风力发电原理绪论

《风力发电原理绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风力发电原理绪论（31页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、整理ppt1 整理ppt2课程简介n第一章：绪论n第二章：风能及其转换原理n第三章：风力发电机组结构n第四章：风力发电机n第五章：风力发电机组的控制技术n第六章：垂直轴风力发电机组n第七章：离网风力发电系统整理ppt3基本要求n了解风能及其利用n掌握大型并网风力发电机组的基本结构n掌握各部件的基本原理n了解风力发电技术发展整理ppt4第一章 绪论n随着生产力和生活水平提高，世界能源消耗迅速增长在20世纪，世界人口增长4倍，而能源消耗增长16倍。n常规的化石能源储量有限，面临数量紧缺和价格提高。n化石能源开发和燃烧利用加剧了人类和地球生物生存环境的恶化。n出路是调整能源结构、开发利用清洁可再生能

2、源。地球上的能源与环境问题整理ppt5能量n能量是物质运动的一种度量，也是物质存在的一种形态，一般指其具有的做功能力。n目前，通常认为有以下六种能量形式：机械能：动能：重力势能：弹性势能：表面能：热能：电能：以及化学能、辐射能、核能。212VEmV PEmgh 212KEKX SES21TqTEmCdTeEUI整理ppt6能源n能够直接或经转换提供能量的资源称为能源。n按被利用程度分:n常规能源：开发利用时间长，技术相对成熟、能大量生产利用。n新能源：开发和利用尚在研究和推广使用。n按取得方式分：n一次能源：自然存在，可直接利用。n二次能源：经转换或加工生产的。n按短期内能否重复取得分：n可再

3、生能源n非可再生能源n就目前生产技术水平，可大规模开发利用的清洁可再生能源主要有：风能、太阳能和生物质能。整理ppt71.1 风能利用及风力发电历史n人类利用风能有资料记载的有几千年历史。早期主要是以风做为动力风帆、风车。a)帆船 b)风车 人类早期风能利用示例整理ppt81.1 风能利用及风力发电历史（续）n十九世纪晚期开始出现风力发电。n1887美国人Charles F.Brush研制出世界上第一台12kW直流风力发电机，用来给家里的蓄电池充电。n1891丹麦物理学家Poul La Cour建造了一台30KW左右的具有现代意义的风力发电机组，发出直流电，用于制氢。n1926德国科学家Alb

4、ert Betz对风轮空气动力学进行了深入研究，提出了“贝茨理论”，指出风能的最大利用率为59.3%，为现代风电机组空气动力学设计奠定了基础。n1940美国工程师Palmer Cosslett Putnam与S.Morgan Smith公司合作，制造出风电发展历史上第一个1250kW超大型的Smith-Putnam风电机组。n1942德国人Ulrich Huetter提出“叶素动量理论”。n我国风力发电始于20世纪70年代，80年代后研制并网机组。整理ppt91.1 风能利用及风力发电历史（续）a)Brush的风电机组 b)Poul la Cour的风电机组 c)Smith-Putnam的风电

5、机组早期的风电机组早期的风电机组整理ppt101.1 风能利用及风力发电历史（续）a)德国人Huetter建造的风电机组W-34 b)丹麦人Johannes Juul建造风电机组Gedser现代风电机组的先驱整理ppt111.2 中国风能资源与开发n1.2.1 风能特点n风能蕴藏量大、分布广。n风能是可再生能源。n风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。n风能的能量密度低。n不同地区风能差异大。n风能具有不稳定性。整理ppt121.2.2 我国风能资源 我国风能密度分布图整理ppt131.2.2 我国风能资源（续）我国全年风速大于 3m/s的小时数的分布图 整理ppt141.2.2 我国风能资

6、源（续）中国有效风能分布图 区别区别平均风速（米平均风速（米/每秒）每秒）分布地区分布地区丰富区丰富区6.5东南沿海、山东半岛和辽东半岛、三北北部区、松花江下游区较丰富区较丰富区5.56.5东南沿海内陆和渤海沿海、三北南部区、青藏高原区可利用区可利用区3.05.5两广沿海区、大小兴安岭地区、中部地区贫乏区贫乏区3.0云贵川和南岭山地区、雅鲁藏布江和昌都区、塔里木盆地西部区整理ppt151.2.3 风电发展概况世界风电装机容量（来源：世界风能协会（WWEA）2009世界风能报告）国家美国中国德国西班牙印度意大利法国英国葡萄牙丹麦当年装机992213800188024601338111411178

7、97673334累计装机351592601025777191491092548504521409235353497比例22.1%16.3%16.2%11.5%6.8%3.0%2.8%2.6%2.2%2.2%2009年世界风电装机最多的十个国家（MW）整理ppt161.2.3 风电发展概况（续）我国并网风电装机（除台湾省外）的增长情况 整理ppt171.2.3 风电发展概况（续）我国规划的大型（千万千瓦、百万千瓦级）风电基地分布图 整理ppt181.3 风力发电技术与发展n1.3.1 机组类型n微型、小型、中型及大型风电机组n离网型风电机组和并网型风电机组n水平轴风电机组、垂直轴风电机组 整理p

8、pt19微型、小型、中型及大型风电机组n按照额定功率的大小，可以将风电机组分为：n1）微型风力发电机组：额定功率小于1KW。n2）小型风力发电机组：额定功率1KW99KW。n3）中型风力发电机组：额定功率100KW 600KW。n4）大型风力发电机组：额定功率大于600KW。整理ppt20离网型风电机组和并网型风电机组 n按照风电机组与电网的关系，分为离网型风力发电机组和并网型风力发电机组。n1）离网型风力发电机组：一般指单台独立运行，所发出的电能不接入电网的风力发电机组。这种机组一般容量较小(常为微小型机和中型机)，专为家庭或村落等小的用电单位使用，常需要与其他发电或储电装置联合运行。n2）

9、并网型风力发电机组：一般指以机群布阵成风力发电场，并与电网联接运行的大、中型风力发电机组。整理ppt21水平轴风电机组、垂直轴风电机组 n按照风轮旋转主轴与地面相对位置的关系，风电机组分为水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组。n1）水平轴风力发电机组：风轮旋转轴与地面平行，叶片数量视用途而定。水平轴风电机组又可分为升力型和阻力型。n2）垂直轴风力发电机组：分为阻力型和升力型两大类。整理ppt22水平轴风力发电机组 水平轴风力发电机类型 整理ppt23垂直轴风力发电机组 垂直轴风力发电机类型整理ppt241.3.2 大型水平轴并网机组基本结构 n目前在并网风力发电领域主要采用水平轴风电机组形式

10、，其基本结构包括由风轮、传动系统、发电机、控制与安全系统、偏航系统、机舱、塔架和基础等组成。水平轴风电机组结构图 整理ppt251.3.3 风电技术发展 n技术发展主要在提高风能利用量（低风速、高海拔、海上、大型化、变速恒频）、改善机组性能（提高寿命、降低成本、适应恶劣气候、适应电网、智能监控、完善标准）方面，具体体现在：n1、水平轴风电机组技术成为主流n2、风电机组单机容量持续增大 n3、变桨变速功率调节技术得到广泛采用n4、双馈异步发电技术仍占主导地位n5、直驱式、全功率变流技术得到迅速发展n6、大型风电机组关键部件的性能日益提高整理ppt261.3.3 风电技术发展（续）n7、智能化控制

11、技术的应用加速提高了风电机组的可靠性和寿命n8、叶片技术发展趋势n9、风电场建设和运营的技术水平日益提高n10、恶劣气候环境下的风电机组可靠性得到重视 n11、低电压穿越技术得到应用 n12、海上风电技术成为重要发展方向整理ppt271.4 风电相关标准n现代并网型风电相关的专业技术标准大致涉及以下几方面：n风资源评估 n风电机组设计与认证 n风电场设计与运行 整理ppt281.4 风电相关标准（续）n国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）标准）标准 n风力发电系统-第一部分：设计要求 n海上风电机组设计要求 n国外主要风电标准国外主要风电标准n德国 风能转换系统的认证准则 n丹麦 风

12、机的载荷和安全标准 n挪威 海上风电机组结构设计标准 n中国主要风电标准中国主要风电标准 n中国有现行风力机械标准59个，其中并网型风力发电机组标准21个，离网型风力发电机组标准38个。n这些标准主要分为国家标准和行业标准两类。整理ppt29表1-7 IEC有关风电机组的部分标准标准号标准名发布时间IEC 61400-1风力发电系统-1:设计要求2005-1IEC 61400-2风力发电系统-2:小型风轮机的安全要求1996-1IEC 61400-3风力发电系统-3:海上风电机组设计要求2009IEC61400-11风力发电机组 第11部分：噪声测量技术2002IEC 61400-12风力发电

13、系统-12:风轮机动力性能试验1998-2IEC 61400-13风力发电系统-13：机械负载的测量2001-6IEC 61400-14风力发电机组 第14部分：声功率级和音质2005IEC61400-21风力发电机组 第21部分：电能质量测量和评估方法2001IEC 61400-23风力发电系统-23：风轮叶片的全尺寸比例结构试验2001-4IEC 61400-24风力发电系统-24:避雷装置2002-7表1-8并网型风力发电机组的部分相关标准标准代号标准名称发布时间GB/T 2900.53-2001电工术语-风力发电机组2001GB/T 18451.1-2001风力发电机组-安全要求200

14、1GB/T 18451.2-2003风力发电机组-功率特性试验2001GB/T 19960.1-2005风力发电机组-1：通用技术条件2001GB/T 19960.2-2005风力发电机组-2：通用试验方法2001GB/T 20319-2006风力发电机组-验收规范2001GB/T 20320-2006风力发电机组-电能质量测量和评估方法2001GB/T 19568-2004风力发电机组装配和安装规范2001GB/T 19069-2003风力发电机组-控制器-技术条件2003GB/T 19070-2003风力发电机组-控制器-试验方法2003GB/T 19071.1-2003风力发电机组-异步

15、发电机-1：技术条件2003GB/T 19071.2-2003风力发电机组-异步发电机-2：试验方法2003GB/T 19073-2003风力发电机组-齿轮箱2003GB/T 19072-2003风力发电机组-塔架2003JB/T 10300-2001风力发电机组-设计要求2003JB/T 10194-2000风力发电机组-风轮叶片2000JB/T 10427-2004风力发电机组-液压系统2004JB/T 10425.1-2004风力发电机组-偏航系统-1：技术条件2004JB/T 10425.2-2004风力发电机组-偏航系统-2：试验方法2004JB/T 10426.1-2004风力发电机组-制动系统-1：技术条件2004JB/T 10426.2-2004风力发电机组-制动系统-2：试验方法2004JB/T 10705-2007滚动轴承 风力发电机轴承2007JB/T 18709-2002风电场风能资源测量方法2002JB/T 18710-2002风电场风能资源评估方法2002整理ppt31思考题：n1.简述Smith-Putnam风电机组的特点n2.什么是“丹麦概念风电机组”？n3.风能具有哪些特点？n4.什么是水平轴风电机组？什么是垂直轴风电机组？n5.简述大型水平轴并网风电机组的基本结构。n6.什么是风电机组认证？