风力发电技术

把风能转变为电能的技术。通过风力发电机实现，利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

技术原理

风力发电的基本原理是风的动能通过风轮机转换成机械能，^{[1]再带动发电机发电转换成电能。主导的风力发电机组一般为水平轴式风力发电机，它由叶片、轮毂、增速齿轮箱、发电机、主轴、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮的作用是将风能转换为机械能，它由气动性能优异的叶片装在轮毂上所组成，低速转动的风轮由增速齿轮箱增速后，将动力传递给发电机。[2]上述这些部件都布置在机舱里，整个机舱由塔架支起。为了有效地利用风能，偏航装置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咬合的小齿轮转动，使机舱始终对向风。由于齿轮箱是在MW级风力发电机组　中过载和过早损坏率较高的部件，国外开始研　制一种直接驱动型的风力发电机组（亦称：无　齿轮风力发电机），这种机组采用多级异步电　机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮为了跟踪最佳叶片尖速比，使风电机组在　较大的风速范围内获得最佳功率输出，须对转　速或功率进行调节。常用的调节方式有两种：一种是失速调节，另一种是变桨距调节一即叶片可以绕叶片上的轴转动，改变叶片气动数据，实现功率调节。}

风力发电技术

风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板。限速安全机构是用来保证风力发电机运行安全的。限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变。塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。风力机的输出功率与风速的大小有关。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机发出的电能一般是不能直接用在电器上的，先要储存起来。风力发电机用的蓄电池多为铅酸蓄电池。

风机技术

风机叶片

风机叶片是风力发电技术进步的关键核心

风力机部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。我国风机叶片行业的发展是伴随着风电产业及风电设备行业的发展而发展起来的。由于起步较晚，我国风机叶片最初主要是依靠进口来满足市场需求的。随着国内企业和科研院所的共同努力，我国风机叶片行业的供给能力迅速提升。

风力发电市场

我国风机叶片市场已经形成外资企业、民营企业、研究院所、上市公司等多元化的主体投资形式。外资企业主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，国内企业以时代新材、中材科技、中航惠腾、中复连众为代表。截至到2008年5月，中国境内的风电机组叶片厂商共有31家。其中，已经进入批量生产阶段的公司有10家。2008年，已经批量生产的叶片公司生产能力为460万千瓦。预计2010年，这些叶片公司全部进入批量生产阶段后，综合生产能力将达到900万千瓦。

书籍

介绍

海上风力发电技术/风力发电技术丛书

市场价：￥49元

ISBN：9787122083227

出版社：化学工业

风力发电技术丛书

2010-06-01第1版2010-06-01第1次印刷

开本：16开

页数：190页

类别：电子电脑->电工无线电自动化->电工技术

图书目录

第1章海上风资源与海上风力发电发展现状

1.1海上风能与风电开发

1.1.1海上风能的特点

1.1.2海上风力发电机组的发展现状

1.1.3海上风力发电机组应具备的特点

1.2欧洲海上风力发电发展现状

1.2.1欧洲海上风电技术的发展回顾

1.2.2欧洲开发的海上项目

1.2.3欧洲开发海上风电的潜力

1.2.4欧洲发展海上风电的经验

1.3中国海上风力发电发展现状

1.3.1中国发展海上风电的自然环境

1.3.2中国风电场的发展现状

1.3.3中国海上风电发展面临的问题

1.3.4中国发展海上风电的对策

第2章海上风电开发的优劣势分析

2.1海上风电场建设

2.1.1海上风电场选址原则

2.1.2海上风电场的配置

2.1.3海上风电场的成本

2.2海上风电开发的优势

2.2.1高质量的海上风资源

2.2.2更多可以借鉴的经验

2.3海上风电开发面临的制约因素

2.3.1盐雾腐蚀对风力机的影响

2.3.2台风的影响

2.3.3海浪的载荷

2.3.4撞击的风险

2.3.5海上风电场建设的困难

2.3.6运行与维护

第3章海上风力机区别于陆上风力机的特殊性

3.1海上风力机技术路线选择

3.1.1风力机故障分析

3.1.2主要的技术路线

3.2风力机基础多样化设计

3.2.1基础设计条件要求

3.2.2常见的基础形式

3.2.3几种基础方案比较

3.2.4基础设计流程

3.3基础的施工

3.3.1重力式基础施工

3.3.2单桩式基础施工

3.3.3三脚架式基础施工

3.3.4导管架式基础施工

3.3.5群桩基础施工

3.4风力机防腐密封设计

3.4.1主要的防腐蚀措施

3.4.2海上风力机防腐措施

3.4.3海上风力机密封措施

3.4.4密封圈性能比较

3.5风力机基础防撞击设计

第4章海上风力机防台风加强设计与应对策略

4.1台风破坏的分析

4.1.1台风的形成

4.1.2台风的分布规律

4.1.3台风浪的形成和传播

4.1.4台风的主要特点及其对海上风力机的影响

4.1.5台风破坏的原因分析

4.1.6台风影响等级划分三维坐标体系

4.1.7抗台风加强设计总体思路

4.2传动链增强设计

4.3机舱罩的加强设计

4.3.1加强机舱罩连接部位

4.3.2舱内设置钢板加强筋

4.4风速风向仪选取

4.4.1灾难性气候对风电机组的破坏

4.4.2测风仪的分类及特点

4.4.3风力机风向仪的故障原因及设计原则

4.5测风仪应急预案

4.6台风期间控制策略

4.7质量阻尼器减振设计

4.7.1阻尼器的分类

4.7.2结构上使用阻尼器的特点

4.7.3阻尼器的安置形式

4.7.4海上风力机使用阻尼器的作用

第5章海上风力机发电能力优化设计

5.1风力机转速的优化

5.1.1控制过程概述

5.1.2控制目标

5.1.3控制策略分析

5.2优化模型因数分析

5.3优化设计流程

第6章海上风力机可靠性设计

6.1机械部件裕度设计

6.2紧固连接件防松防锈

6.2.1紧固连接件总体设计原则

6.2.2紧固连接件松动的原因

6.2.3防松设计基本原则

6.2.4防松措施

6.2.5防锈

6.3电气系统冗余设计

6.4电气元件降额设计

6.5电控柜体设计

6.5.1变桨系统运行环境及影响

6.5.2变桨柜设计原则及措施

6.5.3海上环境对控制系统的影响

6.5.4主控柜设计原则及措施

6.6发电机冷却方式

6.6.1冷却系统的结构和组成

6.6.2冷却系统的防护

6.6.3两种方式维护及运行对比

6.7变流器可靠性增强设计

6.7.1环境要求

6.7.2可靠性影响因素

6.7.3可靠度分配

6.7.4可靠性增强措施

第7章海上风力机的维护与可维护性设计

7.1海上风力机的维护

7.1.1安全

7.1.2叶片的维修保养

7.1.3轮毂的维修保养

7.1.4变桨轴承的维修保养

7.1.5变桨电机的维修保养

7.1.6变桨减速机与变桨小齿轮的维修保养

7.1.7变桨控制柜的维修保养

7.1.8主轴及主轴承的维修保养

7.1.9增速箱的维修保养

7.1.10高速轴刹车的维修保养

7.1.11高速轴联轴器的维修保养

7.1.12发电机的维修保养

7.1.13机舱底架的维修保养

7.1.14偏航系统的维修保养

7.1.15塔筒的维修保养

7.1.16机舱罩与导流罩的维修保养

7.1.17机组的非正常状态处理及复位方法

7.1.18废品处理

7.2可维护的风力机结构设计

7.2.1拆卸中存在的主要问题

7.2.2可维护性结构设计准则

7.2.3可维护性结构设计流程

7.2.4结构设计

7.3大部件维护专用吊装设备

7.4维修用工装设计

7.5大部件维修工艺流程

第8章海上风力机标准及认证

8.1海上风力机各种标准的对比

8.1.1IEC61400-3

8.1.2GL海上风电指南

8.1.3丹麦建议书

8.1.4DNV-OS-J101

8.1.5IECWT01

8.1.6GL指南和IEC标准对风力机载荷的对比

8.2海上风力机标准与陆上风力机标准的比较

8.2.1陆上风力机标准

8.2.2海上风力机标准

8.3海上风力机认证

8.3.1型式认证

8.3.2项目认证

第9章海上风电开发与风力机制造技术发展趋势

9.1海上风电场建设与风电开发利用的发展趋势

9.2海上风力机制造技术展望

9.2.1机组功率趋向大型化

9.2.2碳纤维叶片

9.2.3高翼尖速度

9.2.4高压直流（HVDC）技术和机组无功功率输出可控技术

9.2.5单位扫掠面积的成本曲线降低

9.2.6智能电网

附录风电专业术语汉英对照

参考文献

内容导语

本书为“风力发电技术丛书”之一。全书分为9章，全面介绍了海上风力发电技术，主要内容包括：海上风电开发的优劣势分析，海上风力机防台风加强设计与应对策略，海上风力机发电能力优化设计，海上风力机的维护与可维护性设计，海上风力机标准及认证等。希望本书的出版，能对从事海上风电开发的工程设计人员有一定的帮助。

书籍2

简介

书名：风力发电技术

风力发电技术

定价：25元

ISBN：978-7-111-47413-5

出版社：机械工业出版社

出版时间：2014-12

作者：侯雪

内容简介

本书共有9章，主要讲述风能资源分布，风能利用原理，风力发电机的结构及空气动力学原理，风电场的电气系统，风电场的控制系统，风力发电发展利用现状及未来发展前景。本书内容精练，基础理论以够用为度，浅显易懂，针对高职学生的接受能力，增强可读性；阐述了与实际应用联系紧密的理论，讲清实际应用时的注意事项、技术措施等；着重要求学生掌握基本知识点；弱化基本理论的推导，在学时有限的情况下，针对高职学生的特点，提高学生的学习兴趣。

图书目录

第1章风与风资源1

11风1

12风能资源6

本章小结10

本章习题10

第2章风力发电的特点、现状与

发展趋势11

21风力发电概述11

22风力发电的意义、特点及存在问题14

23风力发电的现状与发展趋势17

本章小结24

本章习题24

第3章风力发电机25

31风力发电的基本原理25

32风力发电系统的种类25

33风力发电机组的型式27

本章小结60

本章习题60

第4章风力发电的空气动力学基础61

41叶片的空气动力技术61

42风轮的空气动力学特性73

43风轮轴功率74

44风轮功率调节75

本章小结79

本章习题79

第5章风力发电机组的结构80

51风力发电机组概述80

52风轮84

53风力发电机组传动系统88

54机舱、主机架与偏航系统91

55其他部件94

56风力发电机组迎风技术97

本章小结101

本章习题101

第6章风电场电气系统103

61风电场概述103

62风电场集电系统106

63接地系统109

64防雷保护112

65电气保护118

本章小结120

本章习题120

第7章风力发电机组的控制

及安全121

71风力发电机组控制系统概述121

72风力发电机组控制系统的

常见类型124

73风力发电机组信号检测部分128

74风力发电机组的基本控制131

75大型风力发电机组控制系统的安全

保护功能140

76风电场的计算机监控系统143

本章小结145

本章习题145

第8章风电场远程监控与运行146

81远程监控系统概述146

82风电场远程监控系统的组成150

83风电场的运行152

84风电场的维护155

本章小结159

本章习题159

第9章海上风电场160



目录

风力发电技术91海上风电场的构成160

92海上风电场与陆上风电场的区别163

93海上风电场的建设165

94海上风力发电现状及前景169

本章小结174

本章习题174

附录与小型风力发电有关的技术标准175

参考文献178

参考资料

[1] 风力发电技术 · 中国城市低碳经济网[引用日期2012-12-21]

[2] 国家标准《风力发电机组 功率特性测试》正式发布 · 中国城市低碳经济网[引用日期2012-12-21]