江苏大学新能源--风力发电论文.doc

新能源发电技术论文
学院:电气信息工程
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风力发电论文
摘要:随着新能源日益受到人们的重视和有利的政策导向,中国风力发电行业将获得新的发展。文中介绍了风力发电机工作原理、运行方式并比较了世界和中国国内的风力发电现状,分析了风力发电产业的发展状况和趋势,展望了中国风电事业的前景。
关键词:风力发电国内外运行方式并网发展
随着科技的不断进步,社会的不断发展,能源问题将会成为未来人类必须解决的问题之一,同时可再生能源结构会成为未来能源的倾向之一。现如今风能作为一种无污染的可再生能源备受人们的关注,在一定程度上,风力发电将会成为未来最具潜力的新能源之一。
一、风力发电机工作原理
目前,在我轴式风力发电机,水平轴式风力发电机是目前技术最成熟、生产量最多的一种形式。它由叶轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。
从大的结构划分来说,风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,空气流动的动能作用在叶轮上,将动能转换成机械能, 从而推动叶轮旋转。这样就通过叶轮将风能转换为机械能,低速转动的叶轮通过传动系统由增速齿轮箱增速,将动力传递给发电机,然后由高速转动的机械能经过电机转变成电能。在这里齿轮箱可以将很低的叶轮转速(600千瓦的风机通常为27转/分)变为很高的发电机转速(通常为1500转/分)。同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出。
整个机舱由高大的塔架举起,由于风向经常变化,为了有效地利用风能,还安装有迎风装置,它根据风向传感器测得的风向信号,由控制器控制偏航电机,驱动与塔架上大齿轮啮合的小齿轮转动,使机舱始终对风(注:一般600千瓦的风机机舱总重20多吨),所以偏航系统的作用就是可以使叶轮扫掠面积总是垂直于主风向。
由于风方向的不定,所以风轮必须时刻正对风的方向,而大型的风轮是不能由人力来控制其转向的,进而在风力发电机的机舱转盘底座上安装了调向机构,以便可以随时根据需要调整风轮的转向,使发电机可以正常的工作,为人们提供能量。对于调向系统而言,其必须具有自动解缆和扭缆的保护装置,以便可以更好地工作,不致在工作中出现问题。
同时由于风有大小之分,并且风轮的直径比较大,所以在运行时,风轮的转速是比较低的。为了使其满足发电机的转速要求,技术人员便在低速的风轮轴和高速的发电机轴之间安装了增速器,增速器的功能在于使转速可以达到额定转速,这样发电机才可以正常的工作。需要注意的是并不是风速越大越好,而是要将风速控制在许可的范围内,这样风力发电机才可以正常发电。所以风电场都是具有测风装置的,其装置主要是风速仪,同时每个风力发电机还必须具备一套完整的调速装置,其作用在于当风速过大的时候,可以在一定程度上降低风速使发电机可以正常的工作,而不致于被破坏。
二、风力发电运行方式
风力发电通常有独立运行和并网运行两种运行方式。
独立运行方式
独立运行方式的风力发电机组,又称离网型风力发电机组,是把风力发电机组输出的电
能经蓄电池蓄能,再供应用户使用。如用户需要交流电,则需在蓄电池与用户负荷之间加装逆变器。5kW以下的风力发电机组多采用这种运行方式,可供边远农村、牧区、海岛、气象台站、导航灯塔、电视差转台、边防哨所等电网覆盖不到的地区利用。在容量