风力发电和光伏发电并网问题研究
摘要：风力发电和光伏发电属于是合理利用清洁能源进行发电，但同时也有着水力发电、火力发电，等非常规的能源发电特点，主要表现为风力发电和光伏发电，并入电网的电能呈现波动性，而大规模的风力发电和光伏发电会对电网的稳定性等多方面造成一定的影响。所以本文将基于风力发电和光伏发电的并网问题展开研究，去探索目前风力发电和光伏发电在并网过程中的主要问题及问题的解决措施，从而以实现更为稳定的风力发电或者光伏发电。
关键词：风力发电;光伏发电;并网问题;解决措施
引言：随着全世界范围内的经济迅速发展和人口的不断增长，以石油、煤炭为主的化石能源正在进一步被消耗，所以能源危机已经成为世界各国共同命题的研究课题。在使用化石能源的时候，也很容易造成环境污染，导致生态失衡，威胁人类赖以生存的自然环境。所以为了解决能源危机和环境污染，越来越多的国家会选择使用清洁能源，比如在我国就会选择以风力和光伏这两种清洁能源来进行发电。不过风力发电和光伏发电相较于其他发电方式而言，具有一定的波动性，所以会影响电网的稳定性。对此，为解决或优化风力发电和光伏发电的并网问题，基于此去展开研究讨论，具有明显的现实意义。
一、风力发电和光伏发电并网现状讨论
（一）风力发电并网现状及特点
风能属于可再生清洁能源之一，所以以风能去进行电能的转换去发电，具有明显的优势。在实际以风能进行电能转换的过程中，会要求相关人员通过专业设备、专业系统、专业技术等来促使风能可以实现循环持续的发电，但事实上由于风力资源本身具有独特性，作为人类是无法操控风力的，所以在实际以风力进行发电的过程中，很难去保证稳定的发电效果。而且就目前来说，风力发电技术还不够成熟，属于是初步发展层面，因此技术层面不到位也是导致风力发电效果难以控制的原因之一。不过综合来说，在如今的时代背景下，使用风能等清洁能源进行节能环保的发电是世界发展的大趋势，对此，我国也在风力发电这一研究项目中投入了很多的人力、财力、物力资源，所以在未来风力发电必然可以得到更好的发展。
（二）光伏发电并网现状及特点
光伏发电相较于其他能源进行电能的转换，最大的优势便是可以提高发电的效率，同时也可以进行无功功率和有功功率发电。而且以光伏进行发电，在实际应用过程当中是不需要去额外利用电池的，若执意将电池应用其中一方面会增加资金的消耗，另一方面电子本身会造成环境的污染和破坏，反而让光伏发电这一清洁发电方式受到影响。所以光伏发电的方式主要是通过将光能转化为电能，再将电能用变压器转变为符合电网等级的电压，最后在电网中进行传输。综合来说，光伏发电这一发电方式优势十分明显，既不会产生噪音，也能够实现国家环境保护的战略目标，而且光伏发电的操作难度并不高，所以目前我国正在不断的投入人员和资金进行光伏发电的深层研究。
二、風力发电和光伏发电在并网中的主要问题
（一）存在孤岛效应
在以风力或者是以光伏进行发电的过程中，可能会由于电网系统的维修或者故障产生孤岛效应，使得风力发电系统或者是光伏发电系统和和整个电网系统呈现出脱离的状态，如此便会产生孤岛效应。而在发电过程中产生孤岛效应之后，代表着发电系统中某一个区域会出现没有电流流通的表现，使得发电的总量很大，但用电却不够稳定，甚至还会影响到居民的用电安全性。想要解决发电过程中的孤岛效应，一般需要关闭相关发电设备，使系统能够重新给孤岛区域进行发电，但这样的方式依然会造成发电过程中的不良反应，特别是孤岛区域突然接通电路之后，电压会在短时间内上升到一个比较高的状态，对相关设备造成极大的电力冲击，让居民的用电安全性得不到保障。所以在进行光伏发电或者风力发电的时候，就需要去考虑到孤岛效应的存在，去解决孤岛效应问题。
（二）自然因素影响大
在以风力进行发电的过程中，由于风无法被人所操控，风速和风的方向都具有随机性不可控的特点，所以在发电过程中发电的频率输出的功率，其波动性都比较大，很容易造成电压频繁波动，甚至出现闪电的情况。那么究其根本，之所以会出现这样的情况，还是因为风力发电的基础输出功率不够稳定所造成的。因此在进行电力系统和风力发电系统并网之后，可能会在初期阶段出现电压谐波，并且如果在并网的过程中出现风速较快的情况，便很容易出现闪络问题，使得对电力系统的安全性造成重大影响。同理，光伏发电依然会受到自然因素的影响，因为天气、湿度、季节都是不可控的，而这些都会对太阳光造成影响，所以光伏发电的稳定性比较差，在并网之后也难以实现光伏发电的电能和其他电能进行融合。
（三）企业经济负担重
虽然在实际的发电过程当中，风力发电光伏发电，这两种发电方式的可靠性、稳定性都不够优秀，但是因为这两种发电方式都是以清洁能源转化为电能的方式进行发电的，所以符合目前的时代发展趋势，国家也比较推崇企业去进行这两种发电方式，所以对于企业而言，必然需要加强进行光伏发电和风力发电相关的研究，去实现风力发电和光伏发电的并网。但是这样的发展方向，一方面代表着电力企业需要投入更多的研发成本去进行新技术的研究，另一方面代表着电力企业可能会闲置传统的火力发电方式，让原本火力发电的投入成本成为了沉没成本。所以对于企业而言，进行风力发电和光伏发电，会使得短期内企业的经济负担得到加重。
三、风力发电和光伏发电并网问题的解决措施
（一）孤岛效应检测
风力发电和光伏发电并网后，为了保证供电的持续性，在进行电网系统维修或者出现故障的时候，就会自动确立自身与组网之间的联系，以满足人们的供电需求，但同时也会出现孤岛效应。考虑到孤岛效应的存在，可能会对人们的安全用电造成影响，甚至出现威胁人们生命安全的情况，因此在进行风力发电和光伏发电的时候就需要去提高孤岛效应的检测，以杜绝此类问题的出现。对此作为电力企业而言。首先要做的就是针对电网的运行情况提高监督，一旦出现相关问题，及时的做出应急预案，以保证电网的稳定性，保证人们的用电质量和用电安全。
（二）主网微网协调
考虑到风力发电和光伏发电存在着自然因素的影响而导致发电效果不好，发出来的电能也很难在并网过程中与其他电能进行融合，那么在这样的情况下，为了避免不稳定的电能对电网系统造成的影响，就需要做好主网和微网之间的协调。对此电力企业有必要去找到针对主网、微网的合适发展方式，通过全新的理念和方法对电力系统的稳定性进行全方位的分析和研究，去提高风力发电和光伏发电相关的核心技术，以保证风力发电和光伏发电可以更加稳定。
（三）完善发电系统
虽然基于光伏发电和风力发电展开研究，会使得电力企业短期内的经济负担增重，但是从长期发展的角度而言，这样的选择无疑是正确的选择。因此为保证电力企业在进行风力发电或者光伏发电的过程中经济负担能够相对降低，必然是需要尽可能的去完善现有的发电系统，去研究出更加优良的新式配电体系，以保证配电网络在运行的过程中具备安全性，环保性以及经济性。
四、结束语
总的来说，通过研究风力发电和光伏发电的并网问题，本人发现目前风力发电和光伏發电存在的问题有：一是会存在孤岛效应，二是自然因素会影响到发电质量，三是这两种发电技术的研究会增加电力企业的经济负担。那么为解决以上三点问题，本人提出的解决措施是加强孤岛效应的检测、进行主网和微网的协调，尽早完善发电系统的研发和建设。
参考文献：
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作者简介：薛昱民性别男，出生年月1995.04.07，民族汉，籍贯山西朔州，邮编，学历大专，职称;工程师，研究方向：风电光伏，
作者：薛昱民
【摘 要】本文通过对风力发电以及光伏发电并网中存在的问题进行分析，并提出一些措施，期望能更好的促进风力发电并网的发展应用。
【关键词】光伏发电;风力发电;并网问题
引言
光伏发电作为一种新型的分布式能源，已越来越被社会认可，其原理是将太阳辐射直接转化为电能的一种发电方式。主要由太阳电池板及组件、控制器、蓄电池和逆变器组成，所发出的直流电经过逆变器转化为与具体要求相一致的交流电之后，直接接入公共电网。虽然光伏发电具有出入电网灵活、改善电力系统的负荷平衡、降低线路损耗等特点，但是由于光伏发电的方式与传统的发电方式不同，在光伏并网发电后还存在种种不确定问题。
一、太阳能光伏发电技术的原理
太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，也被称为光伏电池，太阳能电池的发电原理是光生伏打效应。当太阳能电池上受到太阳光或者其他光照射的时候，电池就会对光能进行吸收，从而形成光生电子—空穴对。光生电子和空穴在电池内建电场的作用下被分离，异号电荷的积累出现在电池两端，所谓的“光生电压”就会产生，这就是太阳能发电的原理“光生伏打效应”。光伏系统发出的直流电通过一系列控制、逆变、保护、检测等手段并入电网。太阳光能也就被转化成了能够用于生产和生活当中的电能。
二、风力发电和光伏发电并网过程中所存在的问题
(一)孤岛效应
所谓孤岛效应，就是如果电力企业在实际供电的过程中由于维修以及出现故障而使电力出现了中断的现象，那么用户端的发电系统却不能够及时地对这种停电行为进行检测，从而将自身切离市电网络，进而将周围的光伏以及风力发电网络形成一种脱离电力企业掌控的一个孤岛，而出现这种情况的频率也会随着光伏以及电力发电量的增大而增大。如果出现了这种孤岛效应，那么就很可能对电力企业线路的维修以及工作人员造成威胁;使配电系统中的保护开关动作程度受到影响，并很可能会由于出现较大的冲击电流而对电力系统中设备的安全运行造成威胁;因为孤岛区域所存在的频率以及电压的波动性使系统设备受到危害等等。
(二)光伏并网发电输出功率不稳定问题
光伏并网发电原动力的可控性不强，其不能根据负荷需求来调整自身的发电出力，随着天气、季节、日照、温度等自然因素的变化其发电状态以和输出功率也会作出改变，这就决定了光伏并网发电系统所输出功率带有明显的波动性和间歇性特征。基于电网整体考虑，并网运行的光伏发电是一个具有随机性扰动的电源，其随机不确定性会对电网的可靠运行产生影响。
(三)光伏并网发电引发谐波污染问题
逆变器是光伏发电系统的核心部件之一，它是电力电子技术发展的产物，其本身就是一个高次谐波源。光伏并网发电系统在通过逆变器将直流电能逆变转换为交流电能的过程中会产生大量高次谐波分量，这会给电网带来谐波污染问题。在实践过程中，光伏并网发电时，应按规定方法对公共连接点产生的谐波电压和电流应进行测量，若无法满足国家标准，则可通过加装滤波装置来解决谐波问题。
(四)光伏并网发电存在无功补偿问题
光伏发电并网系统向公共电网输出的基本上为功率因数较高的纯有功，这将无法满足电网对无功的要求，会影响电压质量，增加线损。因此，基于保证供电质量考虑，光伏发电并网系统应配置适当的无功补偿装置。
三、光伏并网发电技术应用问题解决策略
(一)逆变器技术的应用
对于光伏并网发电系统而言，其核心是并网逆变器，需要用专门的逆变器以保证其输出的电能满足并入电网对电压、频率等主要性能指标的要求。所以在光伏并网发电应用过程中，必须注意逆变器的选择，逆变器需满足相应的性能要求，包括能在最大功率点条件下工作，在运行过程中输出正弦波电流，在日照幅度或者负载变化较大时仍能高效运行，同时体积小、可靠性高，在日照时能够单独供电等。目前逆变器种类很多，单级逆变器具有结构紧凑，元器件少，损耗更低，逆变器转换效率更高，更易控制，成本较低等优点。
但在最大功率点的跟踪上，单级逆变器无独立的控制操作，使系统整体输出功率降低，并且对直流输入要求较高。因此，为了降低系统成本，增大系统效率，往往采用DC-DC变换器形式的两级转换结构，能够实现对最大功率点的追踪，测试其最大功率点。
(二)光伏发电系统
太阳能发电系统由太阳能电池板(方阵)、充放电控制器、逆变器、蓄电池、太阳跟踪控制器和交流配电柜等设备组成。光伏发电系统建设之前，应先预先规划，进行输出电压、电流和功率计算以及蓄电池容量设计，做好最大功率点追踪控制和逆变控制。
在光伏方阵里，注意监测热斑效应，它有可能导致整个发电系统瘫痪。充放电控制器是防止蓄电池过充电和过放电的设备。通过控制蓄电池的充放电电压和电流，合理对负载输出电能。市面上有以单片机为核心的光伏充放电控制器出售，成本低，可靠性高，它对太阳能电池板电压、蓄电池电压、充电电流、环境温度等参数检测判断，控制开关管的通断，实现充放电控制和保护功能。我国目前太阳能发电系统使用的蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。研究表明，基于电流调节的蓄电池充电控制策略可充分利用光伏电能，尽快提升蓄电池的荷电状态。系统全年运行结果表明，分组管理有利于改善蓄电池处于欠充电状态，有效延长其使用寿命。
(三)升压系统设计
太阳能光伏发电并网技术所产生的交流电为额定380V，这便需要通过升压系统升压后才能使其入网，升压系统在设计过程中需要合理选择升压变压器，升压变压器的选型要根据太阳能光伏发电系统的发电量来决定，箱型干式变压器在太阳能光伏发电并网技术设计中的应用十分广泛。升压变电站在设计过程中一般都由上下两层组成，上层主要作为放置逆变器监控屏的逆变室，而下层主要作为升压系统的配电室，为了满足太阳能光伏发电系统并网技术的实际需求，升压变电站需要合理设置高低压进线柜，同时还需要设置计算机监控系统对升压变电站的运行情况进行实时监测，也可以根據系统设计要求实现多路逆变器在内部控制下的同步运行，这对提高太阳能光伏发电系统中逆变器的使用寿命有着重要作用。
(四)防雷接地设计
雷电是大自然中一种十分常见的自然现象，但是太阳能光伏发电系统受到雷击，其会严重损坏太阳能光伏发电系统的部分组件或全部组件，因此，太阳能光伏发电并网技术在实际应用中必须进行防雷接地设计，避免系统在雷雨天气中受到雷击而损毁。一般都是在升压变电站的屋顶或光伏电池组件等部位安装避雷带，避雷带在选择过程中以环形为主，并要设置独立引下线，电气设备在安装过程中必须安装接地装置，针对变压器等电气设备需要设置外壳接地，这对提高太阳能光伏发电系统在运行中安全性有着重要作用，同时也对工作人员的操作起到很好的保护作用。
(五)夏季电池组件的清洗
夏季电池组件表面污垢主要以鸟粪等顽固污垢组成，用水冲洗不足以彻底清除，因此在鸟粪等顽固污垢较多时需要配合人工擦拭，可根据现场实际情况进行，因光伏组件的转换效率与温度有直接关系，温度越高转换效率越低，夏季加强水冲洗次数，也可以适当的降温，增加发电量，但应避过中午等温度过高的时间，以防止组件因热胀冷縮造成的损坏，清洗次数应在2次，应最少有1次人工擦拭清洗。
(六)光伏电站的运维管理
为了加强公司的规范化管理，完善各项工作制度，提高发电量，降低设备损坏率，根据国家有关法律法规及公司制度。公司对光伏电站制定如下管理措施：
(1)加强光伏电站安全生产的监督检查管理，坚持“安全第一、预防为主”的方针，签订各级安全目标责任书，严格执行《安全管理制度》，防止伤亡和其他安全事故发生，切实保证光伏电站运行顺利进行。
(2)加大监盘及巡检力度，对设备进行严格控制，时时掌握设备运行情况，保证设备正常运行。
(3)做好备品备件的采购工作，做好备品备件工作是及时
消除设备缺陷，防止事故发生后，缩短事故抢修时间、缩短停运
时间、提高设备可用效率，确保机组安全经济运行的重要措施。
(4)做好电站的日常维护工作，制定定期工作安排表，对站内设备每周，每月开展清扫，检查工作。
(5)定期开展隐患排查工作，查找设备缺陷，消除设备缺陷。
(6)合理安排计划性检修、预防性检修、及故障处理。
结束语
我国的太阳能光伏发电和国外发达国家相比，依然存在一些问题，如：产业链不完整、生产规模小，硅材料紧缺，技术水平低，平衡设备薄弱落后，标准规范不健全等。21世纪人类面临的覆大课题是可持续发展问题与绿色能源，对现有能源的充分合理利用同时开发新能源，已经得到各国政府的极大重视。太阳能发电作为一种取之不尽、用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。
参考文献：
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作者：朱川升
纵观世界范围，能源形势不容乐观，煤炭资源日益匮乏，以目前的消耗速度来看只能支撑到2050年;石油资源价格不断飙升，世界范围内的石油争夺愈演愈烈;环境问题又不容忽视地成为了全球各国普遍关注的问题。
电能作为一种二次能源受到了普遍青睐，但是电能的生产对一次能源的消耗量相当巨大，寻求一种清洁的一次能源来发电就逐渐受到了普遍关注。风能发电也就应运而生。
一、风能利用的历史及现状
空气流动形成了风，而空气流动是由地球自转和地球不同的纬度温差形成的。流动的空气所具有的动能称为风能。人类很早就开始使用风能了，公元前200年就有人类利用风能的记载;19世纪前，社会生产力很低，风能的利用占有重要地位，至19世纪初，北欧一些国家对风能的利用率占总能耗的30%左右。第一次世界大战后，丹麦仿造飞机的螺旋桨制成了二叶、三叶高速风力发电机并网发电;第二次世界大战后，工业复苏，能源短缺，各国又重新重视风能，在1900—1960年间，丹麦又制造了10—220KW各类型风力发电机，并网发电;1973年发生了世界性石油危机，世界上工业发达国家率先重视起风力发电;1976年，前西德设计制造了3000KW大型风力发电机;加拿大在1983年也研究制造了3800KW大型风力发电机。进入21世纪，数兆瓦级风力发电机已投入商业化运营。
风能资源量大质优，风力发电优势突出;据测算，只需地面风能的1%就能满足全球的发电量需求，而且风力发电对环境无任何破坏，因此，风力发电有着得天独厚的优势。
二、风力发电机组的结构及分类
风力发电机组是实现将风能转化成电能的设备，其主要部件包括风轮、齿轮箱、发电机、自动控制装置及塔架等。风轮将风能转化为机械能，它由气动性能优异的2—3个叶片装在轮毂上组成，低速转动的风轮通过传动系统由齿轮箱增速，将动力传递给发电机。风力发电机按风轮旋转轴的方向不同可分为水平轴和垂直轴两大类，目前大型风力发电机多为水平轴。
三、风力发电机组的调速装置
风能是一种不稳定的能源，风速时大时小，其随机性很大，所以风力发电机风轮的转速在随风速不断变化，风轮转速的不断变化又使风力发电机的输出功率、电压频率也不断变化。为了使风力发电机的输出功率、电压频率稳定在一定的范围内，就必须使风轮转速稳定在一定的范围内，因此风力发电机需要调速装置。
风力发电机的设计者们设计了多种调速装置，其作用有两点：一是当风速大于风力发电机的额定风速时，减少风轮的迎风面积，以减少风能的吸收量，稳定输出功率;二是当风速大于停机风速时顺桨停机。目前水平轴风力机的调速方式主要有定桨距和变桨距两种:定桨距调节指叶片与轮毂的连接是固定的，叶片安装角不能随风速变化，但叶片尖端的一部分可以转动，当风速超过额定风速时，叶尖部分向上转动对风形成阻力，使风轮转速减小，以减小风力发电机的输出功率;变桨距调节指安装在轮毂上的叶片可以转动，即叶片安装角可随风速变化，当风速超过额定风速时，叶片安装角增大，风轮迎风面积减小，以减少风能吸收，从而减小风力发电机的输出功率。两种调速方式各有利弊，定桨距调节结构简单，故障率低，但调节能力差;变桨距调节风能利用率高，调节能力强，但结构复杂，故障率高。
四、风力发电机组的自动控制装置及发电机
自动控制装置是风力发电机组的关键部件，控制风力发电机组的工作功能及安全保护功能，当风速达到启动风速时，风力机自动启动并带动发电机运转，当风速达到有效风速时发电及输出电力，当风速达到额定风速时发电机输出额定功率，若此时风速继续增加，控制装置将通过调节风轮转速来调节发电机的输出功率，当风速上升到超过风力机的安全风速时，控制装置将使风力机自动停机;待风速下降到安全风速以下，控制装置将重新启动风力机。
风力发电机组的发电机可采用直流发电机、同步发电机、异步发电机等多种形式。直流发电机常用于小型风力发电机组，同步发电机和异步发电机在大、中型风力发电机组中广泛应用;同步发电机能够提供自身的磁场电流，但成本高、并网复杂;异步发电机当转速超过其同步转速时以发电机形式运行，向电网输送有功功率，但需要从电网吸收无功功率建立磁场，不具备电压及无功调节能力，异步发电机结构简单、成本低、易并网、无震荡，在大型风电场中多采用。
五、风力发电存在的问题
风能是可再生、无污染的清洁能源之一，但风力发电目前还存在一些问题。
首先，发电成本高，其主要原因是风力发电机的生产制造成本及风力发电机的运行维护费用较高。其次，电能品质不稳定，由于风能的不稳定性导致风力发电机的输出功率不稳定。再次，并网影响，当电网中并入的风电容量达到一定比例时会引起系统的电压波动及闪变，并网瞬间会产生较大的冲击电流，此外，风电并网还会引起谐波污染。
六、风力发电前景广阔
随着社会的发展，科技的进步，人类对风能的认识不断深化，风力发电存在的问题也将逐步得到解决;风力发电具有的极大潜力将部分满足全球剧增的电力需求。风力发电作为发展前景最大的可再生能源发电品种，受到世界各国的重视。我国的风力发电在20世纪70年代起步，在大型风电机组的自主研发、风电机组零部件的检测手段、风电机组认证体系等方面与发达国家还存在很大差距，但经过几个五年计划的科技攻关，我国的风电机组整机及零部件制造技术、风电场选择及建设技术等方面都取得了长足的进步。可以预测，随着风电产业和技术的快速发展，风力发电将成为我国可再生能源中极具商业化发展前景的一种新能源，是成本最低的温室气体减排方案之一。
作者：谭敏
班级：材料工程111 学号：205110137 姓名：张宇
摘要：本文对中国风能现状及资源分布，近年来中国风力产业的发展状况以及复合材料在风电叶片上的应用进行论述。
关键词：风力发电;发展状况;复合材料;风电叶片
Abstract:This review concerns about the stituation and resource distribution of windy energy in China,the development status of chinese wind power-generation enterprises and the application of composites in wind power-generation.
Key words:Wind power-generation;Development status;Composites;Wind turbine blade 引言
社会经济的持续发展导致能源消耗不断增加，我们正面临日益严峻的能源形势。全球范围的石油、天然气能源逐渐枯竭，环境恶化等因素迫使我们寻找更加清洁、可持续发展的新能源，风力发电应运而生。中国风能资源非常丰富，主要集中在三北地区及东部沿海风能丰富带。
风力发电产业市场巨大，竞争激烈。据估计，2006到2010年之间，我国风电叶片的需求量大约在7000多片，2011到2020年的需求量则将达到惊人的50000片。巨大的市场前景使得目前风机行业的竞争空前激烈。整机方面，目前国际市场格局已初步成型。2005年全球超过75%的市场份额被丹麦Vestas、西班牙Gamesa、德国Enercon和美国GE WIND四家企业占据，新进入企业的生存空间不大;国内的整机生产企业中，新疆金风、浙江运达、大连重工集团、东方汽轮机厂等几家的市场前景被业界看好，这其中又以新疆金风科技在国内品牌中的市场份额最大。叶片市场的情况与整机基本类似，单是丹麦LM Glasfiber公司一家就占据了国际市场40%以上的份额，其产品被GE WIND、西门子、Repower、Nordex等公司全部或部分采用;另外Vestas和Enercon公司也拥有各自的叶片生产部门。国内的叶片生产企业主要有中航保定惠腾、连云港中复连众复合材料集团等。
风电叶片作为风力发电机组系统最关键、最核心的部件之一.叶片的设计及其采用的材料决定着风力发电机组的性能和功率，也决定着其电力成本及价格。复合材料在风力发电上的应用，实际上主要是在风电叶片上的应用。风电叶片占风力发电整个系统成本的20%到30%。制造叶片的材料工艺对其成本有决定性影响，因此材料的选择、制备工艺的优化对风电叶片十分重要。
1.中国风能资源及其分布
1.1中国风能资源
据有关研究成果预测，我国风能仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位，理论储32260GW，陆地上离地10m高可开发和利用的风能储量约为2.53亿kw(依据陆地上离地10m高度资料计算)，近海(水深不超过10米)区域，离海面10米高度层可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW，共计10亿kW，风能资源非常丰富。
1.2中国风能资源分布
风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及“三北”(东北、华北、西北)地区。另外，内陆也有个别风能丰富点，海上风能资源也非常丰富。“三北”地区包括东北3省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省自治区近200km宽的地带，风功率密度在200~300W/m2以上，有的可达500W/m2以上，可开发利用的风能储量约2亿kW，约占全国陆地可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场。包括山东，广西和海南等省市沿海近10km宽的地带，年有效风功率密度在200W/m2以上，沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上，风功率密度线平行于海岸线，可开发利用储量为0.11亿kW，约占全国陆地可利用储量的4%。东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线1800km，岛屿6000多个，大有风能开发利用的前景。
2.近年来中国风电产业发展
2.1产业发展现状
2000至2009年10年间，中国风能产业飞速发展，风能累计装机的容量平均的怎张速度高达72.8%。从2005年起，总装机容量的增长速度超过了100%。截止到2009年12月31日，中国(不含台湾省)风电累计装机超过1000MW的省份超过9个，其中超过2000MW的省份4个，分别为内蒙古(9196.2MW)河北(2788.1 MW)辽宁(2425.3MW)吉林(2063.9MW)内蒙古2009年当年新增装机5545MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。
从风电零部件制造方面来看，据统计，2004年中国仅有6家风力涡轮机制造商，2009年这一数字已提高到80家以上。已开始生产的内资叶片企业52家，轴承企业16家，齿轮箱企业10家，变流器企业12家，塔筒生产企业则有近100家。其中，叶片制造企业中复连众、中材科技年供货已超过500套，中航惠腾年供货超过2000套;轴承制造企业洛轴、瓦轴、天马等已具备批量主轴轴承生产供应能力齿轮箱制造企业中南高齿年产超过3000台，大重减速机超过2000台、重齿超过1000台;
从风电整机制造方面来看，2009年，华锐风电、金风科技和四川东汽继续保持市场前“三甲“的位置，华锐新增装机34.5万kW，金风新增装机272.2万kW，东汽新增装机203.5万kW。联合动力以装机容量768MW，占中国新增市场5.6%的优势，排名全国第四。随着国产整机产能释放及零部件配套能力增强，产业链瓶颈将消除，产业发展迅速;风电设备市场呈现寡头垄断格局，避免了市场无序竞争，有利于领头企业做大做强。2009年我国新增风电装机及累计装机排名前10名制造企业市场份额。内资变流器制造企业供应能力增强，质量获得客户认可。可见，国内风电零部件产业发展的繁荣景象。
2.2国家的优惠政策
中国颁布的政策主要从两个方面扶持风电行业，一方面是通过财政补贴、电网全额收购、确定风电并网价格，以保证风力发电项目合理盈利，从经纪商进行促进;另一方面是在国内市场启动的同时，扶持风机制造业发展，为中长期的风电产业发展奠定基础。归纳为一下四大点：
(1) 风电全额上网
2006年1月1日开始实施《可再生能源法》。该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便，并全额收购符合标准的可再生能源电量，以使可再生能源电力企业得以生存，并逐步提高其能源市场的竞争力。
(2) 财税扶持
考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高，《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金为加快技术开发和市场形成提供援助，为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款，对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。
(4) 上网电价
当前风电定价采用特许权招标方式，导致一些企业以不合理的低价进行投标。风电特许权招标先后作出了三次修改，总的看来，电价在招标中的比重有所减少;技术、国产化率等指标有所加强;风电政策已由过去的注重发电专项了注重扶持中国企业风电设备制造。目前，有关部门正在抓紧研究风电电价调整的具体办法，调整的原则将有利于可再生能源的开发，特许权招标的定价方式有可能改变，2008年1月第五期风电特许权招标采取中间价方式，就是一个最新的尝试和探索，避免了恶性低价的竞争局面，有助于风电电价开始向理性回归，有利于整个风电产业的发展。
(4) 国产化率要求
2005年7月国家出台了《关于风电建设管理有关要求的通知》，明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上，为满足要求的风电场建设不许建设，进口设备要按章纳税。2006年风电特许权招标原则规定：每个投标人必须有一个风电设备制造商参与，而且风电设备制造商要向招标人提供保证供应复合75%国产化率风电机组承诺函。投标人在中标后必须并且只能采用投标书中所确定的制造商生产的风机。在政策扶持下，2007年风机国产化率已经达到56%，2010年风机国产化率也达到85%以上。
2.3风电产业发展趋势
我国海上资源丰富，发展海上风电，将依托于风能资源丰富的海域，同时以“建设大基地、融入大电网”的方式进行整体规划和布局。目前，我国海上风电开发已经启动，国内对大容量风电机组的需求也在增加，国内风电制造企业纷纷开发大容量海上风电机组。华锐、金风、东汽、联合动力、湘电、明阳等都已开始5MW及以上风力发电机组研发。相信随着整机及零部件技术的不断进步，大容量海上风电的规模化化发展。
3.复合材料在风电叶片上的应用
风力发电装置最核心的部分是叶片，叶片的结构与性能将直接影响到风力发电的效率及性能。风电叶片的成本占整个风力发电装置成本的20%左右，因此采用廉价、性能优异的复合材料成为了许多企业研究的方向。现在使用比较多的复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂，局部采用玻璃纤维或者碳纤维增强环氧树脂作为主承力结构。
3.1碳纤维增强复合材料及其优点
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料。它的比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MP以上，是钢的7~9倍。抗拉弹性模量为材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大。碳纤维的轴向强度和模量高、无蠕变。耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。
使用碳纤维增强复合材料能大幅度减少叶片的重量 ，而且比一般的玻璃纤维的增强体模量高3到8倍，可以用于大型风机叶片。碳纤维复合材料具有优异的抗疲劳特性，与树脂混合后能够抵抗恶劣的天气条件。
3.2TM玻璃纤维增强复合材料
TM玻璃纤维具有高强度、高模量的性能，具有较高的抗拉强度、弹性模量、耐疲劳强度、耐性和耐化学腐蚀性。其密度为2.59-2.63g/cm3，拉伸强度为3000~3200MPa,模量为84～86GPa。是大型风电叶片的首选，但是其密度相比于上述的碳纤维增强体要高，所以其缺点是重量太大。TM玻璃纤维中不含硼和氟，是一种环保型的材料。
4.结论
我国是最早利用风能的国家，国家对风能这种清洁的可再生能源的高度重视，新型复合材料在风电叶片上的应用有利于风电产业的发展，我国风电业将进入一个崭新的大规模高速发展阶段。
参考文献 [1] 钟方国，赵鸿汉.风力发电发展现状及复合材料在风力发电上的应用[J]. 纤维复合材料，2007，(4)：17-24. [2] 杨文宏，高克强，薛忠民等.复合材料风电叶片用增强材料[C]. //玻璃钢/复合材料学术年会. 2010. [3] 戴春晖，刘钧，曾竟成等.复合材料风电叶片的发展现状及若干问题的对策[J]. 玻璃钢/复合材料，2008，(1)：53-56. [4] 秦明，张坤，郭靖.中国风电产业发展综述[C]. //经济发展方式转变与自主创新-中国科学技术协会年会. 2010. [5] 李祖华.风力发电现状和复合材料在风机叶片上的应用(1)[J]. 高科技纤维与应用，2008，(2):：8-33. [6] 钟方国，赵鸿汉.风力发电发展现状及其复合材料的应用[J]. 热固性树脂， 2006：16-21.
据专家估算：全球风能1700太瓦，大洋、高山和保护区域的风力是采集不到的，除去这些以及一些风力达不到开发要求的地区，依然有40～85太瓦的风能，目前世界只利用了0.02太瓦的风能。风力发电是风能利用的主要形式，风力发电成本低于其他新能源，并有进一步降低成本的可能;风力发电是最清洁最安全的，目前世界风力发电发展速度超过其他新能源发展，未来风力发电很可能成为全球电力的主要来源之一。据我国专家估算，我国可开发利用风能至少十几亿千瓦，快速推进风力发电是我国实现减排目标的必要途径之一。
根据美国发布的可再生能源标准(RES)，到2012年美国可再生能源占10%，2025年占25%。2004～2008年美国新安装风力发电机新增风电年均增长率为29%。2008年新增风电占新增可再生能源的42%。美国政府承诺长期支持风力发电，投资数十亿美元制造风电涡轮机和建设智能电网， 2009～2029年安装风力发电机将每年新增风力发电能力4亿瓦～16亿瓦，到2030年风力发电总容量累计增加到305亿瓦，届时风力发电满足电力需求的20%。欧盟风力发电装机总容量56535兆瓦。丹麦风力发电占本国电力的20%，西班牙占13%，葡萄牙占12%，爱尔兰9%，德国8%。德国规划到2020年可再生能源发电占25～30%，德国于1991年制定法律鼓励发展可再生能源，主要是风力发电，德国风力发电涡轮机生产能力占世界22%，未来几年内将在海岸建大型风力发电场。
2006年我国风电装机总容量仅2588兆瓦，2008年增加到12121兆瓦，年均增长率为116%。据中国风能协会预测， 2010年我国风电总装机容量达20亿瓦，2020年达到80亿瓦，2030年达到180亿瓦，2050年达到500亿瓦。我国政府将强力支持建设智能电网，解决风电输送问题，未来风电将成为我国电力的主要来源之一。
一台大型风力发电涡轮机需要稀土2吨，铜5吨，铝3吨，钢300吨; 3兆瓦大型风机转子叶片长约54米，玻璃纤维/碳纤维混合增强复合材料叶片最轻的达13.4吨，单只叶片需要玻璃纤维和碳纤维约6吨。2009年我国风电装机总容量已经达到22亿瓦，根据我国风电发展规划，到2020年风电装机总容量达到80亿瓦，需新增风电装机容量58亿瓦，若以3兆瓦风力发电涡轮机计算， 2010～2020年期间我国需要新安装大型风力发电涡轮机19333台，累计需要稀土金属4万吨，铜10万吨，铝6万吨，钢600万吨，玻璃纤维和碳纤维约36万吨。到2030年风电装机总容量达到180亿瓦，需新增风电装机容量122亿瓦，已3兆瓦风力发电涡轮机计算，2020～2030年我国需要新安装大型风力发电涡轮机40666台，累计需要稀土金属约8.2万吨，铜20.33万吨，铝12.19万吨，钢1219.98万吨，玻璃纤维和碳纤维约73.2万吨，所需稀土主要是钕，用于生产稀土永磁材料。2009年我国风电装机总容量已经超过2010年的规划目标，估计我国风力发电规模会远远超过规划目标，2010～2020年期间我国风力发电行业对稀土金属实际需求量很可能是按规划估算需求量的2倍以上，对玻璃纤维和碳纤维实际需求量是估算的2倍多。为此建议国土资源部相关部门应充分调查我国风力发电行业现状和发展计划，准确的估算我国风力发电行业对稀土金属等产品的需求量，以保证正确控制稀土金属及其氧化物生产总量，为风电行业发展提供足够的高质量的矿物原料。
1. 风力发电机主机及风叶：主要发电核心，通过风叶旋转带动风力发电机转子旋转切割磁力线，从而把旋转动能转化成电能。
2. 控制器：通常风力发电机发出的电为不稳定三相交流电，如果直接使用会造成用电器的损坏，控制器的作用除了把风力发电机发出的不稳定三相电通过整流输出可以给蓄电池充电的直流电，同时控制器也实时检测风力发电机与蓄电池的电压，避免风力发电机在大风时电压过高导致损坏，也防止蓄电池由于过充导致损坏。
3.蓄电池：储存风力发电机发出的电力以便在需要时使用。
4.逆变器：把蓄电池里的直流电转换成交流电供给交流负载使用。(直流负载不需要逆变器， 可以直接接蓄电池使用)
5.塔架：帮助支撑及固定风力发电机到地面或任何足够牢固能安装风力发电机的介质。
6. 太阳能板(选配)：由于风力资源属于不稳定的自然资源，在部分地区单单依靠风能发电不能完全满足客户的用电需求。此时客户可以按照需求结合太阳能发电，把系统打造成风光互补系统，科学使用各种自然资源有效增加系统发电量。
风电场建设施工
时间2010-07-07
一、风电场建设施工前期准备
1项目报建风电场项目可行性研究报告经批准后
按照《工程建设项目报建管理办法》规定具备条件的
需向当地建设行政主管部门报建备案。
2编制风电场建设计划
2.1 风电场建设单位在风电场可行性研究报告已获批准
建设资金筹措计划已基本落实
风电场设计已开始进行时
要尽快组织力量编制建设计划
科学、有序的安排工程项目和有关工作高效协调进行
以控制和掌握风电场建设大局
落实风电场分期建设计划和总体规划。
2.2 编制风电场建设计划
要在保证质量和安全的前提下
以工程进度计划为主
完成包括建设准备工作计划、投资计划、物资供应计划、运输计划、劳动培训计划、成本计划等配套计划的编制。
3委托建设监理
3.1 风电场建设涉及到风力发电、输变电、建筑、道路等工程
是一项多专业多学科的系统工程
建设单位要依靠自身的力量管理好风电场建设是比较艰巨和吃力的工作
3.2 委托有相应资质、满足专业需求的监理单位
代表建设单位
依据国家有关法律法规和工程建设监理合同、工程建设的各有关合同
对风电场工程项目实施监理。
4项目施工招标
4.1 建设单位根据建设风电场目标项目的建设地点、投资目标、任务数量、质量标准及工程进度等等
通过发布广告或邀请函的形式使自愿参与工程施工的承包商按建设单位的要求投标
建设单位根据投标报价高低、技术水平、施工能力、工程经验、企业管理水平、财务状况和企业信誉程度等对其进行全面分析、综合评价、择优选定中标单位 并与其签订合同。
4.2 施工招标文件主要内容
4.2.1 投标邀请书
4.2.2 合同条款
4.2.3 协议书、履约担保证件和工程预付款保函
4.2.4 投标报价书、投标保函和授权委托书
4.2.5 工程量清单
4.2.6 投资审查资料
4.2.7 技术条款
4.2.8 招标图纸
4.3 开标、评标和决标通过评审
建设单位最后与潜在的中标单位就工程实施过程中有关问题和价格问题进行谈判从中确定中标单位。经报请有关主管部门批准后
发出中标通知书。
5 签订施工合同
5.1 中标通知书发出30天内
中标单位应与建设单位依据招标文件、投标书等签订工程的承包合同。
5.2 签订施工合同
必须按照《建设工程施工合同示范文本》的合同条件
明确约定合同条款对可能发生的问题
要约定处理原则和解决办法。
5.3 建设单位在合同正式签订前
应将双方协商一致的合同草案报建设行政部门或其授权单位审查
通过审查后无误后
双方可以正式签订合同。
6 征地风电场建设用地
需要按规定办理报批手续并缴纳和支付规定项目的费用。
7 现场四通一平为使风电场项目施工顺利进行
施工单位应在正式施工开工前
解决现场用电、用水、道路、通信及施工现场场地平整的问题。
二、风电场工程施工
1 工程施工许可证
1.1 根据我国《建筑法》的规定
包括风电场建设工程在内的建筑工程
建设单位应当在其开工前向工程所在地的县级以上建设行政主管部门申请领取施工许可证。
1.2 未取得施工许可证或开工报告而擅自施工的
责令改工。
2 工程施工管理
2.1 质量控制坚持质量第一
预防为主
防检结合的原则
2.2 进度控制根据项目工程条件
全面分析
审核施工承包单位编制的施工进度计划的合理性和可行性
并实施监督
以确保工期目标的实现
2.3 投资控制严格审核施工承包单位的施工图预算和工程项目个阶段的资金使用计划
2.4 过程协调通过现场协调或定期协调会方式解决施工过程中存在的问题
3 工程施工监理
3.1 依据监理合同确定监理组织确定风电场项目总监理工程师及相应专业人员摸清
任务具体内容
3.2 制定监理规划及进行准备工作
3.3审查施工组织设计提出个专业的书面审查意见
3.4 工程投资、质量和进度目标动态控制
3.5 质量评定填写质量综合评定监理意见
3.6 工程验收
4 工程施工质量管理
4.1 建设单位必须把工程发包给具有相应资质等级的单位
4.2 建设单位必须对工程的重要设备和材料实行采购招标
4.3 建设单位应将施工图设计文件报县级以上政府建设行政主管未经审查批准不得使用
4.4 建设单位只有在工程验收合格后方可将其交付使用
三、风力发电机组的运输、安装与调试
1 风力发电机组的运输
1.1 一般情况下采购我国自己生产的风力发电机组在采购合同中都明确由生产厂代为组织运输且直达风电场工地现场
1.2 在采用公路汽车运输方案时建设单位应对道路路况做全面了解
2 风力发电机组的安装
2.1 安装前检查并确认风力发电机组基础已验收符合安装要求
2.2 确认风电场输变电工程已经验收
2.3 以制造厂技术人员为主组织安装队伍并明确安装现场的唯一指挥人选
3 风力发电机组的调试
3.1 按风力发电机组生产厂安装及调试手册规定逐一进行调试
3.2 按手册要求编写调试报告
四、风力发电机组试运
1 风力发电机组试运行严格依据风力发电机组试运行的条件
2 试运行时间:按风力发电机组生产厂要求或生产厂与建设单位预先商定的条件
3 风力发电机组通过试运行后经分析评估符合要求生产厂和建设单位双方签署试运行记录后方可验收
4 编制风力发电机组性能质量评估报告提供专项测试、复查记录及评估意见后验收方可结束
5 验收意见和报告应归档保存以备风电场项目竣工验收需要并作为该风力发电机组技术档案的正式资料备查
华 北 水 利 水 电 学 院
研 究 生 结 课 论文
姓名曾浩
学号201110522220
专业水利水电工程
性质 国家统招(∨)单考()
考试科目同步电机运行基本理论
考试时间2012.6.20
成绩
风力发电机控制系统
中科院专家提出：风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局，其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。中国风力发电已经历20年漫长的“试验期”，而风力发电的产业化举步维艰，大大小小的风电场遍布全国，几乎各省都有，却并不成气候，因此中国风力发电潜力巨大。下面我简单介绍一下风力发电机控制系统风力发电机由多个部分组成，而控制系统贯穿到每个部分，相当于风电系统的神经。因此控制系统的好坏直接关系到风力发电机的工作状态、发电量的多少以及设备的安全。目前风力发电亟待研究解决的的两个问题：发电效率和发电质量都和风电控制系统密切相关。对此国内外学者进行了大量的研究，取得了一定进展，随着现代控制技术和电力电子技术的发展，为风电控制系统的研究提供了技术基础。
风力发电控制系统的基本目标是保证风力发电机组安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电力质量。风力发电控制系统组成主要包括各种传感器、变距系统、运行主控制器、功率输出单元、无功补偿单元、并网控制单元、安全保护单元、通讯接口电路、监控单元。具体控制内容有：信号的数据采集、处理，变桨控制、转速控制、自动最大功率点跟踪控制、功率因数控制、偏航控制、自动解缆、并网和解列控制、停机制动控制、安全保护系统、就地监控、远程监控。当然对于不同类型的风力发电机控制单元会不相同。
与一般工业控制过程不同，风力发电机组的控制系统是综合性控制系统。它不仅要监视电网、风况和机组运行参数，对机组运行进行
控制。而且还要根据风速与风向的变化，对机组进行优化控制，以提高机组的运行效率和发电量。目前绝大多数风力发电机组的控制系统都采用集散型或称分布式控制系统(DCS)工业控制计算机。采用分布式控制最大优点是许多控制功能模块可以直接布置在控制对象的位置，就地进行采集、控制、处理。避免了各类传感器、信号线与主控制器之间的连接;同时DCS现场适应性强，便于控制程序现场调试及在机组运行时可随时修改控制参数,并与其他功能模块保持通信，发出各种控制指令。
控制系统的类型对于不同类型的风力发电机，控制单元会有所不同，主要是因为发电机的结构或类型不同而使得控制方法不同，加上定桨距和变桨距，形成多种结构和控制方案。根据浆叶的不同，分为以下三种：
l 定桨距失速调节型风力发电机组:定桨距是指桨叶与轮毂的连接是固定的，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。失速是指桨叶本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速时，气流将在桨叶的表面产生涡流，使效率降低，产生失速，来限制发电机的功率输出。为了提高风电机组在低风速时的效率，通常采用双速发电机(即大/小发电机)。在低风速段运行的，采用小电机使桨叶具有较高的气动效率，提高一些发电机的运行效率。定桨失速调节型的优点是失速调节由指桨叶本身完成，简单可靠，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。但是在输入变化的情况下，风力发电机组只有很小的机会
能运行在最佳状态下，因此机组的整体效率较低。通常很少应用在兆瓦级以上的大型风力机上
2 变桨距调节型风力发电机组:变奖距是指安装在轮毂上的叶片通过控制可以改变其桨距角的大小。在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节;当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。此时控制系统参与调节，形成闭环控制。
3 主动失速调节型风力发电机组:将定桨距失速调节型与变桨距调节型两种风力发电机组相结合，充分吸取了被动失速和桨距调节的优点，桨叶采用失速特性，调节系统采用变桨距调节。在低风速肘，将桨叶节距调节到可获取最大功率位置，桨距角调整优化机组功率的输出;当风力机发出的功率超过额定功率后，桨叶节距主动向失速方向调节，将功率调整在额定值上。由于功率曲线在失速范围的变化率比失速前要低得多，控制相对容易，输出功率也更加平稳。
根据风机转速分有恒速恒频和变速恒频两种，恒速恒频机组的整体效率较低,而变速恒频这种调节方式是目前公认的最优化调节方式，也是未来风电技术发展的主要方向。变速恒频的优点是大范围内调节运行转速，来适应因风速变化而引起的风力机功率的变化，可以最大限度的吸收风能，因而效率较高。控制上也很灵活，可以较好的调节系统的有功功率、无功功率，但控制系统较为复杂。变速恒频又根据发电机的不同分为以下几种：
1 异步感应发电机:通过晶闸管控制的软并网装置接入电网，并网冲击电流较大。另外需要电容无功补偿装置，控制电路简单。
2 绕线转子异步发电机:对于绕线转子异步发电机可以采用功率辅助调节方式，即转子电流控制(RCC)方式来配合变浆距机构，共同完成发电机输出功率的调节。在绕线转子输入由电力电子装置控制的发电机转子电流，可以加大异步发电机转差率(可到10%)，使得发电机在较大的转速范围内向电网送电。以提高异步发电机的风能利用率。
3 双馈发电机:双馈电机的结构类似于绕线式感应电机，定子绕组也由具有固定频率的对称三根电源激励，所不同的是转子绕组具有可调节频率的三相电源激励，一般采用交一交变频器或交一直一交变频器供以低频电流。双馈电机控制系统通过变频器控制器对逆变电路小功率器件的控制，可以改变双馈发电机转子励磁电流的幅值、频率及相位角，达到调节其转速、有功功率和无功功率的目的。这既提高了机组的效率，又对电网起到稳频、稳压的作用。双馈电机应用于风力发电中，可以解决风力机转速不可调、机组效率低等问题。同时，由于双馈电机对无功功率、有功功率均可调，对电网可起到稳压和稳频的作用，提高了发电质量。
4 永磁直驱同步发电机：永磁直驱同步发电机系统由变浆距风轮机直接驱动永磁同步发电机，省去了增速用齿轮箱。发电机输出先经整流器变为直流，再经IGBT(绝缘栅双极晶体管)逆变器将电能送到电网。对风力发电机工作点的控制是通过控制逆变器送到电网的电
流实现对直流环节电压的控制，从而控制风轮机的转速。发电机发出电能的频率、电压、电功率都是随着风速的变化而变化的，这样有利于最大限度地利用风能资源，而恒频恒压并网的任务则由整流逆变系统系统完成。
目前计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，目前功能上有较大提高，很多厂家也开始采用PLC构成控制系统。现场总线技术(FCS)在进入九十年代中期以后发展也十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。控制系统技术风力发电系统中的控制技术和伺服传动技术是其中的关键技术，这是因为自然风速的大小和方向是随机变化的，风力发电机组的并网和退出电网、输入功率的限制、风轮的主动对风以及对运行过程中故障的检测和保护必须能够自动控制。同时，风力资源丰富的地区通常都是边远地区或是海上，分散布置的风力发电机组通常要求能够无人值班运行和远程监控，这就对风力发电机组的控制系统的自动化程度和可靠性提出了更高的要求。
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。中国风能储量很大、分布面广，风力发电产业迅速发展，成为继欧洲、美国和印度之后的全球风力发电主要市场之一。
从2003年到2010年，中国风电装机容量快速增长，累计装机容量从2003年末的56.7万千瓦增加到了2010年的突破4000万千瓦。中国正逢风电发展的大好时机，风电设备市场需求增加。除了风电设备整机需求不断增加之外，叶片等风电设备零部件的供给能力仍不能完全满足需求，市场需求潜力巨大。风机叶片是风能技术进步的关键核心风力机部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。中国风机叶片行业的发展是伴随着风电产业及风电设备行业的发展而发展起来的。由于起步较晚，中国风机叶片最初主要是依靠进口来满足市场需求的。随着国内企业和科研院所的共同努力，中国风机叶片行业的供给能力迅速提升。
目前，中国风机叶片市场已经形成外资企业、民营企业、研究院所、上市公司等多元化的主体投资形式。外资企业主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，国内企业以时代新材、中材科技、中复连众为代表。截至2009年底，中国境内的风电叶片厂商已经超过了60家。国内兆瓦级风电叶片生产厂商已有不下40家，形成了数个生产规模在1000套以上的寡头，行业集中度显著增强。
2010年以来，我国风电产业发展势头依然迅猛，风电叶片投资呈现平稳增长的良好发展势头。中航惠腾、时代新材、中材科技、东方电气等设备厂商争相发力国内风电叶片市场，产能持续提升，市场规模不断扩大。
叶片是风电部件中确定性较高、市场容量较大、盈利模式清晰的行业。随着供需紧张形势的缓解，风电叶片行业也将随之发生从群雄混战到几强争霸的转变，我国风电叶片产业正在经历一场行业性的洗牌整合。随着风电叶片市场规模的扩大，成本和售价都将下降，但具备规模、技术和成本优势的企业成本下降速度将超过售价降低速度，盈利超过平均水平。未来的行业竞争格局要求厂商规模扩大、成本降低、并在技术上保持一定优势。
中投顾问发布的《2012-2016年中国风电叶片市场投资分析及前景预测报告》共六章。首先介绍了风电叶片的组成部件、工作原理、设计规范、生产工艺等，接着全面分析了风电叶片行业发展面临的政策环境、经济环境、社会环境及行业环境。然后具体介绍了风电设备产业和风电叶片行业的现状，最后细致分析了国际、国内重点风电叶片生产企业的经营状况。您若想对风电叶片市场有个系统的了解或者想投资风电叶片制造，本报告是您不可或缺的重要工具。
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