【电气工程及其自动化】风力发电技术和前景探究

本科生毕业论文（设计）风力发电技术和前景探究二级学院信息科学与技术学院专业电气工程及其自动化完成日期2015年5月24日A基础理论B应用研究C调查报告D其他目录1绪论111课题研究的背景和意义112风能利用的潜力113风力发电的现状与发展趋势2131国外风力发电的发展2132国内风力发电的发展32中国风力发电趋势和前景421中国各地风能资源4211广东风能资源5212广东风电重点领域522风电场选址523风力发电的发展前景6231中国风力发电当前所面临的问题6232推动风能发电发展的必要性7233发展风力发电的先决条件7234风能发电发展的未来蓝图73风力发电的基本原理831风力发电的基本原理832风力发电机的分类933水平轴风力发电机的基本结构94双馈风力发电机1141双馈风力发电机的概念1142双馈电机的基本工作原理1243双馈电机的优势135风力发电站1451风力发电形式1452风力发电站电气部分14结束语15参考文献16附录17致谢风力发电技术和前景探究摘要本文首先介绍了我国的风能资源情况和我国目前的发展状况，指出了存在的主要问题；之后分析了产生这些问题的原因，明确了我国风力发电事业发展的主要措施和途径；最后详细说明了风电产业中的需要的一些关键技术。关键词风力发电；技术；前景探究THETECHNOLOGYANDEXPLORATIONPROSPECTOFWINDPOWERGENERATIONABSTRACTINTRODUCEDCHINASWINDENERGYRESOURCESANDCHINASCURRENTDEVELOPMENTSITUATION,ITPOINTSOUTTHEMAINEXISTINGPROBLEMS,ANALYZEDTHECAUSESOFTHESEPROBLEMS,MADECLEAROURWINDPOWERGENERATIONDEVELOPMENTANDMAINMEASUREANDWAY,ANDFURTHEREXPOUNDSTHEFUTUREDEVELOPMENTTRENDOFWINDPOWERGENERATIONINAFTERAREVIEWTHEDEVELOPMENTOFWINDPOWERINDUSTRY,SOMEKEYTECHNOLOGIESINVOLVEDWEREINTRODUCEDKEYWORDSWINDPOWERGENERATIONTECHNOLOGYPROSPECTOFEXPLORATION1绪论11课题研究的背景和意义随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着可再生能源法的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。国际能源研究报告表明，风能将成为发展最快的能源，到2010年风电总装机容量达到4000GW，2020年达到01TW，可满足全国电力需求的10。美国英国和德国是利用风能最好的国家。据统计，美国每年新增风电装机从2012年的1380万千瓦下降到70万千瓦。2014至2015年的新增装机也将维持在600万千瓦而不再回归到2012年的水平。我国幅员辽阔,据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦至6亿千瓦，而且中国风能分布集中有利于大规横的开发和利用。其中绝大多数机组是从丹麦、德国、美国、比利时、瑞典引进的,最大单机容量为600KW。和常规资源相比,它会缺乏竞争力1。世界经济高速发展，能源危机困扰着全世界。风能是最清洁的能源之一,风力发电是大规模利用风能最经济的方式。因此,国内外都很重视利用风能来发电,开发新能源。在各种能源中,风能是利用起来比较简单的一种，风能的利用由于简单,且机动灵活,因此有着广阔的前途。风力发电技术相对成熟、最具大规模商业开发条件、成本相对较低，具有巨大的优越性，受到各国的普遍重视，目前已经发展成为一个成熟的产业。12风能利用的潜力风能作为一种重要的可再生能源，是地球上最古老，最重要的能源之一，它具有蕴藏量巨大、可再生、分布广、无污染等特点，风力发电已成为世界可再生能源发展的重要方向。目前利用风力发电已成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度非常快。与热力发电设施不同，风力发电不需要冷却水，应用风力发电可使公用系统用水减少17，相当于不需在建设80GW的新燃煤电厂。风力发电没有燃料问题，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，又可减轻越来越严重的能源短缺的压力。13风力发电的现状与发展趋势131国外风力发电的发展随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率223，增速与2010年持平，低于2009年32的增速。由图11，可以看出世界各国的风电装机量从2000年到2011年是不断的增长的，这说明世界各国对风能的利用不断的增长，对风能资源的重视越来越高。由图12，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近2010年到2011年风电装机的增速又降为22左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提升的阶段。图11世界风电装机总量图图12世界风电每年装机量增速根据主要风力发展国的规划，未来风电仍有很大的发展间。以欧洲为例，计划到2020年实现可再生能源占总发电量的20，其中风电达到12；目前主要国家的风电覆盖率均处于较低的水平，全球平均风电占总发电量的比例仅为191，要实现12的目标，还需要增长近十倍。主要大国中风电发展较好的德国在2007年底风力发电占总发电量的434，西班牙为778，属于欧洲较高水平；而美国的风电覆盖率仅有073；总体来看，风电市场的增长相当迅速，主要增长市场将在美国、中国、印度以及欧洲部分国家2。132国内风力发电的发展中国幅员辽阔，陆疆总长2万多公里，海岸线18万多公里，风能资源丰富。根据资料统计，经济可开发的陆地风能资源大约为253GW，可利用的海洋风能资源经济可开发量大约为750GW。但是我国风电作为一个产业来说发展比较缓慢，近几年才有了较快的发展，初步具备了规模开发和建设大型风力发电厂的能力。与世界先进水平相比，我国风电发展还有一定的差距。中国的风电产业更是突飞猛进2009量年当年的装机容已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增18927万KW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图13中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，在2007年到2011年增长速度很快，期间这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，从图14我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升3。图13中国每年风电装机量示意图图14每年装机量增速示意图2中国风力发电趋势和前景21中国各地风能资源表11中国风能资源的区划丰富区较丰富区可利用区贫乏区年有效风能密度/W/M22002001501505050风速3M/S的年小时数/H500050004000400020002000占全国面积8185024风能资源潜力的多少，是风能利用的关键。中国地域辽阔，风能资源丰富，特别是东南沿海及其附近岛屿，不仅风能密度大，年平均风速也高，发展风能利用的潜力很大。根据年有效风能密度和年风速大于等于3M/S风的年累计小时数的多少,将全国分为四个区,如上表所示4。211广东风能资源广东濒临南海，有4300多公里海岸线和上千人岛屿，亚热带季候风常年长盛不衷，风力资源极为丰富，开发利用风力发电具有得天独厚的地缘优势。按目前已掌握的资料测算，风能理论贮量9698万千瓦，风力发电可装机容量达600万千瓦，与全省水电资源可开发量相近，其中汕尾、揭阳、汕头和湛江等风能资源最好。综合开发条件比较好的风电场总面积超过100平方公里，近期已具备开发条件的风电场可装机容量超过150万千瓦。如果考虑到国际上以近海风电场为主的发展方向，则广东沿海风力发电可装机容量将达3000万千瓦，风力资源潜力非常大。广东省陆上风电可装机容量约为1700万千瓦，其中风能高产区可装机容量约为700万千瓦，主要分布在沿海陆上地区。广东省沿海风电资源丰富，据估算，近海浅水区（530米）可装机容量约为10701315万千瓦。近海深水区（3050米）可装机容量约为7500万千瓦。我省风电产业起步于20世纪80年代，经过二十多年的发展，初步建立了风电场建设及运营、风电装备制造等比较完整的产业体系，奠定了良好发展基础5。212广东风电重点领域粤东地区饶平大埕、所城、海山风电场、陆丰甲湖风电场扩建工程等；粤西地区湛江徐闻勇士、灯楼角、前山、南三海丰风电场、雷州东里风电场、阳江新洲、东平风电场、阳西龙高山、文笔岭风电场、茂名中坳风电场等；珠三角地区珠海高栏岛、江门台山端芬、广海、汶村风电场等；粤北地区的云浮新兴、亚婆髻风电场等。重点开发近海30米水深内的海上风能资源，建设珠海桂山、阳江海陵岛、汕尾甲西等海上风电场项目，争取在2015年前开工建设海上风电200300万千瓦。22风电场选址第一阶段参照国家风能资源分布区划，首先在风能资源丰富地区内候选风能资源区，每一个候选区应具备以下特点有丰富的风能资源，在经济上有开发利用的可行性；有足够面积，可以安装一定规模的风力发电机组；具备良好的地形、地貌，风况品位高。第二阶段将候选风能资源区再进行筛选，以确认其中有开发前景的场址。在这个阶段，非气象学因素，比如交通、通讯、联网、土地投资等因素对该场址的取舍起着关键作用。第三阶段对准备开发建设的场址进行具体分析，做好以下工作一是进行现场测风，取得足够的精确数据。二是确保风能资源特性与待选风力发电机组设计的运行特性相匹配。三是进行场址的初步工程设计，确定开发建设费用。四是确定风力发电机组输出对电网系统的影响。五是评价场址建设、运行的经济效益。六是对社会效益的评价6。23风力发电的发展前景231中国风力发电当前所面临的问题（1）中国在选择风电场地址、合理评价资源、调查前期工作以及电网状况上人存在着不足。因为加入电网的风电将会越来越多，所以风能资源的调差以及评价工作应该进一步的深入并充分提高其准确性。在对风能资料进行整理时要将工业成分、气象灾害、运输条件、自然环境保护以及周边地貌等各方面因素的影响充分考虑进来。（2）因为风电具有不稳定性及不连续性，所以其所占比例和对电网的影响也不断加大，进而增加了电力系统在运行的过程中会遇到各种麻烦的可能性。就中国当前在电力发电的实际情况来看，大规模的风电开发无论是在技术方面还是在经济方面，都会促使电网在运行、规划以及管理上面临着巨大的挑战。必须加强风力发电与其他发电方式之间的协调性，并促进系统调控能力的提高，这样才能不断促进供电安全可靠性的增强。（3）风力能源同电网的规划、经济的发展方面缺乏协调性。电网规模通常较小且这些地区无需大量的电负荷，这就意味着中国的主要风力能源地区的风电容纳能力底，继而制约了当地风电发展。（4）风能电网建设的滞后性。我们不可忽视的问题之一便是电网的发展速度难以赶上风电的发展。就好比汽车与公路的关系，车只要有资金就可以立即买到手，但是公路的建设却需要长时间的修葺。当前风力电网调度所存在的重大问题便在于对气候的过于依赖，一旦有风就可以顺利发电，没有风一切都是枉然。近些年来，全国范围内存在着严重的气风现象，部分地区冬季限电比例已经贴近50，这也就意味着大多数风机像是在吸收太阳能，而非发电。弃风现象的产生还有一个原因便是在于电网发展的滞后。风电项目规模在不断地扩展，然后却使电网难以正常消化。有电难输是风电发展的一道不可小视的难题7。232推动风能发电发展的必要性风能是取之不尽用之不竭的，风能的利用充分中国的可持续发展战略。对风能加以合理的使用，不仅可以促进环境问题的改善，还有利于能源短缺问题也得到一定程度上的解决。另外，风电还对能源结构的调整发挥着积极作用，在电源结构中燃煤火电所占比例为75，因此采用风能这样的清洁能源是势在必行的。CO2所导致的温室效应问题也可以因风能的使用而得到一定程度上的解决，从而使得全球气候变暖的现象有所缓解。尽管中国是资源大国，但是近几年来随着中国经济的飞速发展，对能源的开采也是巨大的，风能的发展是解决中国资源供不应求问题的有效方法之一。233发展风力发电的先决条件（1）中国的风能资源十分之丰富且本身具有庞大的风电市场，粗略估计的可供使用的储量风能为10108KW，这样一来便确保了中国风电的大规模开发。（2）中国的风力发电技术的发展越来越快，中国在制造风电设备方面对之引起了高度的重视，风力发电机等一系列设备风力发电设备齐全从而推动着风力发电技术向更高一个层次迈入。（3）风电成本的降低，促使中国风电更加具有竞争力。近几年来，风电设备的国产化率不断地在提高，且风电场的规模以及风电的成本都得到了很好的改善，从而使风电的竞争力也随之有了很大的提高。（4）中国政府对风力发电领域的高度重视。鉴于对风力发电领域的重视，从而制定了一系列优越的相关这层，主要包括税收政策、产业政策、财政政策以及宏观政策等，进一步推动了风电的发展。234风能发电发展的未来蓝图风电新增装机容量连续多年快速增长，2009年以来，中国成为新增风电装机规模最多的国家。到2010年底，风电累计并网装机容量3100104KW。2010年风电发电量500108KW时，折1600T标准煤。风电装备制造能力快速提高，已具备15MW以上各个技术类型、多种规格机组和主要零部件的制造能力，基本满足陆地和海上风电的开发需要。另外，据相关调查，2012年中国风电装机已经升至全球榜首。全国并网风电装机达到5589104KW，同比增长339。在风电规模的不断扩大之下，中国的各项经济指标将会随着得到提高，从而使风电企业的竞争力以及盈利能力都将会有很大的进步。到了2030年以后，预测水资源大部分开发将会完毕，继而迎来了海上风电大大规模开发时期，并增加了“东电西送”的可能。风能作为可再生能源之一，其为中国的能源供应、能源结构调整以及气候变化的调整等方面发挥着重要作用。但与世界上其他国家相比，中国的可再生能源消费在一次能源消费中的比重，仍处于中等水平8。广东要充分利用珠三角地区人才、科研、服务机构相对较强的优势，积极发展风电服务业。发挥广东省气候中心在风资源评估、台风对风电场影响分析等领域的专业优势，加强我省风能资源测量和评估能力。广东省电力设计院、广东省电力科学研究院、中水珠江规划勘测设计有限公司等单位拓展新能源研究领域，提升在风电场选址、规划、设计、咨询方面的服务能力。优化组合社会上机械、电子电工具备实力和专业水平的维修公司，发展一批风电场建设、维护、运营为主要业务的专业技术服务队伍。鼓励广东火电、广东水电和交通部四航院等火电、水电基建安装力量和海洋水工专业建设队伍为主体，培养与发展从事近海风电场基建、安装等专业服务的海洋工程技术服务队伍。延伸广东省电力科学研究院的电力服务领域，为广东省陆上和近海风电场电力并网调试提供专业服务。鼓励风电装备制造企业与省内有关企业及高校科研院所合作建设风电技术研究院、风电检测认证中心等。广东风力发电这几十年将会迎来很大的发展9。3风力发电的基本原理31风力发电的基本原理图31风力发电基本原理图风能具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电。风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转，再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电的。依据目前风车技术，大约3M/S的微风速度便可以开始发电。风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶片和发电机两部分构成如图31所示。空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能，从而推动片叶旋转，如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连就会带动发电机发出电来。32风力发电机的分类风力发电机组是将风能转化为电能的装置，按其容量分可分为小型（10KW以下）、中型（10100KW）和大型（100KW以上）风力发电机组。按主轴与地面相对位置又可分为水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组。水平轴风力发电机是目前世界各国风力发电机最为成功的一种形式，主要优点是风轮可以架设到离地面较高的地方，从而减少了由于地面扰动对风轮动态特性的影响。它的主要机械部件都在机舱中，如主轴、齿轮箱、发电机、液压系统及调向装置等。而生产垂直轴风力发电机的国家很少，主要原因是垂直轴风力发电机效率低，需启动设备，同时还有些技术问题尚待解决。下面以大中型的水平轴风力发电机组基本结构为例子。33水平轴风力发电机的基本结构大中型风力发电机组是由叶轮、轮毂、主轴、增速齿轮箱、调向机构、发电机、塔架、控制系统及附属部件（机舱机座回转体制动器等）组成的。图32水平轴风力发电机的基本结构图（1）机舱机舱包含着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机等。（2）风轮叶片安装在轮毂上称作风轮，它包括叶片、轮毂、主轴等。风轮是风力发电机接受风能的部件。叶片是风力发电机组最关键的部件，现代风力发电机上每个转子叶片的测量长度大约为20米叶片数通常为2枚或3枚，大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。叶片可分为变浆距和定浆距两种叶片，其作用都是为了调速，当风力达到风力发电机组设计的额定风速时，在风轮上就要采取措施，以保证风力发电机的输出功率不会超过允许值。轮毂是连接叶片和主轴的零部件。轮毂一般由铸钢或钢板焊接而成，其中不允许有夹渣、砂眼、裂纹等缺陷，并按桨叶可承受的最大离心力载荷来设计。主轴也称低速轴，将转子轴心与齿轮箱连接在一起，由于承受的扭矩较大，其转速一般小于50R/MIN，一般由高强度合金钢制成。（3）增速器增速器就是齿轮箱，是风力发电机组关键部件之一。由于风轮机工作在低转速下，而发电机工作在高转速下，为实现匹配采用增速齿轮箱。使用齿轮箱可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。（4）联轴器增速器与发电机之间用联轴器连接，为了减少占地空间，往往联轴器与制动器设计在一起。（5）制动器制动器是使风力发电机停止转动的装置，也称刹车。（6）塔架塔架是支撑风力发电机的支架。塔架有型钢架结构的，有圆锥型钢管和钢筋混凝土的等三种形式，风电机塔载有机舱及转子。（7）发电机发电机是风力发电机组中最关键的部件，是将风能最终转变成电能的设备。发电机的性能好坏直接影响整机效率和可靠性。大型风电机（100150千瓦）通常产生690伏特的三相交流电。然后电流通过风电机旁的变压器（或在塔内），电压被提高至13万伏，这取决于当地电网的标准。风力发电机上常用的发电机有以下几种直流发电机，常用在微、小型风力发电机上；永磁发电机，常用在小型风力发电机上。现在我国已经发明了交流电压440/240V的高效永磁交流发电机，可以做成多对极低转速的，特别适合风力发电机；同步或异步交流发电机，它的电枢磁场与主磁场不同步旋转，其转速比同步转速略低，当并网时转速应提高。（8）调速装置风速是变化的，风轮的转速也会随风速的变化而变化。为了使风轮运转所需要额定转速下的装置称为调速装置，调速装置只在额定风速以上时调速。目前世界各国所采用的调速装置主要有以下几种可变浆距的调速装置；定浆距叶尖失速控制的调速装置；离心飞球调速装置；空气动力调速装置；扭头、仰头调速装置。（9）调向（偏航）装置调向装置就是使风轮正常运转时一直使风轮对准风向的装置。借助电动机转动机舱以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。通常在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。（10）风力发电机微机控制系统风力发电机的微机控制属于离散型控制，是将风向标、风速计、风轮转速、发电机电压、频率、电流、发电机温升、增速器温升、机舱振动、塔架振动、电缆过缠绕、电网电压、电流、频率等传感器的信号经A/D转换，输送给单片机再按设计程序给出各种指令实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、运行中机组故障的自动停机、自动电缆解绕、过振动停机、过大风停机等的自动控制。自我故障诊断及微机终端故障输出需维修的故障，由维修人员维修后给微机以指令，微机再执行自动控制程序。风电场的机组群可以实现联网管理、互相通信，出现故障的风机会在微机总站的微机终端和显示器上读出、调出程序和修改程序等，使现代风力发电机真正实现了现场无人职守的自动控制10。4双馈风力发电机41双馈风力发电机的概念双馈异步风力发电机DFIG是一种绕线式感应发电机，是变速恒频风力发电机组的核心部件，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。我们通常所讲的双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子电机，由于其定、转子都能向电网馈电，故简称双馈电机。双馈电机虽然属于异步机的范畴，但是由于其具有独立的励磁绕组，可以象同步电机一样施加励磁，调节功率因数，所以又称为交流励磁电机，也有称为异步化同步电机。同步电机由于是直流励磁，其可调量只有一个电流的幅值，所以同步电机一般只能对无功功率进行调节。交流励磁电机的可调量有三个一是可调节的励磁电流幅值；二是可改变励磁频率；三是可改变相位。这说明交流励磁电机比同步电机多了两个可调量。通过改变励磁频率，可改变发电机的转速，达到调速的目的。这样，在负荷突变时，可通过快速控制励磁频率来改变电机转速，充分利用转子的动能，释放或吸收负荷，对电网扰动远比常规电机小。改变转子励磁的相位时，由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位置上有一个位移，这就改变了发电机电势与电网电压相量的相对位移，也就改变了电机的功率角。这说明电机的功率角也可以进行调节。所以交流励磁不仅可调节无功功率，还可以调节有功功率11。42双馈电机的基本工作原理设双馈电机的定转子绕组均为对称绕组，电机的极对数为，根据旋转磁场理论，P当定子对称三相绕组施以对称三相电压，有对称三相电流流过时，会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场，这个旋转磁场的转速称为同步转速，它与电网频率及电机1N1F的极对数的关系。PPFN160同样在转子三相对称绕组上通入频率为的三相对称电流，所产生旋转磁场相对2F于转子本身的旋转速度为。PFN2260由上式可知，改变频率，即可改变，而且若改变通入转子三相电流的相序，2F2N还可以改变此转子旋转磁场的转向。因此，若设为对应于电网频率为50HZ时双馈发1电机的同步转速，而为电机转子本身的旋转速度，则只要维持，则N常数12N双馈电机定子绕组的感应电势，如同在同步发电机时一样，其频率将始终维持为不1F变。双馈电机的转差率，则双馈电机转子三相绕组内通入的电流频率应为1NS。FPNF1260上式表明，在异步电机转子以变化的转速转动时，只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率（即）的电流，则在双馈电机的定子绕组中就能产生50HZ的恒频电势。SF1所以根据上述原理，只要控制好转子电流的频率就可以实现变速恒频发电了。根据双馈电机转子转速的变化，双馈发电机可有以下三种运行状态亚同步运行状态在此种状态下，由转差频率为的电流产生的旋转磁场转1N2F速与转子的转速方向相同，因此有。2N2超同步运行状态在此种状态下，改变通入转子绕组的频率为的电流相序，12F则其所产生的旋转磁场的转速与转子的转速方向相反，因此有。2N1N同步运行状态在此种状态下，转差频率，这表明此时通入转子绕102F组的电流频率为0，也即直流电流，与普通的同步电机一样12。图41双馈风力发电机43双馈电机的优势双馈式风力机是目前世界各国风力发电的研究热点之一,我国已有部分地区的风力发电场开始使用这种风力机系统。相对于传统的恒速风力机,其性能优体现在（1）控制转子电流就可以在大范围内控制电机转差、有功功率和无功功率,参与系统的无功调节,提高系统的稳定性（2）不需要无功补偿装置（3）可以追踪最大风能,提高风能利用率（4）降低输出功率的波动和机组的机械应力（5）在转子侧控制功率因数,可提高电能质量,实现安全、便捷并网（6）其变频器容量仅占风力机额定容量的25左右,与其他全功率变频器相比大大降低变频器的损耗及投资。因此,目前的大型风力发电机组一般是这种变桨距控制的双馈式风力机,但其主要缺点在于控制方式相对复杂,机组价格昂贵。5风力发电站51风力发电形式风力发电的利用方式主要由两种一类是独立运行的供电系统，单机容量一般为01至10KW；另外一类是作为常规电网电源，商业化机组单机容量主要为150至2000KW。大功率风电机组并网发电是高效大规模利用风能的最经济的方式，已成为当今世界风力利用的主要形式。风力发电流程是自然风吹转叶轮，带动轮毂转动，将风能转变为机械能，然后通过传动结构将机械能送至发电机转子，带动转子旋转发电，实现由机械能向电能的转换，最后风力发电场将电能通过区域变电站注入电网。其能量转换过程是风能机械能电能。52风力发电站电气部分总体而言，风电场的电气部分也是由一次部分和二次部分共同组成，这一点和常规发电厂站是一样的。根据在电能生产过程中的整体功能，风电场电气一次系统可以分为四个主要部分风机组、集电系统、升压站及厂用电系统。目前，风电场的主流风力发电机本身输出电压为690V，经过机组升压变压器将电压升高到35KV或110KV，然后再并网发送出去。在风力发电场和变电所中，必须有各种电气设备必须被合理组织连接以实现电能的汇集