风力发电技术原理

第1篇：风力发电技术原理

现代风力发电的原理及推广应用前景概论

摘要：风能作为最具商业化前景的可再生能源，正得到大规模的开发和利用，风力发电相关技术也取得了显著的进步。文章综述了目前风力发电及其技术的发展与应用情况，对风力发电的若干技术问题进行了较详细深入的介绍，最后介绍了风力发电技术发展趋势及前景，为更好地了解国内外风力发电的现状及推广提供参考。

关键词：风力发电；原理；应用

引言

风能的利用已有数千年的历史，在蒸汽机出现之前，风力机械一直是动力机械的一大支柱。其后随着煤、石油、天然气等能源的大规模开发，风力机械由于成本高、效率低、使用不便等，逐渐被淘汰。1973年石油危机之后，世界上许多发达国家和发展中国家开始寻求化石能源的替代能源，风能的开发利用又重新被重视起来。国际上经过30多年的科技创新和进步，近年来风电产业已成为发展最快的产业，年平均增长率超过30%。 第一章 风力发电的理论概述 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。其蕴量巨大，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。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。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[1]。

1 风力发电的工作原理

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。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，大约是每秒三米的微风速度（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，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮（包括尾舵）、发电机和铁塔三部分。 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只（或更多只）螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料（如碳纤维）来制造。 由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。 铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。 发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。

2风力发电的优势

使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个15W的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市電。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晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。 （3）风力发电的潜力。从各地区发展来看，截止到2009年12月31日，中国风电累计装机超过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（2788.1MW）、辽宁（2425.3MW）和吉林（2063.9MW）。内蒙古2009年当年新增装机5545.2MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。

中国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算，根据《风能世界》杂志发布，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。 中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。2009年该行业的利润总额将保持高速增长，经过2009年的高速增长，预计2010、2011年增速会稍有回落，但增长速度也将达到60%以上[2-3]。

3风力发电的若干技术问题

（1）风电质量

自然风速的大小和方向是随机变化的，风能具有不稳定性。如何使风力发电机的输出功率稳定是风力发电技术的一个重要的问题。迄今为止研究人员已提出了多种改善风电质量的方法。如上所述，采用变速控制技术可以利用风轮的转动惯量平滑输出功率。但是由于变速风力发电机组采用电力电子装置，当它将电能输送给电网时会产生电力谐波并使功率因素恶化。因此，为了满足在变速控制过程中良好的动态特性，并能使发电机向电网提供高品质的电能，发电机和电网之间的电力电子接口应实现以下功能：①在发电机和电网上产生尽可能低的谐波电流；②具有单位功率因素或可控制的功率因素；③使发电机输出电压适应电网电压的变化；④向电网输出稳定的功率；⑤发电机电磁转矩可控。

此外，当电网中并入的风力发电容量达到一定程度，会引起电压不稳定，特别当电网发生短时故障时，电压突降，风力发电机组无法向电网输送能量，最终由于保护动作切出电网。在风能占较大比重的电网中，风力发电机组的突然切出会导致电网不稳定。因此，用合理的方法使风力发电机组的电功率平稳具有非常重要的意义。风力发电对电网的不利影响可以运用储能技术来改善。

（2）解决并网型风力发电系统中的电能质量问题

利用超导储能装置（SMES） 解决并网型风力发电系统中的电能质量问题。通过采用基于GTO的双桥结构换流装置， SMES可以在四象限灵活地调节有功和无功功率， 为系统提供功率补偿， 跟踪电气量的波动[4]。充分利用SMES有功无功综合调节能力， 可以降低风电场输出功率的波动， 稳定风电场电压， 提高系统的稳定性。

（3）结构和空气动力学

在机械方面，通过结构动力学的研究，改进设计，避免或减少由于风的波动而引起的有害机械负荷，减少部件所受的应力，从而减轻有关部件及机组整体的重量，进一步降低成本。改进机械结构的另一个动向是采用新型整体式驱动系统，集主传动轴、齿轮箱和偏航系统为一体，这样就减少了零部件数目，同时增强了传动系统的刚性和强度，降低了安装、维护和保养的费用。

目前，风力机的桨叶叶型多采用美国空军的标准系列叶型NACA系列或63系列，此种叶型具有较好的动力性能。但是，由于风轮的工况与飞机机翼的工况不同，风轮上的风速分布不均匀，造成风轮的径向受力不均。风轮在旋转过程中，当转到上方与下方时，受力不同，交复变化，以及风速风况的不稳定等，是引起风力机振动的主要原因；而叶尖处的空气扰动是产生噪音的主要原因。降低上述因素的不利影响将是风电界技术人员深入探讨的课题。

（4）风电场建设

风电场建设应注意解决的主要问题包括：①加强风能资源的区域勘察及重点风能调查。风力资源的优劣直接影响风力发电量，从而影响发电成本。在同样条件下年均风速6m/s的风电场发电成本比615m/s的下降8%左右，715m/s的下降14%左右，8m/s的下降近30%。因此，认真作好风能资源的勘察非常重要。②风电场场址选择。一般需要综合考虑建设区内风资源类别、交通路况、建设区内有否鸟类迁徙路线或者鸟类迁徙目的地、周边建筑物分布及电网构成等因素。③复杂地形条件下，风流风向的分布分析及风机的选点和选型。④风电场建设的工程设计和施工[5]。

4风力发电技术发展趋势及前景

2010年《可再生能源法》的颁布实施，以及“十二五”规划纲要中节能减排政策及制度的确立，为我国风电行业的发展提供了难得的契机，风电步入了快速发展时期。为了更有效、更大规模地利用风电，将来风力发电技术将呈现以下发展态势。

（1）单机容量向大容量发展

目前商业化主流机型都以MW级为主，单机容量可达5MW以上。美国、英国和丹麦等国正在研制10MW的巨型风力发电机。预计未来10年，将会有容量更大的巨型风力发电机面世。

（2）海上发电发展迅速

相对于陆上风力发电，海上风力发电优势更为明显：发展空间几乎没有限制，可节约大量的土地资源；海上的风能资源远比陆上丰富，风速更高，发电量将显著提升；风切度小，可有效降低机组塔架高度，海上风电建设成本更低；海平面摩擦力小，作用在机组上的荷载小，机组使用寿命可长达50年；噪聲、鸟类、景观以及电磁干扰等问题对海上风电影响小；对生态环境基本无影响，绿色环保。目前许多国家都制订了大规模开发利用海上风能计划，欧盟在该领域处于绝对优势地位，占全球海上风电装机容量的90%；中国华能集团新能源公司拟2011年下半年投资60亿元在江苏大丰C4国家潮间带建立300MW风能项目，届时将成为世界上装机规模最大的海上风电场，每年将产生约7.4亿kW·h的清洁能源。

定桨矩、恒速恒频向变桨距、变速恒频的发展，在高风速下，变桨距调节可维持输出功率稳定，有效减小机组承受的荷载，确保机组安全运行，延长机组使用年限；变速运行可使机组在风速改变时适时调整转速并保持最佳，可实现风能利用率最大，具有适应能力强、发电效率高以及运行费用低等诸多特点[6]。

（3）前景展望[7]

石油和煤炭都是不可再生的能源，这些以矿产资源存在于自然界的能源日益减少。而且，世界人口平均每12年增加10亿，到2011年10月31日，世界人口总数达到了70亿。煤炭、石油和天然气基础储量可供开采年限分别是162年、40年和65年。使用可再生能源，寻找替代能源是当代人的任务，也是今后几代人将为之奋斗的一件大事。

5 结论

文章基于风能作为最具商业化、最具有前景性的可再生能源，以后一定会得到大规模的开发和利用，同时，对应的要求风力发电核心技术也得一步步提升。但在风力在电能质量控制方面，还得进一步研究分析。文章综述了目前风力发电及其技术的发展与应用情况，对风力发电的若干技术问题进行了较详细深入的介绍，最后介绍了风力发电技术发展趋势及前景，为更好地了解国内外风力发电的现状及推广提供参考。

参考文献

[1]于建辉，周浩.我国风电开发的现状及展望[J].风机技术.2006（06）

[2]蔡茜.中国风力发电产业的技术创新战略研究[D].华中科技大学，2008

[3]聂家林.我国风力发电产业三大主要问题的研究[D].合肥工业大学，2010

[4]魏显菲.我国风力发电开发现状及展望[J].商业经济.2010（24）

[5]胡传煜.发展风电大有可为[J].上海电力.2005（01）

[6] 李俊峰，风光无限：中国风电发展报告2011[M]-北京：中国环境科学出版社，2011

[7] 冯宾春，邢占清，杨锋，等.风力发电技术发展动态[J].中国水利水电科学研究院学报，2009，7（3）：193-198

作者：王德宏

第2篇：关于新能源发电风力发电技术的讨论

摘要：风力发电是风能利用的最重要形式。这个形式对每个国家都很重要。地球上的资源是有限的。过度开采是导致资源枯竭的重要因素之一。例如，矿石、煤炭资源等。基于这样的状况，各国发展风力能源等新能源是很重要的。我国拥有丰富的土地和丰富的资源，资源有时会枯竭。因此，中国政府强调新能源的发展，提倡可持续发展。这篇文章对风力发电技术提出了个人的见解。

关键词：风力发电;可再生能源;技术

引用

21世纪以来，人类对能源的需求持续增加，对能源的依赖度逐渐提高。但是，以前的能源，比如煤炭和矿石等资源，由于需求较大开采较多，这些资源已经枯竭。同时，这些传统能源对环境污染很不友好。因此，人类开始追求可再生资源，有效保护环境，促进可持续发展和环境保护。风能是其中重要的组成部分之一。

一、我国风力发电的现状

我国地理环境多种多样，非常适合风能资源，适合发展风力发电，如江西。近年来，我国风力发电建设和发展速度加快。风力发电等新能源发电产业具有广阔的发展前景。

我国重视风力发电技术，风能开发能力得到加强，经过多年的经验，我国风力发电技术发展迅速，生产水平不断提高。除了我们科学家的不断努力外，我国在解决风力发电的许多困难方面取得了巨大成就。中国开发的风力发电设施是巨大的市场。国内设施的生产也促进了风力发电技术和生产管理模式的快速发展。

风力发电技术是系统化、集成化的建设，之前进入的风力发电系统有着大幅提高风电系统效率、不抵抗风险的能力。现在，我们采用的是世界上最先进的风力发电技术。另外，我们正在继续开发更多、更有效的新技术。风力发电技术的应用有很多方面的优势。风力发电技术的应用越来越广，在实际应用中，风力发电率的降低比较快，也有接近煤炭的热电联产成本的，经济效果明显。随着风力发电能力的倍增，每增加一倍风力，成本下降15%，风力发电超过30%，除了风力能源资源的利用性，在未来风电技术的应用中，经济优势更显著。

二、风力发电的原理和类型

风力发电技术的原理是通过风力发电机将风力能源转换成单线，最终得到风力发电的输出。有两种类型的风力发电机。

（一）水平轴风力发电机

水平軸风力发电机也分为两种。一个是抵抗式，两个是升降式。电阻式风环的旋转速度慢，但升降式风环的旋转速度快，经常使用升降式水平轴的风机。另外，水平轴风力发电机根据翼的设置位置分为两种。一个是低风发动机，机翼和其他装置安装在塔的后面。另一个不是平台或机翼前的风上马达。另外，调节器需要连接到风扇上。前者不需要。水平轴风力发电机的优点是空气中风速增加、集中、风能收集效率高。因为技术成熟，所以风能的利用率很高。速度低，噪音大，塔工艺复杂。

（二）垂直轴风力发电机

垂直轴风力发电机（verticalaxiswindturbineVAWT）从分类来说，主要分为两种，阻力型和升力型。阻力型垂直轴风力发电机利用旋转时流过叶片的风的阻力，而升力型风力发电机利用旋转时流过叶片的风的升力，两者的原理相反。升力式垂直轴风力发电机的效率远高于电阻式风力发电机，因为叶片随着旋转的增加而迅速减小，升力也随之增加。垂直轴风力发电场比水平轴风力涡轮机更强。垂直轴风力电机可以适应所有风速。垂直轴类型比水平轴类型更容易，降低噪音。

三、风能发电的优缺点

因为不可再生的能源枯竭，所以风力能源等新型能源的利用很多，但是利用风力能源的发电有什么优点和缺点吗？

（一）优点：

1、与以往的能源相比，风力能源是无限的，可以再生。因此，使用风力发电的话，传统的资源的使用会大幅度节约。同时，随着技术的持续进

步，风力发电的效率逐渐赶上以前的能源发电，随着能源需求的增加，经济和社会也在发展。

2、过去，我们使用的不可再生能源（例如煤炭）会给环境带来严重污染，产生温室效应，雾霾。如果使用风力发电的话，就不会发生这样的状况。风能是绿色能源，与不可再生能源相比不会污染环境。并且还能有效的利用风。

3、风力发电设备的建设周期比火力、原子能的建设、利用短。同样的情况下，要使用10年以上的火力发电站，风力发电只使用几个月。

4、风力发电的建设规模更灵活。可以根据没有安装容量的网站资源选择合适的模型。那个是用比其他类型简单的陆地和海做成的。另外，风力能源发电的运行维护费也很低。

5、开发有很大的前景。与使用传统能源的几十年和几百年相比，新能源的发电技术尚不成熟，但这种新技术的开发前景是无限的。

（二）缺点：

1、土地资源少。为了产生更多的能源，风力发电需要在很多土地上设置风力发电设备。

2、对地理环境的需求很大。风力发电设施的建设需要很多土地和很多人员，而且抵抗力很小。因此，风力发电不适用于任何地方。这是很大的限制。

3、风力发电会产生很大的噪音，对环境有污染，影响人类平时进行的人类生命活动和日常工作。

4、妨害鸟的生存。在美国，当地的松鸡在美国建设了大量的风力发电站后消失了。我们已经提出了“海上发电”的解决方案，这是一个巨大的成本，是任何国家都应该考虑的问题。

5、技术不成熟。与以往的能源使用相比，风力发电技术在新能源领域已经不成熟。科学研究人员不断地致力于新技术的研究和开发，但对能源的利用还有很多挑战。

四、结束语

对于风力能源资源的开发和利用，我们必须非常重视。我国资源丰富，但总有一天会用光的。现在经济社会正在急速发展。能源需求在增加。而且，多年来，煤炭等普通能源提高了环境污染的重要性。风力能源等新能源的使用被认为是未来保护和可持续发展的最重要的一环。这个还不够用人的风力。在此基础上，世界各国政府必须加强对风力能源等新能源的投入能力，提供更好、更有效的新技术，为人类的发展和环境保护提供更好的保障。风能是一个源源不断的能源，不需要去收集开发，大自然的风有很广泛。而我们需要的是建立一个风能区，把大自然的风能完全利用起来，实现风能可用化。

参考文献：

[1]刘燕.关于新能源风力发电相关技术之研究[J].2021（2019-8）：

71-72.

[2]张怡《新能源风光发电预测技术的发展与应用》浙江水利水电学院学报030.001（2018）：P.68-74。

[3]赵龙、and赵继刚《探究我国新能源新能源风力发电的现状和发展对策》消费指南杂志0000.041（2018）：261。

[4]陈恩“探讨我国新能源风力发电的现状和发展对策”山西青年000.016（2018）：P.211-201。

[5]张铁龙.新能源风力发电技术研究[J].技术与市场，2020，v.27;No.323（11）：120+122.

作者：温伟

第3篇：关于新能源发电风力发电技术的探讨

【摘要】随着新时代的到来，我国的科学技术水平不断进步，目前，旧能源已经不能很好地满足现代生活的需求，因此寻找新能源已成为当今世界上一个十分热门的话题。新能源是指仍然处于基础利用阶段，有很大研究发展空间的能源，包括有太阳能、生物质能和风能等，这些能源随处可见，而且取之不尽用之不竭。

【关键词】新能源;风力发电;关键技术

引言

新能源具有可再生的特点，不仅能量密度相对较低，而且开发利用空间非常大。尤其是新能源中的风能，它的蕴藏量非常大，约为水能的10倍左右，并且分布广泛，基本不会枯竭。风力发电是风能的主要利用形式，国家在最近几年加大了风电技术的研究力度，取得了一定的成绩。借此，重点对新能源风力发电相关技术展开研究。

1、风力发电技术应用优势

风力发电技术的应用有着诸多层面的优势，风力发电技术的应用愈来愈广泛，技术应用中要注重科学化，通信这一新兴技术应用来促进地方经济发展。从风力发电技术的应用优势来看，主要体现在以下几个层面：其一，风力发电技术应用经济性优势。风力发电技术的实际应用过程中，风电电价的下降速度比较快，有的已经接近燃煤的发电成本，在经济效益上已经开始逐渐的凸显。风力发电能力每增加一倍，成本就会下降15%，风电增长保持在30%以上，所以在成本上也在不断的下降。加上风能资源的丰富，在未来的风力发电技术的应用方面，经济性的优势将会更为显著。其二，风电工程建设期短，见效快。风力发电技术的应用发展中，在进行建设风电工程的过程中比较迅速，可通过周、月计算，在短期内就能完成工程，解决用电的急迫需求。风力发电技术的应用，能够对边远农村独立供电发挥积极作用，节约西部地区分散性电力的需求，这样就能有助于满足这些区域人们对能源发展的需要。其三，风电发电技术应用综合优势。从风力发电技术的应用综合优势来看，由于风能是清洁能源，所以不会对生态环境产生不利影响，风能的工程设施建设水平在不断提升，生产成本将会得到进一步的降低，有的区域风力发电成本已经低于发电机的成本。还有就是风能设施是不立体的设施，这对保护陆地生态能起到积极作用，风能的大规模使用能减少二氧化碳排放。这些综合性的技术应用优势，也是对风力发电技术应用质量提升的重要体现。

2、新能源风力发电的关键技术

2.1风功率预测技术

风功率预测是风力发电中一项较为重要的技术，由于预测周期和预测模型的不同，预测方法也有所区别，具体如表1所示。

2.1.1按预测周期分类。由表1可知，按照预测周期的长短不同，可将风电功率预测分为以下几种方法：超短期、短期和中长期，其中，超短期可在风电的实时调度环节进行运用;短期预测可在机组组合以及备用安排方面进行应用;中长期预测可在检修及风资源评测中应用。

2.1.2按预测模型分类。按照预测模型的不同，可将风电功率预测技术分为物理法、统计法以及组合模型三种。①物理法。该方法主要是依据气象结果，对风电场周围的天气情况进行模拟，根据预测到的相关信息，具体包括风向、风速、气压、空气密度等，构建预测模型，结合机组的功率曲线，对风电功率进行预测。由于风速的变化无任何规律可循，所以预测结果常常会存在一定的误差。②统计法。该方法是依托数学工具，找出现有与将要预测数据之间的函数关系，可将之视作为数据挖掘过程，从挖掘中发现规律，获得预测结果。应用统计法对风电功率进行预测时，需要以相应的算法作为支撑，常用的有两种，一种是时间序列算法，另一种是机械学习算法。③组合模型。由于各種预测方法都存在优点和不足，为获得更加准确的预测结果，可将不同的方法结合到一起应用，据此构建组合模型，通过取长补短的方式，提高预测结果的准确性。

2.2无功补偿和谐波消除技术

新能源发电风力发电技术的实际运用过程中，将无功补偿以及谐波消除技术加以科学化运用，能起到积极促进作用，这是保障风力发电系统良好运行的关键技术内容。无功功率补偿技术的运用主要是感性元件影响下发电系统当中无功功率呈现消耗的状态，电压在通过感性元件过程中，高压高的时候通过感性元件电流会对元件造成破坏，所以要通过无功功率补偿技术应用抑制谐波。再有就是谐波消除技术的运用，风机发电过程中，存在的谐波会造成电能质量低的问题，所以这就需要注重对谐波进行消除，使用店里变流感器和电力设备，把相位和谐波抵消掉。或者是通过调整电容器组，改变无功功率，这样就能减少谐波的影响，或者是通过三角形连接方式，减少谐波进入量，这些都能有助于提升风力发电技术的应用质量。

2.3风电无功电压自动控制技术

该技术主要是由多个系统共同参与实现自动化控制的一种方法，具体包括风电无功电压自动控制子站及相关的监控系统等。其中子站可作为模块集成到综合监控系统中，也可采用外挂的方法使其独立运行，其负责对风电场内设备的无功电压运行状态进行监视，利用通信线路将调节设备的无功电压控制指令发给相应的监控系统。系统的控制方式有两种，一种是远方控制，另一种就地控制。在远控模式下，子站会自动对无功电压控制目标进行追踪，而在就地控制模式下，子站可按预先给定的并网点电压目标曲线进行控制。子站的运行及控制状态可以通过人工进行设置，同时，风电场内的各类控制设备可通过人工进行闭锁和解锁，设备的投退则可由系统自动控制。当电网处于稳定运行状态的条件下，子站能够对风电机组的无功调节能力进行充分利用，实现调节电压的目标，若是机组的无功调节能力不足，则会由动态无功补偿装置完成无功调节。此外，子站能够对风电机组与无功补偿状态进行协调，从而有效避免了无功的不合理流动。

3、新能源风力发电的发展思路

3.1政府提供足够的政策

风力发电是一项十分巨大的工程，没有足够底气的公司是不会冒这个风险的，因此政府如果能够给出一些充满诱惑的“橄榄枝”，那些企业还是会冒一下风险闯一下的。比如，政府颁布多购多奖励，少购少处罚的政策，通过政策来刺激企业的投资，这样能够带动起风力发电的发展。其次，政府可以为企业提供电厂和电网的建设点，并为这些企业提供一定的补助，让害怕风险的企业有了保障，这样就会出现越来越多的企业投资风力发电，达到推动风力发电发展的目的。

3.2实现风力发电的产业化发展

在越来越多的企业投入风力发电后，风电企业就会慢慢变得和其他发电产业一样形成一个产业集群。这些企业能够在产业集群中相互竞争相互促进，就和达尔文自然选择学说一样，在竞争中优胜劣汰，从而营造一个以发展为目标的产业集群。这样就能使电力企业朝着更好的方向前进，促进经济的发展。

4、结语

通过上面的分析可以知道，如今风力发电产业十分热门，它具有良好的发展前景。可预计在未来风力发电会成为一个主要发展潮流，因此风电方面会吸引更多的资金链从而带来更好的发展。风力发电的优势很大：它没有污染，是一种十分清洁的能源，它比较高效，能够缓解我国夏季缺电的问题。并且它的成长空间大，是一个很好的投资方向，这样可以带来更多的资金链进行发展。其次，在最近几年内它的发展速度十分迅猛，每年在技术层面上都会上涨一两倍，同时对于这些风电企业来说成本也会降低30%左右，这样能够起到持续刺激发展的作用。

参考文献：

[1]王子若鹄，王云亮，周雪松，马幼捷.风力发电低电压穿越技术[J].电子技术与软件工程，2019(14)：224-225.

[2]程友良，薛占璞，渠江曼，等.考虑能源利用率的风力发电技术结构改进研究[J].科技通报，2018，34(5)：192-198.

(作者单位：辽宁龙源新能源发展有限公司)

作者：司松

第4篇：风力发电原理

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，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。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。

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。

使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个15W的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电。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晚自习;城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。风力发电机/图片/s150w.jpg风力发电机/图片/s300w.jpg

第5篇：风力发电原理

▲1-3 风能具有哪些特点?

(1)风能蕴藏量大、分布广。(2)风能是可再生能源。(3)风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。(4)风能的能量密度低。(5)不同地区风能差异大。(6)风能具有不稳定性。

▲1- 风力发电技术的发展状况

当前风电技术和设备的发展主要呈现大型化、变速运行、变桨距、无齿轮箱等特点。

(1)水平轴风电机组技术成为主流。(2)风电机组单机容量持续增大。(3)变桨距技术得到普遍应用。(4)变速恒频技术得到快速推广。(5)直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。(6)大型风电机组关键部件的性能日益提高。(7)智能化控制技术广泛应用。(8)叶片技术不断进步。(9)适应恶劣气候环境的风电机组得到重视。(10)低电压穿越技术得到应用。

(11)海上风电技术成为重要发展方向。(12)标准与规范逐步完善。

▲2-8 为什么国际上通行的计算平均的时间间隔都取在10min至2h范围?

由范德豪芬的平均风速功率谱曲线可知，在10min至2h范围的平均风速功率谱低而平坦，平均风速基本上是稳定值，可以忽略湍流的影响。 ▲2-9 什么是风速廓线?

在大气边界层中，由于空气运动受地面植被、建筑物等得影响，风速随距地面的高度增加而发生明显的变化，这种变化规律成为风剪切或风速廓线。 ▲2-11 什么是风向玫瑰图?

风向玫瑰图常用来表示某一风向一年或一个月出现的频率。

▲2-15 风在静止叶片上的空气动力是如何形成的?

由于叶片上方和下方的气流速度不同(上方速度大于下方速度)，因此叶片上、下方所受的压力也不同(下方压力大于上方压力)，总得合力F即为叶片在流动空气所受到的空气动力。

▲2- 风的测量设备?

风向：风向标、光电管、码盘。 风速：皮托管、热线风速仪、风杯、螺旋叶片。

▲2- 风能资源评估及风电场选址

评估参数：平均风速、主要风向分布、风功率密度、年风能可利用小时。宏观选址：(1)风能质量好(2)风向基本稳定(3)风速变化小(4)尽量避开灾难性天气频发地区(5)发电机组高度范围内风速的垂直变化小。(6)地形条件好。(7)地址情况能满足塔架基础、房屋建筑施工的要求，远离强地震带等。(8)对环境的不利影响小。(9)尽可能接近电网并考虑并网可能产生的影响。(10)交通方便。微观选址：(1)考虑地形的影响(2)考虑机组的排列方式。

▲4-7 什么是并网风力发电机变速恒频运行方式?哪些类型的发电机?

在不同风速下，为了实现最大风能捕获，提高风电机组的效率，发电机的转速必须随着风速的变化不断进行调整，处于变速欲行状态，其发出的频率需通过一定的恒频控制技术来满足电网要求。双馈异步交流发电机，永磁低速交流发电机

▲4-8 双馈异步发电机的基本工作原理。

(公式)n2为转自中通入频率为f2的三项对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转自本身的旋转速度(rmin)，改变f2,即可改变n2。设n1为对应于电网频率50Hz时发电机的同步转速，而n为发电机转自本身的旋转速度，只要n+n2=n1，则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率f1不变。由转差率公式s=。。。可得f2=sf1。所以只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率的电流，双馈异步发电机可实现变速恒频运行的目的。

双馈型异步发电机实行交流励磁，励磁电流的可调量为其幅值、频率和相位。调节频率，可保证发电机转速变化时发出电能频率的稳定;调节幅值，可调节发出的无功功率;改变转子励磁电流的相位，调节了发电机的功率角。在一定工况下，转子也向电网馈送能量。

▲4-9 叙述双馈异步发电机的功率流向。

(1)亚同步状态 当n

▲5-1 风力发电机组的控制系统一般应具有哪些功能?

(1)根据风速信号自动进入起动状态或从电网自动切除。(2)根据功率及风速大小自动进行转速和功率控制。(3)根据风向自动对风。(4)根据电网和输出功率要求自动进行功率因数调整。(5)当发电机脱网时，能确保机组安全停机。(6)在机组运行过程中，能对电网、风况和机组的运行状况进行实时监测和记录，对出现的异常情况能够自行准确的判断并采取相应的保护措施，并能够根据记录的数据，生成各种图表，以反映风力发电机组的各项性能指标。(7)对在风电场中运行的风力发电机组具有远程通信的功能。(8)具有良好的抗干扰和防雷保护措施，以保证在恶劣的环境里最大限度的保护风电机组的安全可靠运行。

▲5-2 风力发电机组在运行过程中可以分为哪些状态?

待机状态，气动过程，欠功率运行状态，额定功率运行状态，正常停机状态和紧急停机状态。

▲5-3 Cp和叶尖速比的关系。

当叶尖速比逐渐增大时，Cp将先增大后减小。由于风速的变化范围很宽，叶尖速比就可以在很大的范围内变化，因此它只有很小的机会运行在最佳功率点上，即Cp取最大值所对应的工况点Cpmax，而且Cpmax对应唯一的叶尖速比opt，因此任一风速下只对应唯一的一个最佳运行转速。 ▲5-4 各阶段变桨距控制的目标

起动并网阶段：目标是实现风力发电机组的升速和并网最大风能捕获阶段：最大限度的利用风能，提高机组的发电量。恒功率控制阶段：控制机组的功率在额定值附近而不会超过功率极限。超风速切除阶段：使机组安全停机。

▲5-6 如何理解低于额定风速的最大风能捕获和高于额定功率的恒功率控制?

当风速变化且发电机功率没有超过额定功率时，只要调节风轮转速且桨距角保持最优位置不变就可实现最大风能捕获;高于额定功率时，通过增大桨距角来减小发电机的输出功率即可维持在额定功率附近，实现恒功率控制。

▲5-8 变速恒频系统?双馈异步交流发电机如何实现?

将具有绕线转子的双馈异步发电机与应用电力电子技术的IGBT变频器及PWM控制技术结合起来，使发电机在变速运转时能发出恒频恒压电能。双馈异步发电机是通过控制变流器来控制转子交流励磁完成的。

▲5-10 双馈和直驱在控制上各有何特点?

(1)双馈式风电系统需要齿轮箱，使机组重量有所增加，在机组的维护中，齿轮箱的故障率高。 直驱式风电机不需要齿轮箱，可以减轻机组的重量和减小故障率;发电机转速低，起动转矩大。(2)双馈式电机为异步发电机。定子绕组直接连接电网，转子绕组接线端由电刷集电环引出，通过变流器连接电网，变流器功率可以双向流动，通过转子交流励磁调节实现变速恒频运行，机组的运行范围宽，转速在额定转速0.6~1.1的范围内都可以获得良好的功率输出。 直驱式电机为同步发电机。定子绕组经全功率变流器接入电网，机组运行范围较宽。转子为多级永磁体励磁，永磁体的阻抗低，减小了系统损耗，但电机结构复杂，直径较大，运输困难。 (3)用于双馈式电机的变流器，流过转子电路的功率是额定功率一部分的转差功率，因此双向励磁变流器的容量仅为发电机容量的一部分，成本将会大大降低，容量越大优势越明显。 用于直驱式的变流器为全功率变频，容量大，成本高。 (4)双馈式风电系统网端采用定子电压或定子磁链定向的原则，可以实现并网功率的有功无功独立调节，功率因数可调。 直驱式风电系统网端采用网侧电压定向的原则，可以实现并网功率的有功无功解耦控制，功率因数可调。

▲6-1 什么是阻力型风机?什么是升力型风机?

阻力型垂直轴风机发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力;升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力。

▲6-2 垂直轴风力机的主要特点是什么?

优点：(1)寿命长，易维护安装。(2)利于环保，气动噪音小。(3)无需偏航对风。(4)叶片制造工艺简单。(5)运行条件宽松。缺点：(1)风能利用率低。(2)起动性能差(3)增速结构复杂。

▲7-1 简述离网风力发电系统的应用范围。

离网风力发电系统通常向大用户供电，或向农户、村落、农牧场供电。在风资源较丰富地区，企业对用电要求不高及离电网较远的农牧民户、村落、牧场用电负荷小，可采用离网风力发电系统。

▲7-2 离网风力发电机主要类型。

直流发电机、异步交流发电机。

▲7-3 简述风光互补系统的特点。

优点：(1)弥补独立锋利发电和太阳能光伏发电系统的不足，提供更加稳定的电能。(2)充分利用空间，事先地面和高空的合理利用。(3)共用一套送变电设备，降低工程造价。(4)同用一套经营管理人员，提高工作效率，降低运行成本。缺点：(1)与单一系统相比，系统设计较复杂，对控制要求较高。(2)由于是两类系统的合成，维护的难度和工作量较高。(3)太阳能和风能在时间上得互补特性随地区不同差异大，有时难以保证完全的连续稳定供电。

第6篇：风力发电原理

风轮是吸收风的能量并将其转换成机械能的部件。

风以一定的速度和攻角作用在桨叶上，使桨叶产生旋转力矩而转动，将风的能量转变成机械能，风越大，风轮接受风的能量也越大，风轮转得就越快。

风力发电机原理

漆包铜线绕成线圈，用永久磁铁产生磁场，线圈在磁场中旋转，切割磁力线产生电动势，线圈转得越快，切割磁力线的速度就越高，产生的电压也越高，对外电路提供的功率就越大，线圈和磁铁相对旋转的动力来源于风轮，通过风轮和发电机就可以将风的能量转变成电能。

控制器的作用

控制器的作用主要有：充电、防止电瓶过充电、防止电瓶过放电、给发电机提供泄荷通路。

A、发电机发出的是单相或三相交流电，给直流电瓶充电需要直流电，通过整流管将交流变直流(整流)给电瓶充电。

B、铅酸蓄电瓶充满电后，继续大电流充电，就造成电瓶过充电，电瓶充满后过充造成电瓶液的损耗、极板变形，严重影响电瓶使用寿命。

C、铅酸蓄电瓶对外放电到其70%的额定容量时，应立即停止对外放电，否则过度放电，将导致极板弯曲，板栅损坏，活性物质脱落，造成电瓶容量不可恢复的减退，甚至导致电瓶失效。

D、电瓶充满后，风力发电机发出的电不能提供给电瓶，控制系统断开充电线路，这时风力发电机发出的电没有了去路，发电机失去了负载，发电机的阻力变得很小，这时发电机的转速就会成倍升高，若遇到强风，发电机转速就会迅速升高，叶轮越转越快，造成飞车。因此，必须给发电机提供一负载来泄荷，通常泄荷是由电阻来承担，将发电机发出的电能通过泄荷电阻转化成热能消耗掉。

逆变器的作用

储存在电瓶中的直流电，只能供给直流电器工作，如直流灯泡等，而家用电器基本上都是交流电器，电压是交流220伏的，因此，要将电瓶的低压直流电转化成220伏的交流电(直流转变成交流，这个过程称为逆变)，这个任务就由逆变器来完成。

第7篇：风力发电的工作原理视频与讲解

风力发电的工作原理视频与讲解：风力发电正在世界上形成一股热潮，风力发电在芬兰、丹麦等国家风力发电

很流行，我国也在西部地区大力提倡。因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，是一种特别好的发电方式风力发电的原理，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。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很像飞机的机翼。

。

1、

2、 火力发电的工作原理视频与讲解

水力发电的工作原理视频与讲解：水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水

三峡大坝

的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到 最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。

在河流高处建立水库提高蓄水位，在较低的下游

3、 太阳能发电的工作原理视频与讲解：

光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。

4、 柴油发动机的工作原理视频与讲解

5、 汽车发动机的工作原理视频与讲解

6、 新能源汽车的工作原理视频与讲解

7、 火力发电与汽柴油对环境的污染，柴静的视频

8、 我们要怎样才能环保：

1、走路

2、骑自行车

3、骑电动车、

4、坐公交车

5、劝说父母出行少开私家车

6、做到随手关灯的好习惯

9、 收集一下本人的工作范畴：讲解一下中国南车的业务范围：高铁、火车、风力发电、公交车并带一段视频

10、 提问：哪个发电能源最环保：

11、 电的来源：火力发电、风力发电、水力发电、核电、石油(柴油机)发电

12、 水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且

13、 水力：大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。

14、 火电：火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境

核电：核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害;2011年3月11日13时46分，日本福岛发生9.0级地震，引发震惊国际的福岛核电站事故，造成核电站附近30公里成为无人区;方圆5公里的海洋资源将受到不同程度的影响或是海洋生物变异它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。使核能转变成热能。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电，使机械能转变成电能。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。 核反应堆

核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可核反应堆工作原理图

15、

太阳能发电：太阳能照射的能量分布密度小，约100 W/m2;

年发电时数较低，平均1300 h;

不能连续发电，受季节、昼夜以及阴晴等气象状况影响大; 精准预测系统发电量比较困难;

光伏系统的造价还比较高，系统成本40000～60000元/kW。

16、 风力发电：

17、

风能为洁净的能量来源。 内蒙古草原上的风力发电机

风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。

风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。

风力发电是可再生能源，很环保

18、 优点

19、 1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。

20、 2.[2]。

21、 3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。

22、 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

23、 5.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

24、 缺点

25、 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使福岛核电站用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。

26、 2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。

27、 3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。

28、 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

29、 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

30、 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。

31、 缺点

风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价格较高但效率也高。

在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间;必须等待压缩空气等储能技术发展。

风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。

进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。

现在的风力发电还未成熟，还有相当发展空间

第8篇： 学习《风力发电原理与应用》后的心得体会

在湛蓝天空下，四周安静的时候，给人印象深刻的就是风，它从你的耳畔掠过，从你的指尖流过，胸中浊气涤荡一空，在一呼一吸之间，身心也轻盈起来。在这个空气清新、负氧离子浓密的地方，你可以自由自在地、毫无负担地呼吸。这与清洁能源的大力发展，减少大气污染有很大的关系，这也使得以风能为代表的清洁能源在近年来快速的发展。

现今调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点，我国也对可再生能源的利用,特别是风能开发利用也给予了高度重视。我国风能资源总量约42亿千瓦，技术可开发量约3亿千瓦。目前东南沿海是最大风能资源区，风能密度为200W/M2～300W/M2，大于6m/s的风速时间全年3000h以上就可取得较大经济效益。风能与其他能源相比，有其明显的优点：蕴量巨大、可以再生、分布广泛、没有污染。风能和阳光一样，是取之不尽、用之不竭的再生能源。风力发电没有燃料问题，不会产生辐射或二氧化碳公害，也不会产生辐射或空气污染。而且从经济的角度讲，风力仪器比太阳能仪器要便宜九成多。中国风能储量很大、分布面广，甚至比水能还要丰富。合理利用风能，既可减少环境污染，又可减轻越来越大的能源短缺的压力。

近年来，工程师们尝试发展其他更好的方法利用风力。风力虽不很稳定，但是比其他动力资源要来得便利，因为，风向自由、清洁、不会产生不良的副作用。而且风可以推陈出新、供应不断。利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度最快。风力发电通常有三种运行方式。一是独立运行方式，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。三是风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电力;而且，通过一个学期对《风力发电原理与应用》的学习，使得我对风力发电机组有了一定的了解，按照风轮形式分类：可分为垂直轴风力发电机组和水平轴风力发电机组。按照有无齿轮分类：可分为直驱式风力发电机和双馈式风力发电机。直驱式风力发电机是一种由风力直接驱动发电机，亦称无齿轮风力发动机，这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中属易过载和过早损坏率较高的部件，因此，没有齿轮箱的直驱式风力发动机，具备低风速时高效率、低噪音、高寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点。双馈风电机组中，为了让风轮的转速和发电机的转速相匹配，必须在风轮和发电机之间用齿轮箱来联接，这就增加了机组的总成本;而齿轮箱噪音大、故障率高、需要定期维护，并且增加了机械损耗;机组中采用的双向变频器结构和控制复杂;电刷和滑环间也存在机械磨损。双馈式风力发电机组的特点是采用了多级齿轮箱驱动有刷双馈式异步发电机。它的发电机的转速高，转矩小，重量轻，体积小，变流器容量小，但齿轮箱的运行维护成本高且存在机械运行损耗。

通过一个学期对《风力发电原理与应用》的学习，也是得我对风力发电的优越性有了更加深刻的理解，其优越性可归归结为三点：第一，建造风力发电场的费用低廉，比水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低得多;第二，不需火力发电所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可产生电力，除常规保养外，没有其他任何消耗;第三，风力是一种洁净的自然能源，没有煤电、油电与核电所伴生的环境污染问题。

更为重要的是风电资源的开发对环境来讲，利远大于弊。虽然大量的风能资源处于戈壁滩、大草原和沿海滩涂地区，给开发带来不便，但依靠后方力量的支援一定能够克服。此外，虽然风电建设要占用大面积的土地，旋转的风机叶片可能产生噪音污染等，但在荒凉地区开发风电，对社会和环境影响非常少，不占用基本农田，不存在与民争地的矛盾。因此，在这些地区的大风口建设风电，不仅可以利用荒地清洁生产电力，还可以削弱风速，减少冬春季节的扬沙浮尘天气。

第9篇： 风力发电技术与电价分析

本文主要介绍风电电价的构成，发展风力发电的必要性和现阶段我国发展风电面临的论难和机遇。通过对国内外的电力来源，能源结构，风能储量及分布，风电的社会价值等方面的评价入手阐述我国发展风电的必要性和紧迫性。

通过对风电场建设规模，风力发电成本要素，风电电价构成，减低成本途径，政府现行对风电的税收鼓励政策，现行风电产业特点和风电设备制造技术以及风电的社会效益等方面的分析，为政府，风电产业，融资领域和社会关注层面为解决风电产业中得各种矛盾以及为促进和发展风电产业建设提供理论依据和解决方案。

阐明我国积极发展风力发电事业，风电技术国产化和提高风电市场竞争力在我国具备着巨大的潜力。积极利用和发展风电这一再生能源，推动我国走可持续发展的能源之路，在我国已是势在必行。

关键词:风力发电，能源结构，政府鼓励，风电电价

1. 绪论

1.1 引言

能源，是人类生存的基本要素，也是国民经济发展的主要物质基础。随着国际工业化的进程，全球未来能源消耗预计仍将以3的速度增长，常规能源资源面临日益枯竭的窘境。进入20世纪， 由于对能源的渴求， 人们无节制地开采石油 ，煤炭， 天然气等这些埋在地层深处的维系人类生存的“能源食粮”，不仅严重地污染了我们的生存空间，恶化了自然环境，而且带来了更可怕的恶果 — 能源枯竭。进入70年代，世界能源发生危机，石油价格剧烈上涨，极大的刺激了那些能源消耗大国，使他们把研究开发其他能源放到了重要位置，要生存就必须寻求开发新能源。为此，各国政府纷纷制定自己的能源政策，给新能源开发以特殊优惠政策和政府税收补贴，从而使风能，原子能，太阳能，潮汐能，地热能等的开发利用得以迅速发展。进入21世纪，可再生能源的发展与研究将在全球的资源利用中得到越来越多的重要，可再生能源在资源消耗中也将占据越来越高的比例。

世界能源危机为风电发展提供了机遇，但由于起步较晚，存在很多不确定因素阻碍风电行业的发展。我国风电行业发展比较迅速，但与国际风电行业的发展水平还有很大差距，国内的风电发动设备主要依靠进口，对外依赖性强，虽然风电成本已下降很多，但相比火电成本的优势在短期内并不会明显突出，风电行业的发展还有很多的阻碍因素。正是风电行业投资的高风险，必然为风电行业发展带来高收益，不论是风电产业的经济效益、对社会的效益，还是我国目前奉行的可持续发展和节约战略，这些都为发电行业提供了很大的发展空间。

《中国风电产业市场发展研究及投资分析报告》根据国家统计局、国家发改委、国研网、欧洲风能协会和其他的一些权威渠道，内容丰富、翔实。在撰写过程中，运用了大量的图、表等分析工具，结合相关的经济学理论，综合运用定量和定性的分析方法，对风电行业的运行及发展趋势做了比较详细的分析，对影响行业发展的基本因素进行了审慎的剖析，报告还对国外风电行业发展迅速的国家相关政策进行了介绍和分析判断，为我国风电行业的发展提供依据和选择，是能源企业以及相关企事业单位、计划投资于风电行业的企业和风电设备业行业准确了解目前我国风电市场动态，把握风电行业发展趋势，制定企业战略的重要参考依据 1.2 风力发电的历史和现状

风能是人类最早利用的能源之一。 早在公元前 2000 年，埃及， 波斯等国就己出现帆船和风磨， 中世纪荷兰与美国已有用于排灌的水平轴风车。 中国是世界上最早利用风能的国家之一， 早在 1800 年前 ，中国就有风车提水的纪录。 下面简单介绍一下国内外现代风力机研制的历史和现状。

1.2.1中国风电的历史和现状

中国对现代风力机的研制可以追溯到二十世纪 50 年代，但有系统地研究还是从二十世纪 70 年代开始的 。中国为了解决西部草原牧区 ，东部海岛及边远山区的用电问题，国家鼓励开发离网型风力机， 国内各风电科研机构主要从事离网型的研制 ，并形成了一定的规模。 根据中国的具体情况， 重点推广了户用微型发电机， 功率一般为 1001000W ，目前已形成了一个生产， 销售 ，维修服务较完善的体系 ，部分产品出口。 这为电网不能通达 3的地区约 60 万居民解决了基本用电问题。 电灯， 电视进入千家万户， 提高了人民群众的生活质量 。据世界能源组织统计， 世界上十个最大的小型风力发电机生产企业中 ，中国占七个 。截至 2000 年底， 全国累计生产了离网型风力发电机组近二十万台。

1.3 中国风电电价定价机制的演变过程

中国的并网风电从 20 世纪 80 年代开始发展，尤其是“十一五”期间，风电发展非常迅速，总装机容量从1989 年底的4200kW增长到2008年的 1,200 万 kW ，跃居世界第四位，标志着中国风电进入了大规模开发阶段。总体看来，中国并网风电场的发展经历了三个阶段，即初期示范阶段、产业化建立阶段、规模化及国产化阶段。各阶段的电价特点及定价机制概括如下：

1.3.1 初期示范阶段(1986-1993 年)

中国并网型风电发展起步于 1986 年。1986 年 5 月，第一个风电场在山东荣成马兰湾建成，其安装的Vestas V15-55/11风电机组，是由山东省政府和航空工业部共同拨付外汇引进的。此后，各地又陆续使用政府拨款或国外赠款、优惠贷款等引进了一些风电机组，建设并网型风电场。由于这些风电场主要用于科研或作为示范项目，未进入商业化运行，因此，上网电价参照当地燃煤电价，由风力发电厂与电网公司签订购电协议后，报国家物价部门核准，电价水平在 0.28 元/kWh 左右，例如 20世纪90 年代初期建成的达坂城风电场，上网电价不足0.3元/kWh总体来说，此阶段风电装机累积容量为4200kW，风电发展的特点是利用国外赠款及贷款，建设小型示范电场。政府的扶持主要是在资金方面，如投资风电场项目及风力发电机组的研制。风电电价水平基本与燃煤电厂持平。

1.3.2产业化建立阶段(1994-2003 年)

1994年起，中国开始探索设备国产化推动风电发展的道路，推出了“乘风计划”，实施了“双加工程”，制定了支持设备国产化的专项政策，风电场建设逐渐进入商业期。这些政策的实施，对培育刚刚起步的中国风电产业起到了一定作用，但由于技术和政策上的重重障碍，中国风电发展依然步履维艰。每年新增装机不超过十万千瓦。到2003年底，全国风电装机容量仅56.84 万千瓦。

这一阶段，风电电价经历了还本付息电价和经营期平均电价两个阶段。1994 年，国家主管部门规定，电网管理部门应允许风电场就近上网，并收购全部上网电量，上网电价按发电成本加还本付息、加合理利润的原则确定，高出电网平均电价部分的差价由电网公司负担，发电量由电网公司统一收购。随着中国电力体制改革的深化，电价根据“厂网分开，竞价上网”的目标逐步开始改革。

总体来说，这一时期的电价政策呈现出如下特点：上网电价由风力发电厂与电网公司签订购电协议，各地价格主管部门批准后，报国家物价部门备案，因此，风电价格各不相同。最低的仍然是采用竞争电价，与燃煤电厂的上网电价相当，例如，中国节能投资公司建设的张北风电场上网电价为 0.38 元/千瓦时;而最高上网电价每千瓦时超过 1 元，例如浙江的括苍山风电场上网电价高达每千瓦时1.2元。

由此可见，从初期示范阶段到产业化建立阶段，电价呈现上升趋势。

1.3.3规模化及国产化阶段(2003 后)

为了促进风电大规模发展，2003年，国家发展改革委组织了第一期全国风电特许权项目招标，将竞争机制引入风电场开发，以市场化方式确定风电上网电价。截至2007年，共组织了五期特许权招标，总装机容量达到880万千瓦。

为了推广特许权招标经验，2006年国家发展改革委颁布《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》 (发改价格[2006]7号)文件，提出了“风力发电项目的上网电价实行政府指导价，电价标准由国务院价格主管部门按照招标形成的价格确定” 。根据该文件，部分省(区、市) ，如内蒙古、吉林、甘肃、福建等，组织了若干省级风电特许权项目. 1.3.4目前中国风电电价政策

随着风电的快速发展， “招标加核准”的模式已无法满足风电市场发展和政府宏观引导的现实需要。因此，在当前各地风电进入大规模建设阶段，从招标定价加政府核准并行制度过渡到标杆电价机制，是行业发展的必然，也将引导风电产业的长期健康发展。

2009年 7月底，国家发展改革委发布了《关于完善风力发电上网电价政策的通知》(发改价格[2009]1906号)，对风力发电上网电价政策进行了完善。文件规定，全国按风能资源状况和工程建设条件分为四类风能资源区，相应设定风电标杆上网电价。

1.4中国政府对风电的补贴政策

中国政府一直大力支持风电的发展，从2002 年开始，要求电网公司在售电价格上涨的部分中拿出一定份额，补贴可再生能源发电(即高出煤电电价的部分) 。 ， 电网和中国政府对风电的政策性补贴力度逐年加大，

由 2002 年的 1.38 亿元上升到 2008 年的 23.77 亿元1(见图 4) 。由此可见，中国政府的政策是鼓励可再生能源发展的，因此，中国风电迅速发展，三年间装机容量翻番。尽管如此，由于风电运行的不确定性，技术操作能力和管理水平的限制，中国风电企业的盈利仍然是微薄的。 结论

从以上分析我们可以看出，中国的风电电价变化和风电行业的发展特点密不可分。风电行业发展经历了初期示范、产业化建立、规模化及国产化、目前逐渐完善等四个阶段。与此相对应，四个阶段的风电电价基本情况为：初期示范阶段：与燃煤电价持平(不足0.3元/kWh) ;产业化建立阶段：由风力发电厂和电网公司签订购电协议确定，电价各不相同(0.38元/kWh～1.2元/kWh) ;规模化及国产化阶段：招标电价与核准电价共存，国家招标电价保持上升;目前完善阶段：四类标杆电价(0.51元/kWh，0.54元/kWh，0.58元/kWh，0.61元/kWh) 。在这期间，中国政府一直努力探索合理的风电电价市场形成机制。不同阶段的机制不同，风电电价亦有所波动，国家的指导电价逐年上升，核准电价则略微下降，这都符合中国风电产业和世界风电产业的发展规律，使中国的风电电价更趋理性。同时，可以看到，中国政府在探索风电价格机制和规范风电电价的过程中，一直给予风电行业巨大的支持， 2002年至2008年，国家对风电的补贴额从1.38亿元上升为23.77亿元， 每年都在大幅度增长，这极大地提高了投资者的积极性，促使中国的风电装机容量成倍增加，中国一跃成为风电大国。

因此，我们认为，中国政府是依据风电本身发展的客观规律、电网的承受能力来确定风电电价，在确定电价时从未考虑 CDM 因素，定价过程完全与CDM无关。但是，也应该看到，在中国风力发展的过程中，CDM对风力发电企业克服资金和技术障碍确实发挥了积极作用，如果没有CDM，中国风电发展速度不会如此迅速，更不会为减缓全球温室气体排放做出如此巨大的贡献。因此，我们希望EB在审核中国风电项目时能充分考虑和理解中国特殊的定价机制，推动全球范围内更多高质量 CDM 项目的成功注册，为减缓全球气候变化作出更多贡献。

参考文献：

1. 王双(作者) 《风力发电发展与风电电价分析研究》(文章) 2.中国风力发电网(作者) 《中国风电及电价发展研究报告》 3.作者不详 《 中国风电产业市场发展研究及投资分析报告》