机柜、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。风电控制系统的网络结构如图1所示：1、塔座控制站塔座控制站即主控制器机柜是风电机组设备控制的核心，主要包括控制器、I/O模件等。控制器硬件采用32位处理器，系统软件采用强实时性的操作系统，运行机组的各类复杂主控逻辑通过现场总线与机舱控制器机柜、变桨距系统、变流器系统进行实时通讯，以使机组运行在最佳状态。控制器的组态采用功能丰富、界面友好的组态软件，采用符合IEC61131-3标准的组态方式，包括：功能图（FBD）、指令表（LD）、顺序功能块（SFC）、梯形图、结构化文本等组态方式。2、机舱控制站机舱控制站采集机组传感器测量的温度、压力、转速以及环境参数等信号，通过现场总线和机组主控制站通讯，主控制器通过机舱控制机架以实现机组的偏航、解缆等功能，此外还对机舱内各类辅助电机、油泵、风扇进行控制以使机组工作在最佳状态。3、变桨距系统大型MW级以上风电机组通常采用液压变桨系统或电动变桨系统。变桨系统由前端控制器对3个风机叶片的桨距驱动装置进行控制，其是主控制器的执行单元，采用CANOPEN与主控制器进行通讯，以调节3个叶片的桨距工作在最佳状态。变桨系统有后备电源系统和安全链保护，保证在危急工况下紧急停机。4、变流器系统大型风力发电机组目前普遍采用大功率的变流器以实现发电能源的变换，变流器系统通过现场总线与主控制器进行通讯，实现机组的转速、有功功率和无功功率的调节。5、现场触摸屏站现场触摸屏站是机组监控的就地操作站，实现风力机组的就地参数设置、设备调试、维护等功能，是机组控制系统的现场上位机操作员站。6、以太网交换机（HUB）系统采用工业级以太网交换机，以实现单台机组的控制器、现场触摸屏和远端控制中心网络的连接。现场机柜内采用普通双绞线连接，和远程控制室上位机采用光缆连接。7、现场通讯网络主控制器具有CANOPEN、PROFIBUS、MODBUS、以太网等多种类型的现场总线接口，可根据项目的实际需求进行配置。8、UPS电源UPS电源用于保证系统在外部电源断电的情况下，机组控制系统、危急保护系统以及相关执行单元的供电。9、后备危急安全链系统后备危急安全链系统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。安全链是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，机组脱网，从而最大限度地保证机组的安全。所有风电机组通过光纤以太网连接至主控室的上位机操作员站，实现整个风场的远程监控，上位机监控软件应具有如下功能：①系统具有友好的控制界面。在编制监控软件时，充分考虑到风电场运行管理的要求，使用汉语菜单，使操作简单，尽可能为风电场的管理提供方便。②系统显示各台机组的运行数据，如每台机组的瞬时发电功率、累计发电量、发电小时数、风轮及电机的转速和风速、风向等，将下位机的这些数据调入上位机，在显示器上显示出来，必要时还可以用曲线或图表的形式直观地显示出来。③系统显示各风电机组的运行状态，如开机、停车、调向、手/自动控制以及大/小发电机工作等情况，通过各风电机组的状态了解整个风电场的运行情况。④系统能够及时显示各机组运行过程中发生的故障。在显示故障时，能显示出故障的类型及发生时间，以便运行人员及时处理及消除故障，保证风电机组的安全和持续运行。⑤系统能够对风电机组实现集中控制。值班员在集中控制室内，只需对标明某种功能的相应键进行操作，就能对下位机进行改变设置状态和对其实施控制。如开机、停机和左右调向等。但这类操作有一定的权限，以保证整个风电场的运行安全。⑥系统管理。监控软件具有运行数据的定时打印和人工即时打印以及故障自动记录的功能，以便随时查看风电场运行状况的历史记录情况。

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