目录1.什么是风力发电2.发展风力发电的意义3.风力发电的基本原理4.风能利用与风力发电的历史5.风力发电机组的类型6.风力发电机组的基本结构7.对风力发电机组的性能要求第1部分什么是风力发电风力发电就是利用风力发电设备把风能转化成电能,以满足用户的电力需求。从这个描述可以看出，风力发电具有3个基本要素:风资源风力发电设备满足用户的电力需求Sewind是一家风力发电设备制造厂商第1部分什么是风力发电第2部分发展风力发电的意义第2部分发展风力发电的意义“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。中国风能储量很大、分布面广,仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。”第2部分发展风力发电的意义发展风力发电的直接好处是:安全、清结、无污染--基本不破坏人类（我们自己）的生活环境同时缓解诸如传统能源日益紧缺等问题风力发电使人类向文明又迈进了一步第3部分风力发电的基本原理“人类很早就开始使用发电技术了,发电技术是通过某种动力来带动发电机发电。传统的动力来自于水能和热能。利用水轮机将水能转化为电能的称之为水力发电；利用汽轮机将化石燃料产生的蒸汽的热能转化为电能的称之为火力发电。风能也是一种动力,也可以用来发电,我们称之为风力发电。”第3部分风力发电的基本原理就目前的技术水平来讲，风力发电的基本原理是:通过风轮把风的动能转化为机械能带动发电机旋转发出电能。风轮发电机风能机械能电能第3部分风力发电的基本原理从这个描述可以看出，要实现风能到电能的转变，风力发电设备必须具有如下2个基本要素:风轮发电机第3部分风力发电的基本原理风轮的作用是从自然界的风中捕获动能并将其转化为旋转的机械能。发电机的作用是通过电磁感应把旋转的机械能转化为电能供用户使用。第4部分风能利用与风力发电的历史人类很早就使用风能了,主要是通过风车来抽水、碾米、磨面以及船舶的助航等。中国、伊拉克、埃及都是较早利用风能的国家。第4部分风能利用与风力发电的历史受社会生产力低的影响,直到19世纪,风能的利用一直占有比较重要的地位。蒸汽机的发明与广泛应用,逐渐弱化了风车的作用。第4部分风能利用与风力发电的历史风是一种潜力很大的新能源,目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。随着传统能源的日益紧缺,生活环境的不断恶化,人类不得不重视利用风力来发电,开发新能源。第4部分风能利用与风力发电的历史利用风力发电的尝试,始于二十世纪之初。第一次世界大战后,丹麦的工程师们根据飞机螺旋桨的原理,就制造出了小型风力发电机组。之后、瑞典、苏联和美国也相继成功地研制了一些小型风力发电装置。这些小型风力发电机,容量大都在5千瓦以下,广泛使用于多风的海岛和偏僻的乡村。第4部分风能利用与风力发电的历史中国利用风能发电,始于二十世纪七十年代。当时以微小型风力发电机组为主,单机容量在50～500W不等,主要用于满足内蒙、青海等省区牧民的汲水、照明需求。直到二十世纪八十年代,才开始研制“中、大型”风力发电机组。第4部分风能利用与风力发电的历史1996年,中国实施“乘风计划”,先后在新疆、内蒙、广东、山东、辽宁、福建、浙江、河北等省区建设了19个风电场。第4部分风能利用与风力发电的历史2005年,《中华人民共和国可再生能源法》的颁布,标志着中国的风力发电事业进入了一个前所未有的发展时代。第5部分风力发电机组的类型风力发电机组的分类方法有很多种5.1按照机组的容量可划分为:小型风力发电机组中型风力发电机组大型风力发电机组我公司产品就有1.25MW、2MW、3.6MW第5部分风力发电机组的类型5.2按照机组的运行方式可划分为:离网型风力发电机组并网型风力发电机组第5部分风力发电机组的类型5.3按照机组风轮轴的状态可划分为:垂直轴风力发电机组水平轴风力发电机组近年来，水平轴风力发电机组的应用得到了长足的发展，下面这些分类方法，基本是根据水平轴风力发电机组的技术状况所给出的。第5部分风力发电机组的类型5.4按照机组风轮的叶片数目可划分为:单叶片风力发电机组双叶片风力发电机组三叶片风力发电机组多叶片风力发电机组第5部分风力发电机组的类型5.5按照机组风轮的位置可划分为:上风向风力发电机组下风向风力发电机组第5部分风力发电机组的类型5.6按照机组的控制方式可划分为:定桨距风力发电机组变桨距风力发电机组第5部分风力发电机组的类型5.7按照机组的转速与电能频率的关系可划分为:恒速恒频风力发电机组变速恒频风力发电机组第5部分风力发电机组的类型5.8按照机组驱动链的型式可划分为:直驱型风力发电机组半直驱型风力发电机组传统有齿箱型风力发电机组第6部分风力发电机组的基本结构风力发电机组虽然有很多种分类,但目前占据主导地位的却是“三叶片、水平轴、上风向、变桨、变速、恒频型风力发电机组”。Sewind的产品,就是此种类型。图6-1是这种风力发电机组的机械结构图。第6部分风力发电机组的基本结构电器控制柜叶轮塔架偏航系统双馈异步发电机齿轮箱高速轴刹车底架主轴蓄能器主轴承主冷却器变频器冷却器为风力发电机组的机械结构图齿轮箱是有齿箱风力发电机组的关键部件。齿轮箱在提升风轮转速的同时,还传递来自风轮的功率,承受着巨大的机械载荷。OB视讯注册受当代制造技术的制约,齿轮箱是风力发电机组中容易产生故障的主要部件之一。从某种意义上讲,齿轮箱运行的可靠性,直接影响风力发电机组运行的可靠性,影响风力发电机组制造厂商的信誉和品牌。第6部分风力发电机组的基本结构第6部分风力发电机组的基本结构1.25MW齿轮箱第6部分风力发电机组的基本结构2MW传动链——齿轮箱国家为风力发电机组的齿轮箱制定了专门的标准:《GB/T19073—2008风力发电机组齿轮箱》是该部件的最新标准。该标准在GB/T19073—2003基础上进行了修订。第6部分风力发电机组的基本结构国标要求: 齿轮箱的机械效率 ＞97% 齿轮箱的工作环境温度为 -40～50℃ 齿轮箱的最高温度 ≤80℃ 齿轮箱各轴承间的温度差 ≤15℃ 齿轮箱的噪音 ≤85dB(A) 齿轮箱的使用寿命（正常情况下） ≥20年 齿轮箱的保用期（正常情况下） 2年 第6部分 风力发电机组的基本结构 风轮捕获的能量最终要传递给发电机, 由发电机将其转化为电能输出给用户使用。 发电机是风力发电机组的核心部件, 是机械 能传递的终点, 也是电能输出的源头。发电 机即展现了制造厂商发电设备的辛勤劳动, 也关爱着广大用电设备的各种需求。 第6部分 风力发电机组的基本结构 6.1 发电机 第6部分 风力发电机组的基本结构 6.1 发电机 目前大型风力发电机组中的发电机主要 有: 永磁发电机、同步发电机、异步发电机 几种类型。Sewind产品中的双馈异步发电机， 就是异步发电机的一种。 第6部分 风力发电机组的基本结构 和风力发电机组一样, 发电机也有很多 种分类方法。在电力行业, 一般习惯于把发 电机分为直流发电机和交流发电机两大类。 而后者又可分为同步发电机和异步发电机两 种。 现代发电站中最常用的是同步发电机。 这种发电机的特点是由直流励磁, 既能提供有 功功率, 也能提供无功功率, 可满足各种负载 的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕 组, 其结构简单, 操作方便, 但是不能向负载提 供无功功率, 而且还需要从所接电网中汲取滞 后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须 与其他同步发电机并联, 或者并接相当数量的 电容器。这限制了异步发电机的应用范围。 第6部分 风力发电机组的基本结构 伴随着风力发电事业的蓬勃发展, MW级 以上大型风力发电机组广泛使用双馈感应电 机作为发电机。双馈感应电机的转子上也有 了独立的绕组, 定、转子均可以通交流电。 双馈感应电机既可以作为电动机运行, 也可 以作为发电机运行。当双馈感应电机作为发 电机运行时, 我们称之为双馈感应发电机 （以下简称为双馈发电机）。 第6部分 风力发电机组的基本结构 随着科学技术的不断进步和电力公司对 风力发电机组性能要求的不断提高, 双馈发电 机是否依然能够在风力发电事业中保有如此 的优势, 是一个值得高度关注的课题。 第6部分 风力发电机组的基本结构 国家也为风力发电机组的发电机编制了 国家标准，最新的版本是《GB/T 19071.1— 2003 风力发电机组 异步发电机 第1部分: 技术条件》。但这个标准是根据普通异步发 电机的性能编制的，其中一些概念已经落后 于风力发电机组的整体技术，也不能正确反 映电力公司对发电机的要求。我们热切地期 待着国家早日出台新的相关标准。 下图是Sewind的一款双馈发电机。 第6部分 风力发电机组的基本结构 双馈异步发电机 第6部分 风力发电机组的基本结构 第6部分 风力发电机组的基本结构 齿轮箱 DFIG 电机侧变流器 电网侧变流器 变流器系统 变压器 电网 双馈风电机组结构简图 控制系统是风力发电机组的灵魂。控制 系统的主要职责是: 运行管理与安全保护。 第6部分 风力发电机组的基本结构 6.2 控制系统 风力发电机组的控制系统主要由传感器、 控制器、执行机构、软件组成。 传感器就好比是我们的眼睛和耳朵, 主 要的任务是收集情报, 或者叫采集信息, 汇 报给大脑（反馈给控制器）。 第6部分 风力发电机组的基本结构 6.2.1控制系统的组成 控制器就是我们的大脑, 它在听取了传感 器的汇报后, 对当前形势作出正确分析, 并 发出指令安排下一步的工作。 执行机构就是我们的手和脚, 它只要认认 真真地完成控制器的工作计划就可以了。 第6部分 风力发电机组的基本结构 那么软件呢？ 个人认为，软件就好比是 我们所学到的文化知识，它决定了控制器分 析问题、正确决策的能力。在此，我们姑且 称之为“英明度”，那么软件版本的高低， 就代表着控制系统英明程度的高低。 第6部分 风力发电机组的基本结构 跟人类一样, 控制器和软件之间是相互依 存的, 控制器是软件的物质基础, 它既是软件 的载体, 同时也决定了软件的升级空间。就如 同并不是所有人都能获得博士学位一样。 第6部分 风力发电机组的基本结构 传感器有很多种，对于风力发电机组来讲， 大体需要如下的几种: 第6部分 风力发电机组的基本结构 风向标 风速仪 转速传感器 桨距角传感器 限位开关 油位指示器 压力传感器 振动传感器 电流互感器 电压互感器 操作开关、按钮 执行机构主要包括: 驱动装置 刹车装置 接触器 继电器 阀块 液压缸 泵 第6部分 风力发电机组的基本结构 风力发电机组要求无人值守，因此，其运行时 的调节、控制必须是全自动的，这些控制项目主要 包括: 第6部分 风力发电机组的基本结构 6.6.2 运行管理 待机（当外部环境满足启动条件 是, 风力发电机组就可以启动） 待机（当 外部环境 满足启动 条件是, 风力发电 机组就可 以启动） 待机（当 外部环境 满足启动 条件是, 风力发电 机组就可 以启动） 待机（当外部环境满足启动条件 是, 风力发电机组就可以启动） 待机（当 外部环境 待机（当 外部环境 安全保护 在发生故障时，控制系统按照预设的 安全策略进行工作，以保证风力发电机组 处于安全状态。 安全链的控制等级最高，在风力发电 机组中，往往采用失效安全的控制策略。 安全链的动作，可由下列事件触发: 风轮超速 振动超限 控制器故障 第6部分 风力发电机组的基本结构 按下急停按钮 其它主控器不能控制的故障 安全链一旦被触发断开, 将切断所有电 气系统的电源、风机脱网、叶片顺桨、高速 轴刹车。 第6部分 风力发电机组的基本结构 为了规范风力发电产业，国家制定了一 系列风力发电行业标准。其中，最基础的标 准就是《GB/T 19960.1—2005 风力发电机组 第1部分：通用技术条件》，该标准规定了对 风轮扫略面积≥40m2（相当于风轮直径 ≥7.12m）的水平轴风力发电机组的一般性技 术要求、安全要求、试验方法、检验规则、 以及储运交付等要求。这些要求，实质上也 是参考了IEC.GL等国际、国外标准制定的。 第7部分 对风力发电机组的性能要求 第7部分 对风力发电机组的性能要求