風力發電系統對風裝置的作用

『壹』 風能發電的目的和意義

目的
（1）發電
（2）風能發電是開發新能源、改善環境的重要組成部分
意義
(1)充分利用風能資源，減少常規能源的消耗，符合國家能源改革的方向。而且風能又是可再生能源(即在同一地點相距6～8倍風輪高度的距離後風能又達到原值)。取之不盡，用之不竭。
(2)風力發電場對比同規模使用燃煤電廠其向大氣排放的污染物為零，實現固體、氣體零排放。對保護大氣環境有積極作用。
(3)風力發電場比燃煤電廠可節省大量淡水資源，減少水環境污染。特別是對缺少淡水資源的沿海及乾旱地區更重要。
(4)在沿海及旅遊區風力機群也是一道風景線，可在一定程度上反映經濟、文化、環境相融洽的程度。
(5)通過實物教育，可增強公眾開發自然資源、保護環境的意識。
(6)建設風力電場對發展沿海經濟有重大意義。如建海產冷庫、開展海水淡化、進行電量季節調峰等都起到關鍵作用。

『貳』 風力發電控制系統的基本功能

（1）數據採集（DAS）功能：包括採集電網、氣象、機組參數，實現控制、報警、記錄、曲線功能等；
（2）機組控制功能：包括自動啟動機組、並網控制、轉速控制、功率控制、無功補償控制、自動對風控制、解纜控制、自動脫網、安全停機控制等；
（3）遠程監控系統功能：包括機組參數、相關設備狀態的監控，歷史和實時曲線功能，機組運行狀況的累計監測等。
1、數據採集（DAS）功能
機組運行過程中進行監測的相關參數包括：
(1）電網參數，包括電網三相電壓、三相電流、電網頻率、功率因數等。電壓故障檢測：電網電壓閃變、過電壓、低電壓、電壓跌落、相序故障、三相不對稱等。
（2）氣象參數，包括風速、風向、環境溫度等。
（3）機組狀態參數檢測，包括：風輪轉速、發電機轉速、發電機線圈溫度、發電機前後軸承溫度、齒輪箱油溫度、齒輪箱前後軸承溫度、液壓系統油溫、油壓、油位、機艙振動、電纜紐轉、機艙溫度等。
風電場遠程監控中心的上位機和塔座觸摸屏站均可實現機組的狀態監視，實現相關參數的顯示、記錄、曲線、報警等功能。
2、機組啟停、發電控制
（1）主控系統檢測電網參數、氣象參數、機組運行參數，當條件滿足時，啟動偏航系統執行自動解纜、對風控制，釋放機組的剎車盤，調節槳距角度，風車開始自由轉動，進入待機狀態。
（2）當外部氣象系統監測的風速大於某一定值時，主控系統啟動變流器系統開始進行轉子勵磁，待發電機定子輸出電能與電網同頻、同相、同幅時，合閘出口斷路器實現並網發電。
（3）風力機組功率、轉速調節
根據風力機特性，當機組處於最佳葉尖速比λ運行時，風機機組將捕獲得最大的能量，雖理論上機組轉速可在任意轉速下運行，但受實際機組轉速限制、系統功率限制，不得不將該階段分為以下幾個運行區域：即變速運行區域、恆速運行區域和恆功率運行區。額定功率內的運行狀態包括：變速運行區（最佳的λ）和恆速運行區。
當風機並網後，轉速小於極限轉速、功率低於額定功率時，根據當前實際風速，調節風輪的轉速，使機組工作在捕獲最大風能的狀態。
由於風速儀測量點的風速與作用於槳葉的風速存在一定誤差，所以轉距觀測器來預測風力機組的機械傳動轉距，在通過發電機轉速和轉距的對應關系推出轉速。ω為發電機轉速期望值。Tm為轉距的觀測值。Kopt為最佳轉速時的比例常數。
當風速增加使發電機轉速達上限後，主控制器需維持轉速恆定，風力機組發出的電功率，隨風速的增加而增加，此時機組偏離了風力機的最佳λ曲線運行。
當風速繼續增加，使轉速、功率都達到上限後，進入恆功率運行區運行，此狀態下主控通過變流器，維持機組的功率恆定，主控制器一方面通過槳距系統的調節減少風力攻角，減少葉片對風能的捕獲；另一方面通過變流器降低發電機轉速節，使風力機組偏離最佳λ曲線運行，維持發電機的輸出功率穩定。

『叄』 舉一例說明風力發電系統

技術原理

1. 該技術採用空氣洞力學原理，針對垂直軸旋轉的風洞模擬，葉片選用了飛機翼形形狀，在風輪旋轉時，它不會受到因變形而改變效率等；它用垂直直線4-5個葉片組成，由4角形或5角形形狀的輪轂固定、連接葉片的連桿組成的風輪，由風輪帶動稀土永磁發電機發電送往控制器進行控制，輸配負載所用的電能。

2. 該技術原理根據空氣片條理論，實際計算可選取垂直風機旋轉軸的切面進行計算模型，按葉片實際尺寸，每個葉片的旋轉軸心距離為N米；用CFD技術進行模擬氣動系數計算，計算原理採用離散數字方法求解翼形斷面的氣動力，用網格方法對雷諾數流動渦量分布比較形成高雷諾數下對Navier-Stokes方程進行數字模擬計算的原理結果。

3. 採用稀土永磁材料發電的原理，配套與空氣洞力學原理的風輪，採用直驅式結構進行旋轉發電。

把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發電。風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。 風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。

風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部分。（大型風力發電站基本上沒有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才會擁有尾舵）

風輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由兩只(或更多隻)螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向漿葉時，槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來製造。（現在還有一些垂直風輪，s型旋轉葉片等，其作用也與常規螺旋槳型葉片相同）

由於風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩定；所以，在帶動發電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速保持穩定，然後再聯接到發電機上。為保持風輪始終對准風向以獲得最大的功率，還需在風輪的後面裝一個類似風向標的尾舵。

鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，一般在6-20米范圍內。

發電機的作用，是把由風輪得到的恆定轉速，通過升速傳遞給發電機構均勻運轉，因而把機械能轉變為電能。

『肆』 風力發電的好處

風能是最清結、無污染的可再生能源之一。據專家們的測估，全球可利用的風能資源為200億千瓦，約是可利用水力資源的10倍。如果利用1%的風能能量，可產生世界現有發電總量8%～9%的電量。據有關部門預測，我國可利用風能資源約為16億千瓦，其中有很好利用價值的約為2 53億千瓦。

風力發電有橫軸型風力發電機和垂直軸型風力發電機兩種。風力發電裝置一般由風輪、傳動系統、發電機、儲能設備、控制保護系統和塔架等組成。它最適宜的風速范圍是6～8米/秒，當然需要有較充足和穩定的風源。通常按團米/秒最大風速設計葉片轉速，如果風速超過工作范圍時，為了保護發電機應能自動減速，當風速達到台風般的速度時，葉片則自動停止運轉。當風力機在運行中由於各種原因而甩負荷時，也會由於風葉超速而自動減速。由於採用了葉順漿機構或阻力裝置，或是由安裝在傳動軸上的緊急制動閘等方式來實現自動保護，風力發電機的單機容量越來越大，技術水平越來越高，成本越來越低。

世界上風能利用較好、發展較快、技術比較先進的是美國。美國風力發電機容量佔世界風力發電容量的一半左右。在美國加州南部和北部己分別建設了若干個大型風力發電場，擁有風力發電設備2萬台，裝機容量約60萬千瓦，年發電量20億千瓦·小時。丹麥、德國、英國、荷蘭等國家風力發電，發展也很迅速。到1994年底全世界風力發電裝機容量就達到約300萬千瓦，年發電量50億千瓦·小時。風力發電正朝著重量輕、效率高、可靠性高及大型化方向發展。

我國利用風力發電是從50年代開始的，到80年代初，微型風力發電技術趨於成熟和穩定。到1994年底我國在內蒙、新疆及沿海等地推廣小型風力發電機，並已建成13萬座。近年來，我國對風力發電也很重視，已選定在廣東、海南、福建、山東、內蒙、新疆等風力資源豐富的地區大力發展風電。目前，正在制定長遠的風力發電規劃，國家新能源政策的重點也是大力發展和加快開發利用風力發電

『伍』 風力發電機。

定義或者概念:風力發電機是將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。

風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能，發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。廣義地說，風能也是太陽能，所以也可以說風力發電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發電機。

風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風力發電機技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。[1]

風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。

風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但它不是只由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機+充電器+數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。

風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然後用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。

『陸』 風力發電是什麼原理

把風能轉變為電能是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機一般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。
風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中，已採用的發電機有3種，即直流發電機、同步交流發電機和非同步交流發電機。
風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向，從而能最大限度地獲取風能。一般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常採用鍍鋅薄鋼板。
限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設置可以使風力發電機風輪的轉速在一定的風速范圍內保持基本不變。
塔架是風力發電機的支撐機構，稍大的風力發電機塔架一般採用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由於自然界的風速是極不穩定的，風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲存起來。目前風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。
參考資料：
http://www.86ne.com/Wind/200706/Wind_75882.html
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『柒』 風力發電系統的作用

這兩個沒有直接關系，不過水手要視察的海洋區域正好建有風力發電機的話，他們至少可以通過觀察風力發電機的偏航方向也就是機頭對著的方向來判斷風向，因為風力發電機的機頭要求和風向是一致的，也就是要對風。再就是可以根據旋轉速度快慢大致能判斷風速，但是這個就只能是個大概的估計了。

『捌』 風力發電

無刷雙饋發電機，其定子有兩套繞組，一個稱為功率繞組，直接接電網；另一個稱為控制繞組，通過雙向變頻器接電網。其轉子為籠型或磁阻式結構，無需電刷和滑環，轉子的極數應為定子兩個繞組極對數之和。無刷雙饋發電機的轉子與風車連接，風車的轉速可隨風速而變化。當發電機轉速變化時，可通過變頻器改變定子控制繞組頻率，使發電機功率繞組輸出頻率保持不便。盡管這種變速恆頻控制方案是在定子電路實現的，但流過定子繞組的功率僅為無刷雙饋發電機總功率的一小部分。這種採用無刷雙饋發電機的控制方案除了可實現變速恆頻控制，降低變頻器的容量外，還可實現有功、無功功率的靈活控制，對電網而言可起到無功補償的作用，同時發電機本身沒有滑環和電刷，既降低了電機的成本，又提高了系統運行的可靠性。另外，無刷發電機可以在不同的風速下運行，其轉速可隨風速變化做相應的調制，使風力機的運行處於最佳工況，提高機組效率。缺點是定子需要兩台電機，增加了系統的復雜性和成本，實現還是比較困難。
下面說一下永磁同步發電。現在一般是說直驅永磁同步發點。傳統風力發電機組的電磁機械繫統通常包含三個主要部分：風力機、增速箱和發電機。由於傳統風力發電機轉速范圍限制，風力機和發電機之間必須用增速齒輪箱來連接。然而，增速齒輪箱一方面具有增加機組的重量、產生噪音、需要定期維護以及增加損耗等缺點，同時也降低了風能的利用效率。新型的直驅式風力發電系統採用低速永磁同步發電機，通過功率變換電路直接並入電網，大大提高系統效率。工作原理如下：風以一定的速度和攻角作用在風力機的槳葉上，使風力機產生旋轉力矩從而轉動，將風能轉變成機械能，風力機帶動與其同軸相連的永磁同步發電機轉動，將機械能轉變為電能，發出隨風速幅值和頻率都變化的交流電。發電機發出的交流電是不能直接並上電網的，需要經過變流裝置將變壓變頻的交流電轉化為與電網相位、頻率一致的交流電，然後通過變壓器接入電網。直驅永磁風力發點的缺點是：直驅式風電系統中變流器為機組的全功率，限於當前電力電子器件水平，實現大容量化難度很大。但是隨著電力電子技術的提高，將會在兆瓦級風力發電系統上得到廣泛應用。