风机发展和结构分析说课讲解

风机发展和结构分析后因一个叶片在1945年3月脱落而停止运行。另外，法国、前苏联和丹麦也研制过百KW级的机组，其中对后来风电机组技术发展产生过重要影响的是丹麦GEDSER200KW风电机组。从1957年运行到1966年，年平均发电量为45万KW.h，设计者采用异步发电机、定桨距风轮和叶片端部有制动翼片，这种结构方式后来成为丹麦风电机组的主流，在市场上获得巨大成功。1973年发生石油危机以后，美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，投人大量经费，动员高科技产业，利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制现代风力发电机组，开创了风能利用的新时期。20世纪70.年代到80年代中期，美国、英国和德国等国政府投入巨资开发单机容量1000KW以上的风电机组，承担课题的都是著名大企业，如美国波音公司研制了2500KW和3200KW的机组，风轮直径约为100没，塔高为80M，安装在夏威夷的瓦胡岛；英国的宇航公司和德国的MAN公司分别研制了3000KW的机组，所有这些巨型机组都未能正常运行，因其发生故障后维修非常困难，经费也难以维持，没有能够发展成商业机组，未能形成一个适应市场需求的风电机组制造产业丹麦风电技术的发展策略是政府不直接支持制造厂商，而是对购买风电机组的用户给予补贴，开始时补贴机组费的30％以后随着产业的发展，逐渐减少补贴的数额，直到取消。丹麦风能资源比较丰富，当地农民有利用风能的传统，目前仍保留了不少古代风车，世界石油危机发生以后，油价上涨，许多农民自己研制风力发电机组，额定功率约在!.10-20KW之间，安装在自己的住宅旁边，为家里的电器和照明供电，多余的风电可使家中的电表反转，减少电费负担。另外丹麦政府开始对煤电征收能源税和二氧化碳排放税，对风电的收购电价则给予补贴，使风电机组的用户从满足自家电力需求转变为向电网销售电能，获取一定的利润，购买风电机组成了一种投资方式，培育出了稳定的风电市场。为了满足农民购买风电机组的需求，丹麦的中小企业，尤其是农机制造商，如vestes和bonus等，积极开发风电机组产品，政府为了促进风电技术的发展和保证产品的安全，在里索（RISO）国家实验室内建立了风电机组试验站，并授权对符合安全要求的风电机组型号颁发认证证书，规定只有获得认证的风电机组产品才有资格得到政府的补贴。当时丹麦的产品继承了.GEDSRE200KW风电机组的设计理念，在新样机测试过程中研究人员对失速调节功率理论进行深入探讨，还就测试时发现的问题提出了解决办法，并帮助厂商改进。丹麦风电机组制造商既得到科研机构的支持，又积累了丰富的现场运行经验，而且有机会从稳定的风电市场上连续接到订单，不断对产品进行完善，单机容量逐步从小到大，一个型号技术成熟了再逐步升级，，经历过30、50、100400、600、750KW直到1000KW以上的兆瓦级机组，在市场上建立了产品性能好、可靠性高的信誉。此后，德国和西班牙等欧洲国家也相继出台了激励风电发展的政策，其核心是以长期固定的较高电价收购风电，使这些国家成为风电机组市场扩展最快的地区，丹麦的制造商也在有关国家建立了合资公司，生产丹麦晶牌的机组，在2000年世界前十名风电机组制造商的市场份额中占到90％据丹麦BTM咨询公司统计，风电的容量系数全世界平均为0.23即利用小时数为2000h.各个国家差别较大，英国约为2880h，丹麦约为2250h西班牙、荷兰和瑞典均为2100h.美国约为2000h，德国约为1882h，印度只有1800h。2000年全世界风电的发电量约373亿KW，占当年各种电源总电量15.2万亿KW的0.25℅预计2010年可能会达到1.8%,。中国风力发电的发展中国现代风力发电机技术的开发利用起源于20世纪70年代初。经过初期发展、单机分散研制、示范应用、重点攻关、实用推广、系列化和标准化几个阶段的发展，无论在科学研究、设计制造，还是试验、示范、应用推广等方面均有了长足的进步和很大的提高，并取得了明显的经济效益和社会效益，特别是在解决常规电网外无电地区农、牧、渔民用电方面走在世界的前列，生产能力、保有量和年产量都居世界第一。在21世纪开始的时候，中国还有约2000万人口没有用上电，在常规电网外，推广独立供电的风力发电机组，对解决农、牧、渔民看电视、听收音机、照明和用电动鼓风机做饭等生活用电问题。对于改善和提高当地经济，促进地区社会、文化事业发展，加强民族团结，巩固国防建设有着重大的意义。到2000年底，全国的小型风电机组生产企业有十几个，年生产能力超过3万台，产品的额定功率从0.1-10KW。2000年全国共生产各种型号的离网型风力发电机组7000多台（约1800KW）。产品以100W机组为主，占总产量的46℅.300W机组次之，占总产量的31℅。截至2000年底，全国累计生产了离网型风力发电机组19万多台。随着经济稳步发展，广大农、牧、渔民生活水平的提高，家用电器已成为家庭生活的必需品。因此，对风力发电机组的需求，也从过去的50’100W小功率机组发展到使用.300.500、1000W等较大功率的机组；在边远地区的边防连队、哨所、驻军海岛、地处野外高山的微波站、电视差转台站、气象站、公路、铁路小站、森林中、望火台、石油天然气输油管道、滩涂养殖场及沿海岛屿（全国有7000多公里的海岸线）等多数地方使用柴油或汽油发电机组供电，供电成本相当高，有些地方高达.3元KWh。而这些地方绝大部分处在风力资源丰富地区。通过采用风力2柴（汽）油联合发电系统或风电机组2光电池互补系统供电，可以既保证全天24h供电，又节约了燃料和资金，同时还减少了对环境的污染。1997年新疆风能公司购买了德国jabocs公司500KW风电机组的制造技术，随后试制出十几台500KW及600KW的样机.国家科委安排了风电科技攻关项目，对引进的大型风电机组技术进行消化吸收，为提高国产化率提供了科技支持。浙江省机电院将科技攻关的成果———200KW风电机组技术转化为商品，在样机试验成功的基础上制造了五台机组，中国航天工业总公司自主开发研制了600KW机组，南京高速齿轮箱厂也试制了两台300KW机组。国家计委在“九五”“乘风计划”中，风电机组国产化的部署是招标选定国内总装厂，然后与国外风电机组制造商合资生产。中国西安航空发动机公司与德国NORDEXNBALCKEDURR43/600公司合资，成立西安维德风电设备公司，引进NORDEXN43/600型风电机组的制造技术；中国第一拖拉机工程机械公司与西班牙MADE公司合资建立了一拖美德风电设备公司，生产600KW风电机组，2000年上半年完成样机研制，并投入小批量生产。!#)%年*月，中国第一个风电场在山东荣城并网发电，三台++’(机组是由航空部和山东省由丹麦引进的，同年!&月作为国际科技合作项目，利用比利时政府赠送的四台,&&’(机组建成平潭示范风电场。从!#)#年起全国各地陆续利用外国政府赠款或优惠贷款，引进机组建设风电场，装机容量逐年增长，规模在!万’(以上的有新疆达坂城，内蒙古辉腾锡勒（如图!",&所示），广东南澳（如图!",!所示）、惠来，辽宁东岗、丹东，吉林通榆和浙江括苍山、鹤顶山等风电场，,&&&年底全国共有,%个风电场，装