风力发电概况论文

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！风力发电概况论文目录引言................................................................31风力发电技术的发展历史............................................32风特性............................................................42.1风形成的原因................................................42.2近地面风特性................................................52.3脉动风特性..................................................53风力发电机组类型、结构组成、工作原理..............................63.1恒速风力发电机..............................................63.2有限变速风力发电机..........................................73.3变速风力发电机..............................................73.3.1有刷双馈异步发电机.....................................73.3.2电励磁同步发电机.......................................83.3.3永磁同步发电机.........................................94风力发电场及投资.................................................104.1风电场宏观选址程序..........................................104.2、风力发电机选址的原则......................................104.2.1、选择风能质量好的地区.................................104.2.2、要有稳定的盛行风向...................................114.2.3、风速日变化和季节变化小...............................114.2.4风力发电机高度范围内风垂直切变要小....................114.2.5、湍流强度要小.........................................114.3风能资源的评估.............................................124.4风力发电投资...............................................124.4.1政策因素对风电电价的影响..............................135风力发电技术的发展趋势...........................................136结语.............................................................142引言能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。风力发电是可再生能源领域中除水能外技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。100亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。发展风力发电对于调整能源结构、减轻环境污染、解决能源危机等方面有着非常重要的意义。1风力发电技术的发展历史风力机最早出现在三千年前,当时主要用于碾米和提水。1887-1888Brush安装了一台被现代人认为是第一台自动运行的且用于发电的风力机。它是个宠然大物——叶轮直径是17米，有144个由雪松木制成的叶片。风力机运行了约20年，用来给他家地窑里的蓄电池充电。这台发电机仅为12千瓦。这是因为低转速风机效率不可能太高。丹麦人PoullaCour随后发现了快速转动、叶片数少的风力机，在发电时比低转速的风力机效率高得多。在二次世界大战期间，丹麦工程公司安装了一批两叶片和三叶片的风机。丹麦风机制造商已经生产出了两叶片的风机，尽管所谓的“丹麦概念”是三叶片的风机。所有这些风机（与它们的前辈一样）发的是直流电。这些三叶片F.L.Smidth风机于1942年安装在Bobo岛，它们看起来很象“丹麦”风机。这些风机是风-柴系统中的一部分，给小岛供电。1951年，这些直流发电机被35kW的交流异步发电机取代，如此一来，第二台生产交流电的风机问世了。1950年，JohannesJuul在丹麦的VesterEgesborg成为了世界上开发第一台交流风力发电机的先驱。创新的200KWGedser风力发电机在1956-57年由JohannesJuul为SEAS电力公司建成，风机安装在丹麦南部的Gedser海岸。三的设计先驱。这台风力机是失速调节型风力机，JohannesJuul发明了紧急气动3的。它在无需维护的情况下，运行了11年。风力机的机舱和叶轮现在在丹麦电力博物馆中展出。1980-1981年开发的55KW风力发电机的出现是现代风力发电机工业和技术上的一个突破。随着这种风力发电机的诞生，风力发电每度电的成本下降了约RISO国家实验室开发的欧洲风Nortank55kW风力发电在八十年代初，数千台风力发电机被运送到美国加利福尼亚。Micon55kW风力发电机也是其中之一，它被运到加州PalmSprings的一个拥有一千多台风力机的大型风电场。早5尼亚有将近一半的风机来自丹麦。大约在1985年，在加利福尼亚支持计划终结是世界上最大的。1980年以来，风力发电进入了另一个大发展的时期，在世界各国都进入了2008年12装机量前五的国家分别是美国(25.17GW)，德国(23.90GW)，西班(16.75GW)，中国(12.21GW)和印度(6.45GW)。欧洲一些国家的风力发电装机容量已经占据了相当的比例，例如德国、西班牙、丹麦、荷兰等国已经具有了长期运行50kW、100kW、乃至4MW风力发电机的成功经验。随着风电装机量的增大，其配套设施，发电质量要求，控制系统和成本的要求都进一步提高，也促成了新一轮的风电技术发展高潮。2风特性2.1风形成的原因风是空气相对与地球表面的运动，主要是由于地球上各纬度所接受的太阳压梯度，使空气做水平运动，风应沿水平气压梯度方向吹，即垂直与等压线从高压向低压吹。另外，地球在不停的自转，使空气水平运动发生偏向的力，称为4地转偏向力，这种力使北半球气流向右偏转，南半球向左偏转，所以地球大气运动除受气压梯度力外，还要受地转偏向力（科里奥利力）的影响。具体到某一特定地区，自然风的形成还要受气象条件如季节、洋流，地表特征如海拔、地形和地面粗糙度等多种因素的影响。2.2近地面风特性风电场内的风特性指的是近地面大气边界层最底层100m以下气流的流动情均风特性和脉动风特性来进行研究。一般来说，这类数据由常年的气象数据记录得出。2.2.1平均风向。风向指风的方向，一般用16个方位来表示。根据气象台站提供的记录数据，按月，季节、年来统计风向变化的平均值，来判断某一地区的风向变化情况，下面以我国某一沿海城市的测风数据为例绘制出风向玫瑰图加以说明。其中，各方位辐射线的长度代表风向频度，即不同方位上记录的次数占化。2.2.2平均风速。风速是指单位时间内空气在水平方向上移动的距离，平均风有很大的关系。由范德豪芬的实验可知，周期在10min到1h范围内功率频谱曲线比较平坦，平均风速时距取在此范围内可忽略湍流引起的天气变化，我国规范规定的时距为10min。平均风速随时间和空间变化，但具有一定的统计规律，如日、月、季节变化规律。平均风速的日变化规律最为显著。除去天气变化因素的影响，秋季最大风速出现在上午10点到12点之间，冬季最大风速大多数出点到20阳辐射条件不同会有所不同。2.3脉动风特性脉动风具有随机性,5图16图23.3.1有刷双馈异步发电机7图3图489图6之间增加了单级齿轮箱，综合了DFIG和直驱PMSG系统的优点。与DGIG系统相比，减小了机械损耗；与直驱PMSG系统相比，提高了发电机转速，减小了电机体积。采用全功率变换器，平滑了并网电流，电网故障穿越能力得到提高。4风力发电场及投资对获得风力发电机组最佳气动性能和最好的经济效益有着重要意义。4.1风电场宏观选址程序形、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。六是对社会效益的评价。4.2风力发电机选址的原则4.2.1、选择风能质量好的地区10的网格尺度约为100km。这样我们可以首先做一风能资源的大体分布图，从风能区划图上再确定重点风能开发区。地方，尽量躲开高山、森林、建筑物等对风形成紊流区的地方，最大限度的利用好风能。数在5000h以上的地区。结冰、沙尘暴、大雪、盐雾等。但有时在选址时不可避免要将风力发电机安装在上述地区，这时在设计与使用时必须考虑对风力发电机进行相应的保护。4.2.2、要有稳定的盛行风向电机的布局。4.2.3、风速日变化和季节变化小风速季节变化。一年中各季各月风速大小不同。一般春冬风大，夏秋风小。风速的年变化曲线与年负载曲线变化趋势一致时，风况最为理想。4.2.4风力发电机高度范围内风垂直切变要小引起风的垂直切变的原因有热力因素也有动力因素。地面不同的粗糙度会直切变尽可能小。4.2.5湍流强度要小无规则的湍流给风力发电机带来难以预计的危害，一方面减小可利用的风能，另一方面也使风力发电机产生振动和受载不均匀，缩短风力发电机的寿命，11碍物。可能的话使得风轮比附近的障碍物高出6~7m,离开障碍物的距离也应该是障碍物高度的5~10倍。4.3风能资源的评估据，从而了解当地资源的大概情况。用基于气象站历史观测资料的统计分析方法和数值模拟方法对风能资源进行评估。在一个给定的地区内调查风能资源可划分为三种基本的风能资源评估的规模或阶段：（1）区域的初步识别以选择合适的测风位置。（2）区域风能资源估算在的风电机组安装场址。（3）微观选址位，以使风电场的全部电力输出最大，风力发电机组排布最佳。选址一般分“初步布局设计”和“具体安装地址选择”两步进行。4.4风力发电投资小时数约在2000至3000小时左右，风电单位千瓦平均造价已从10000元降到8000元左右，设备占75%左右，基础设施占20%，其他占5%。风电成本约0.45-0.6元/12机器。4.4.1我国风电鼓励政策。规定风力发电企业的增值税征收减半。原电力部1994年就颁布了风力发电场并网管理的规定，要求电网收购风电场的全部电量国家计委和科技部也在1999力部门必须全额收购风力发电”但在实际执行过程中这些政策没有很好地贯彻由于国家没有对风电上网规定具体的管理措施对差价分摊绿色电价和税收补贴等敏感问题没有具体规定所以风电的高价只能在电力系统内部如风电场所在的地区电网消化而2003年开始实行的政府特许经营将使此状况得到一些改进2003年5月经国务院批准财政部和国家税务总局联合下发文件规定对风力发电实行按增值税应纳税额减半征收的优惠政策2003年底国家发改委出台了关于风电特许权项目前期工作管理办法对风电项目所涉及的技术融资政策等都作了详尽的规定风电特许权使风电开发和利用由政府行为变成商业行为风电特许权在我国可再生能源开发历程中将是一个全新的尝试希望可以推动我国的风电事业向前迈进。4.4.1政策因素对风电电价的影响（1）各种扶持政策对降低风电上网电价均有影响但作用的大小相差悬殊（2）单一政策一般作用不大免进口零部件关税的作用较小降价幅度只有4%增值税抵扣降价作用也只有4%实施所得税2免3减半政策可使电价下降6%（3）复合政策(即多种政策组合)有较强的降价作用尤其是免关税和免增值税及所得税优惠的作用更为明显其上网电价可下降到0.45元/kWh但实践证明优惠政策越多实施难度也越大因此需要进行合理权衡和选择。综上所述风力发电场的投资是可靠的，保证了合理的利润。5风力发电技术的发展趋势随着各国政策的倾斜和科技的不断进步,世界风力发电发展迅速,展现出了广阔的前景.未来数年世界风力发展的趋势如下：（1）风力发电从陆地向海面拓展海面的广阔空间和巨大的风能潜力使得风机从陆地移向海面成为一种趋势.目前只有少数国家建立了海上风电场,但预计从2006年开始,欧洲的海上风力发电将13会大规模地起飞.（2）单机容量进一步增大自MW级风力机出现后,风力机的尺寸和发电机组的单机容量增长速度加快.截至2003年,