直驱型风力发电系统概述
直驱型风力发电系统概述
1引言
随着风电机组单机容量的增大，双馈型风电系统中齿轮箱的高速传动部件故障问题日益突出，于是没有齿轮箱而将主轴与低速多极同步发电机直接连接的直驱式布局应运而生；从中长期来看，直驱型和半直驱型传动系统将逐步在大型风电机组中占有更大比例，另外在传动系统中采用集成化设计和紧凑型结构是未来大型风电机组的发展趋势。在大功率变流技术和高性能永磁材料日益发展完善的背景下，大型风电机组越来越多地采用PMSG，PMSG不从电网吸收无功功率，无需励磁绕组和直流电源，也不需要滑环碳刷，结构简单且技术可靠性高，对电网运行影响小。PMSG与全功率变流器结合可以显著改善电能质量，减轻对低压电网的冲击，保障风电并网后的电网可靠性和安全性，与双馈型机组（变流器容量通常为1/3风电机组额定功率）相比，全功率变流器更容易实现低电压穿越等功能，更容易满足电网对风电并网日益严格的要求[1-2]。
中国风电行业发展迅速，但与国际发展水平还有很大差距，目前主要依靠进口，对外依赖性强；基于PMSG和背靠背双PWM变流器的直驱型风电系统是一种发展很快的技术，具有优良的性能，国外大型风电厂商已有成熟的直驱风电产品，国内在理论研究与产品性能方面，都还亟需提高与改进，因此很有必要对其涉及的关键技术进行研究。
2直接驱动型风力发电系统介绍
图1是典型的永磁直驱型变速恒频风力发电系统，包括永磁同步发电机（PMSG）和全功率背靠背双PWM变流器，无齿轮箱。PMSG通过全功率变流器直接与电网连接，通常极对数较多，低转速，大转矩，径向尺寸较大，轴向尺寸较小，呈圆环状；由于省去了齿轮箱，从而简化了传动链，提高了系统效率，降低了机械噪声，减小了维修量，提高了机组的寿命和运行可靠性；发电机通过变流器与电网隔离，因此其应对电网故障的能力更强，与DFIG风电系统相比，更容易实现低电压穿越功能。但是永磁材料目前的成本仍然较高；变流器容量较大，损耗较大，变流器的成本较高。理论上永磁体在高温时存在失磁的风险，但是近年来随着永磁材料性能的不断提高、价格的下降，PMSG+全功率变流器已经成为一种很有吸引力和应用前景的方案[3-4]。目前，Zephyros, Mitsubishi，新疆金风等在市场上有这类产品。
图1永磁直驱型变速恒频风力发电系统
针对图1的PMSG直驱型风电系统，还可以采用电励磁同步发电机(electrically excited synchronous generator，EESC)，通常在转子侧进行直流励磁。使用EESC
相比使用PMSG的优势在于，转子励磁电流可控，可以控制磁链在不同功率段获得最小损耗；而且不需要使用成本较高的永磁材料，也避免了永磁体失磁的风险，Enercon 公司主要经营这类产品。但是EESC需要为励磁绕组提供空间，会使电机尺寸更大，转子绕组直流励磁需要滑环和电刷。PMSG由于不是标准产品，在尺寸及结构上有很大的灵活性，根据磁通分布可以分为以下几类：径向磁通永磁电机(radial flux PM machine，RFPM)、轴向磁通(axial flux PM machine，AFPM)和横向磁通(transversal flux PM machine，TFPM)，其中RFPM结构简单稳固，功率密度更高，在大功率直驱型风电系统中得到了较多应用[5-7]。
目前市场上已有的直驱型风力发电系统产品，根据发电机类型、额定功率和转速以及厂家的不同，可以汇总得到表1。
表1不同厂家的直驱型风力发电系统产品
表2给出了几个厂家直驱风力发电机的比较，包括风力发电机类型、转子速度、转矩、直径、总质量、质量转矩比等。
表2几个厂家直驱风力发电机的比较
3直驱风电变流器
电力电子变流器作为风力发电与电网的接口，作用非常重要，既要对风力发电机进行控制，又要向电网输送优质电能，还要实现低电压穿越等功能；随着风力发电的快速发展和风电机组单机容量的不断增大，变流器的容量也要随之增大，因此大容量多电平变流器也开始得到应用，以下将对一些典型变流器拓扑结构进行讨论。
从图1中可以看到，典型的永磁直驱变速恒频风电系统中，采用背靠背双PWM变流器，包括电机侧变流器与电网侧变流器，能量可以双向流动。对PMSG直驱系统，电机侧PWM变流器通过调节定子侧的dq轴电流，实现转速调节及电机励磁与转矩的
解耦控制，使发电机运行在变速恒频状态，额定风速以下具有最大风能捕获功能。电网侧PWM变流器通过调节网侧的dq轴电流，保持直流侧电压稳定，实现有功和无功的解耦控制，控制流向电网的无功功率，通常运行在单位功率因数状态，还要提高注入电网的电能质量。背靠背双PWM变流器是目前风电系统中常见的一种拓扑，国内外对其研究较多，主要集中在变流器建模、控制算法以及如何提高其故障穿越能力等方面[8-9]。国外公司如ABB、Alstom，国内公司如合肥阳光电源等，均有这类变流器产品。
对直驱型风电系统，变流器拓扑的选择较多。图2是不控整流+Boost变换器+逆变拓扑结构，通过Boost变换器实现输入侧功率因数校正(power factor correction, PFC)，提高发电机的运行效率，保持直流侧电压的稳定，对PMSG的电磁转矩和转速进行控制，实现变速恒频运行，在额定风速以下具有最大风能捕获功能[10]。国外Enercon公司的直驱风电系统E82(2MW)、国内合肥阳光电源的小型并网风力机变流器使用这种拓扑。
图2不控整流+DC/DC变换+逆变拓扑
随着风电机组单机容量的不断增大，风电变流器的电压与电流等级也在不断提高，因此多电平变流器拓扑得到了广泛关注。变流器采用多电平方式后，可以在常规功率器件耐压基础上，实现高电压等级，获得更多级（台阶）的输出电压，使波形更接近正弦，谐波含量少，电压变化率小，并获得更大的输出容量。图3是直驱风电系统中三电平背靠背双PWM变流器拓扑，与两电平双PWM变流器相比，功率器件和电容增加了一倍，并额外增加了箝位二极管；直流侧电容由两个完全一样的电容串联组成，电容的中点作为变换器的箝位点，由网侧变换器保持直流侧两个电容的电压均衡。这种结构在风电中的应用目前已经比较成熟，对其的研究很多，主要集中在控制策略的优化上[11-12]。目前，世界范围内从事大功率风力发电用变流器和
高压变频器研制的一些公司，都有多电平的产品方案；ABB用于风力发电的变流器
如ACS1000，整流器采用12脉冲二极管整流，逆变器采用三电平NPC结构，器件采用IGCT；Siemens也有相似的应用，功率器件采用高压IGBT；法国ALSTOM公司采
用飞跨电容型四电平拓扑，功率器件采用IGBT，另外还基于IGCT开发出了飞跨电
容型五电平变频器。
图3三电平背靠背双PWM变流器结构
4国外直驱风电产品及应用
直驱风力发电技术是近年发展起来的先进技术，技术已经比较成熟，是未来风电技术的发展方向，目前国外生产直驱风电产品的几大厂家有Enercon、GE、ABB、Siemens等。
Enercon公司直驱风电机组采用电励磁同步发电机，直驱环形发电机，无齿轮箱，采用Enercon变流器；其中E70额定功率为2300kW，转速范围为6~21.5r/min，E82额定功率为2000kW，转速范围为 6~19.5r/min。Enercon风电机组当电网出现问题时，可以保持并网，如果需要，当故障出现时风电机组还能通过输送无功功率，实现支持电网电压的功能，在故障被修复、电网电压已经恢复后，风电机组立刻恢复供电；文献[13]提供了Enercon直驱同步电机系统－E66的仿真和测试结果，传递到电网的短路电流值只取决于变流器系统的功率等级并且可以控制，提供了电网短路期间系统输出的有功功率曲线；风电机组在故障期间提供减少的功率输出，在故障消除后，立刻传送额定功率，剩余的发电机功率不能被传送到电网侧，由于故障及随之的电压跌落，被转化为附加电阻上的热能，因此，故障对发电机机械力矩的影响被降到最低。
ABB可以提供客户定制的PMSG，功率范围为500~5000kVA，极对数为4~60甚至更多，转速范围0~2000r/min，可以适用于陆上或海上风电，转子永磁材料采用钕铁硼(NdFeB)。ABB提供低速、中速与高速永磁同步电机，低速电机对应无齿轮箱直驱应用，结构简单，可靠性高，维护量最少；中速电机对应半直驱应用，集成了低速齿轮箱，尺寸较小，维护量较少；高速电机类似于双馈电机，具有较小的尺寸，但是没有滑环，电机具有较少的维护量。Multibrid M5000海上风电机组使用PMSG与全功率变流器，额定输出功率为5.5MVA，电机转速范围为58.6~146.9r/min，包含一级行星齿轮，变速比为1:9.92，变流器具有四象限运行功能，输出功率因数范围-0.9至0.9，变流器冷却方式为水冷，变流器总效率>97.5%；除此之外还有以下几个特别的控制特征：对电网故障的“穿越功能”，无功控制能力，网侧的“STATCOM 功能”，持续和动态电压控制；电机侧变流器使用直接转矩控制，具有快速控制、鲁棒性、高可用性、高品质等优点。
GE风电的低电压穿越技术能使风电机组在主要的电网故障发生时保持并网并向电网输送无功功率，使风电机组能够满足和火力发电类似的传输可靠性标准。通过提高发电机组和控制设计，LVRT技术能使风电机组在出现严重电网扰动时可以不间断运行；WindVAR技术能够提高系统稳定性，在电网需要时快速向电网提供无功，减少电压崩溃的危险，降低电网解列的影响，LVRT和WindVAR功能可以较好地提高风电机组运行的可靠性，确保风电作为一个“好邻居”加入电网。通用电气是在低电压穿越与无功支持方面研究较早的公司，文献[14]中说明了一种风力涡轮发电机控制系统，包括在各个发电机附近相对较快的电压调整和在变电站处或风力发电的场级处相对较慢的整体无功功率调整，无功调节通常以风电场接入点电压水平为控制目标，利用风力发电机自身的无功能力达到控制电压的目的，单台风力涡轮发电机需要具备通过快速电压控制调节自身输出无功功率的功能，但是多台发电机均自行调节输出无功功率，可能加剧电压的波动，因此该专利中引入了场级无功功率调节来协调多台风力发电机的无功功率控制，获得更好的风电场电压控制效果。
从国外直驱风电产品及其应用来看，为适应新的电网规则对LVRT和无功支持的
要求，都已将这些功能集成到其产品中，可见低电压穿越与无功支持已经成为大型风电机组必须具备的重要功能之一。
5 国内直驱风电产品及应用
目前国内从事永磁直驱风电产品研发与生产的企业正在增多，有新疆金风科技、湘电风能、合肥阳光、许继集团、北京科诺伟业和沈阳工业大学风能技术研究所等。国内直驱风电机组的技术来源主要有以下几类[15]：
(1)引进国外的设计图纸和技术，或者与国外技术公司联合设计，在国内进行制造和生产，如金风科技引进的1200kW、1500kW风电机组，目前已在国内批量生产和供货；
(2)购买国外成熟的风电技术，在国内进行许可生产；
(3)与国外公司合资，引进国外的成熟技术在国内进行生产，如湘电风能等公司；
(4)利用国内大学和研究机构自行设计的风电机组进行生产，如沈阳华创、北京科诺伟业等公司。以下对国内公司直驱风电产品进行介绍与说明。
新疆金风直驱风力发电机组采用直驱永磁同步发电机与IGBT变流器，设计使用寿命20年。其中，金风82/1500kW，额定转速与转速范围为17.3(9-17.3)r/min，功率因数调节范围为-0.98至0.98可调，额定出力的功率因数≥0.98，额定输出电压690V，输出频率变化范围50±0.4Hz；金风77/1500kW，额定转速与转速范围为17.3(9-19)r/min，功率因数调节范围为-0.95至0.95可调；金风70/1500kW，额定转速与转速范围为19(9-19)r/min，额定出力的功率因数≥0.98；金风1200kW，转速范围为11-20r/min，额定出力的功率因数≥0.98（可调节，可发无功）。
湘电风能的直驱风电机组采用永磁同步发电机（直驱-无齿轮箱），具有效率高、系统可靠、维护简单、噪声小及上网电源质量好等明显优势。发电机是多极永磁发电机，直接安装在轮毂上，由永磁体提供转子励磁，所以不需要外励磁场，与带外励磁场的绕线转子比较，发电机的损耗可降低25%；定子外部装有冷却风扇，由空气冷却；发电机通有经过滤的干燥循环空气，保证了发电机内的温度均匀，当密封处稍有泄漏时，保证发电机的内部为正压，因此灰尘和盐雾不可能进入到发电机内。其中Z72/1500kW在额定功率时的转速为18r/min，Z72/2000kW在额定功率时的转速为23r/min，Z82/2000kW在额定功率时的转速为19r/min。
北京科诺伟业科技有限公司的变速恒频风力发电机组变流器（直驱式），采用先进的DSP控制和大功率变流技术，实现风电机组低转速变速运行，最大程度地吸收风能，主要应用于1MW、1.5MW、2.0MW直驱式变速恒频风电机组；具有以下功能特点：大功率变流技术，模块化并联技术，最大风能捕获技术，零冲击并网控制，无速度传感器控制技术和光纤隔离技术等。
合肥阳光电源全功率风力发电机组用变流器采用薄膜电容作为直流支撑电容，确保电容器20年寿命，具有四象限运行功能，确保风力机在低风速时多发电，模块化设计，安装维护方便，变流器冷却方式为风冷。其中WG850KFP，WG1500KFP和
WG2000KFP，额定功率分别为850kW，1500kW和2000kW，额定功率下的效率≥97%，响应时间<15ms，电网电压690V（+10%~-20%），电网频率47.5~51.5Hz。
许继集团的FBL200系列风电机组变流器适用于2MW及以下直驱式风力发电系统，不仅适合于垂直轴风电机，而且也适用于水平轴风电机系统，变流器冷却方式为强制风能或水冷。输入交流线电压有效值范围：552V～828V（六相输入，两个三相绕组相位差30°），输入交流电压频率范围：8~20Hz；输出电压适应范围：（1±10%）690V，输出频率适应范围：（50±0.5）Hz，输出额定有功功率：1.5MW，输出电流
总畸变率：THD<5%，其中奇次谐波4%，偶次谐波2%。
沈阳工业大学风能技术研究所1.5MW直驱式、混合式变速恒频风电机组采用永磁同步电机与全功率IGBT变流器，电机冷却方式为强制风冷，变流器冷却方式为水冷，具有四象限运行功能。其中SUT70-1500D为直驱型，无齿轮箱，转速范围为
12-20r/min；SUT70-1500H为混合型，半直驱，使用一级行星齿轮箱，变速比为1:8，转速范围为80-160r/min。
国内直驱风电产品目前都还没有考虑低电压穿越功能，在性能与可靠性等方面与国外产品还有一定差距，目前我国还没有相关风电机组低电压运行的强制性要求，但是即将会有类似标准出台，也说明了研究直驱风电机组变流器及其低电压穿越技术具有一定的重要性与现实意义。
6结束语
使用全功率变流器的直驱风力发电系统目前在国内的应用越来越多，但对其关键技术的研究起步较晚，技术水平目前与世界先进水平尚有较大差距；随着永磁材料价格的下降、永磁同步电机性能的提高以及风电机组单机容量的不断增大，永磁直驱风电系统在性能、可靠性和低电压穿越方面逐渐具有一定的优势，对其所涉及技术的研究在掌握永磁直驱风电系统自主知识产权、产业化方面。
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2020年中国风力发电行业现状及未来发展趋势分析
2017年中国风力发电行业现状及未来发展趋势分析 风能是一种淸洁而稳定的新能源，在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，作为 全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的方案，得到各国政府、 机构和企业等的高度关注。此外，由于风电技术相对成熟，且具有更高的成本效益和资源有 效性，因此，风电也成为近年来世界上增长最快的能源之一。 1、全球发展概况 2016年的风电市场由中国、美国、徳国和印度引领，法国、上耳其和荷兰等国的表现 超过预 期，尽管在年新增装机上，2016年未能超过创纪录的2015年，但仍然达到了一 个相当令人满意的水平。根据全球风能理事会发布的《全球风电发展年报》显示，2016年 全球风电新增装机容量 54.600MW,同比下降14.2%,英中，中国风电新增装机容量达 23328MW （临时数据）,占2016年全球 风电新增装机容量的42.7%o 到2016年年底， 全球风电累计装机容量达到486J49MW,累计同比增长 12.5%。其中，截至2016年底, 中国总量达到16&690MW （临时数据），占全球风电累计装机总量的34.7%。 2001-2016年全球风电装机置计容量 450.000 400.000 350.000 300.000 土 250.000 W 200.000 150,000 1W.OOO 50.000 数据来源：公开资料整理 ■ ■ ■ ■ ■ 11 nUr l ■蛊计装机容蚤
按照2016年底的风电累计装机容量计算，全球前五大风电市场依次为中国、美国、徳国、印度和西班牙，在2001年至2016年间，上述5个国家风电累计装机容量年均复合增长率如下表所示： 数据来源：公开资料整理 2、我国风电行业概况 目前，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。根据全球风能理事会（Global Wind Energy Council）统讣数据，全球风电累计装机容量从截至2001年12月31 日的23.9OOMW增至截至2016年12月31日的486.749MW,年复合增长率为22.25%, 而同期我国风电累计装机容量的年复合增长率为49.53%,增长率位居全球第一：2016年，我国新增风电装机容量23328MW （临时数据），占当年全球新增装机容量的42.7%,位居全球第一。 （1）我国风能资源概况 我国幅员辽阔、海岸线长,陆地而积约为960万平方千米,海岸线（包括岛屿）达32,000 千米，拥有丰富的风能资源，并具有巨大的风能发展潜力。根据中国气象局2014年公布的最新评估结果，我国陆地70米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为72亿千瓦，风功率密度达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为50 亿千瓦；80米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为102亿千瓦，达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为75亿千瓦。 ①风能资源的地域分布 我国的风能资源分布广泛，苴中较为丰富的地区主要集中在东南沿海及附近岛屿以及北部（东北、华北、西北）地区，内陆也有个别风能丰富点。此外，近海风能资源也非常丰富。 A. 沿海及其岛屿地区风能丰富带：沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10千米宽的地带，年风功率密度在200瓦/ 平方米以上，风功率密度线平行
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逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，逆变器的高效运行也显得非常重要。 产品包括 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源 二、并网发电系统 可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。 因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，
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风力发电概况论文 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
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目录 引言 (4) 1 风力发电技术的发展历史 (5) 2 风特性 (6) 风形成的原因 (6) 近地面风特性 (7) 脉动风特性 (8) 3 风力发电机组类型、结构组成、工作原理 (8) 恒速风力发电机 (9) 有限变速风力发电机 (9) 变速风力发电机 (10) ........................................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 4 风力发电场及投资 (13) 风电场宏观选址程序 (13)
、风力发电机选址的原则 (14) ........................................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 ........................................... 错误!未定义书签。 风力发电机高度范围内风垂直切变要小 (15) (15) 风能资源的评估 (15) 风力发电投资 (16) 政策因素对风电电价的影响 (17) 5 风力发电技术的发展趋势 (18) 6 结语 (19) 引言 风能是取之不尽、用之不竭、洁净无污染的可再生能源。可再生能源包括风能、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。近年来越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球可用来发电的风能资源有100亿千瓦，比地球上可开发利用的
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风力发电现况以及未来发展趋势 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 一、国外发展状况 目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计，约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。 二、国内发展现状 经过前几年的低谷期，国内的风电市场正在迎来新的发展期，特别是在节能减排、环境治理的趋势下，国家出台的一系列政策，使得风电产业站上了风口。 （一）我国风电发展进入新阶段 风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来，全球资源环境约束加剧，气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计，截至2013年年底，世界上开发风能的国家已经达到103个，年发电量达到6400亿千瓦时，占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策措施的推动下，经过十年的发展，我国的风电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底，我国风电装机只有50万千瓦，排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦，占当年世界新增容量的45%；累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%，两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦；累计并网容量达到7716万千瓦，占全国电源总装机容量的%。今年1至9月，我国风电新增并网容量858万千瓦；到9月底，累计并网容量8497万千瓦，同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦，从而提前一年完成“十二五”规划目标，风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%，连续两年超过核电，成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。 （二）财政优惠 根据财政部文件，为鼓励利用风力发电，促进相关产业健康发展，自2015年7月1日起，对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示，这项政策实际并非新政，2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时，就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂，因此，相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策，把之前的资源综合利用的目录作废，并对风电提出来单独进行了规范说明。 分析人士表示，这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来，从国家发改委、国家能源局到国家电网公司，再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日，国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划，项目共计3400万千瓦，超出业界预期；5月下旬，国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》，对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区，不安排新项目。 （三）风电企业业绩逐步向好 近期，A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日，A股风力发电概念板块23家公司（以设备制造商为主）中，有9家已预告或发布中报业绩情况，除1家净利润变动幅度为负，其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中，
100kW光伏并网发电系统典型案例解
100kW光伏并网发电系统典型案例解 100kW光伏并网发电系统典型案例解析 1、项目地点分析 本项目采用光伏并网发电系统设计方案，应用类别为村级光伏电站项目。项目安装地为江西，江西位于位于中国的东南部,长江中下游南岸。地处北纬24°29′-30°04′，东经113°34′-118°28′之间。项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′。根据查询到的经纬度在NASA上查询当地的峰值日照时间如下： (以下数据来源于美国太空总署
根据项目所在地理位置坐标，项目所在地坐标为项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′，光伏组件安装最佳倾角为20°如下图所示： 2.3组件阵列间距及项目安装面积 采用260Wp的组件，组件尺寸为1650*990*35mm，共用400块太阳能电池板， 总功率104kWp。根据下表公式可以计算出组件的前后排阵列间距为2.4m，单 块组件及其间距所占用面积为2.39㎡。
104kWp光伏组件组成的光伏并网发电系统占地面积为2.39*400=956㎡,考虑到安装间隙、周围围墙等可能的占地面积，大约需要1000㎡。 3、光伏支架 本项目为水平地面安装，采用自重式支架安装方式。自重式解决方案适用于平屋顶及地面系统。利用水泥块压住支架底部的铝制托盘，起到固定系统的作用。
中国风能发展前景广阔
中国风能发展前景广阔 中国目前正处在工业化和城市化发展阶段，现阶段经济增长需要有足 够的能源供应，同时还要满足环境约束。因此，开发新技术新能源，从而优化 能源结构，对中国是一个必须的选择。尤其是在中国石油对外依存不断增大（2010 达到55%），油荒、电荒、气荒等问题接连出现，中国政府提出在2005 年基础上减少40%-45%的碳强度目标的背景下，为了保障能源安全和应对气候变化问题，中国本身具有发展新能源产业的经济动力。 中国有非常丰富的可再生资源，新能源产业的规模迅速扩大。中国的风 能资源很丰富，发展潜力很大。如中国陆地风能（高度50 米）有23.8 亿千瓦，海洋风能大概有2 亿千瓦左右。近年在国家政策的支持下，发电产业取得 快速发展，2010 年底，中国投入运营的风电发电装机容量达到了41800 兆瓦，同比增长62%，超过美国，成为全球风电装机最大的国家。 中国成为风电大国，但还不是风电强国。 近年来，虽然中国风电产业取得了快速发展，但产业整体技术水平与市 场规模不相适应，自主研发不足，产品更新换代太慢等。虽然国内企业已基本 掌握兆瓦级风电机组的制造技术，许多主要零部件国内也能够自己制造。但 是，大功率风机的核心配件的核心技术基本上仍被国外厂商控制。中国的风电 设备制造业需要从技术上与风电规模相适应，做到大而强。 另外，电网接入技术也是制约中国风能发展的主要因素，风电间歇式发 电特点对电网容纳能力提出挑战。中国仅2010 年一年新增风电装机容量就达到1800 多万千瓦，累计装机容量突破了4400 万千瓦，而电网跟不上风电装机的快速发展。风电上网对电网的稳定、备用和长距离输送均有很高的要求，且具有
光伏并网发电系统设计复习过程
光伏并网发电系统设 计
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。
R L U 图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC 变换器和后级的DC-AC 逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST 结构,主要完成系统的MPPT 控制;DC-AC 部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz 交流电。设计采用单片机SPWM 调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT 原理及电路设计 3.1 MPPT 原理
中国风力发电的发展现状及未来前景要点
中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率22.3%，增速与2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中国风电装机量62364MW，远远超过世界其他各国装机量，而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近两年风电装机的增速又降为22%左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提
升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图
图表 3 世界风电每年装机量增速
图表 4 总装机量各国所占份额
图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，图8 中，我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图
并网光伏发电系统
并网光伏发电系统 并网太阳能光伏发电系统是由光伏电池方阵并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。并网太阳能光伏发电系统相比离网太阳能光伏发电系统省掉了蓄电池储能和释放的过程，减少了其中的能量消耗，节约了占地空间，还降低了配置成本。值得申明的是，并网太阳能光伏发电系统很大一部分用于政府电网和发达国家节能的案件中。并网太阳能发电是太阳能光伏发电的发展方向，是21世纪极具潜力的能源利用技术。 并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，因而没有太大发展。而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。 概述 太阳能发电是传统发电的有益补充，鉴于其对环保与经济发展的重要性，各发达国家无不全力推动太阳能发电工作，如今中小规模的太阳能发电已形成了产业。太阳能发电有光伏发电和太阳能热发电 2 种方式，其中光伏发电具有维护简单、功率可大可小等突出优点，作为中、小型并网电源得到较广泛应用。并网光伏发电系统比离网型光伏发电系统投资减少25 %。将光伏发电系统以微网的形式接入到大电
网并网运行，与大电网互为支撑，是提高光伏发电规模的重要技术出路，并网光伏发电系统的运行也是今后技术发展的主要方向，通过并网能够扩张太阳能使用的范围和灵活性。 特点及必要条件 在微网中运行，通过中低压配电网接入互联特/超高压大电网，是并网光伏发电系统的重要特点。并网光伏发电系统的基本必要条件是，逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。 并网光伏发电系统分类 1、有逆流并网光伏发电系统 有逆流并网光伏发电系统：当太阳能光伏系统发出的电能充裕时，可将剩余电能馈入公共电网，向电网供电（卖电）；当太阳能光伏系统提供的电力不足时，由电能向负载供电（买电）。由于向电网供电时与电网供电的方向相反，所以称为有逆流光伏发电系统。 2、无逆流并网光伏发电系统 无逆流并网光伏发电系统：太阳能光伏发电系统即使发电充裕也不向公共电网供电，但当太阳能光伏系统供电不足时，则由公共电网向负载供电。 3、切换型并网光伏发电系统 所谓切换型并网光伏发电系统，实际上是具有自动运行双向切换的功能。一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及自身故障等导致发电量不足时，切换器能自动切换到电网供电一侧，由电网向负载供电；二是
风力发电及风电并网技术现状与展望
风力发电及风电并网技术现状与展望 发表时间：2017-11-24T11:26:50.037Z 来源：《防护工程》2017年第17期作者：刘文华[导读] 如二滩送出安全稳定控制、华中—西北直流背靠背联网安全稳定控制、三峡发输电系统安全稳定控制。 陕西黄河能源有限责任公司陕西 710061 摘要：近年来,越来越多的风电场开始接入更高电压等级电网。风电的大规模接入对电网的运行带来诸多方面的影响,如电网安全稳定、风电送出、调频调峰、电能质量、备用安排、运行单位众多协调困难等问题,不仅影响到电网的安全运行,也影响到电网接纳风电的能力。通过对风电进行有效的控制,可以在现有的网架结构、电源结构、负荷特性、风电预测水平、风机制造技术水平等条件下,提高电网接纳风电的 能力,保证电网的安全稳定运行。 关键词：风电并网；控制技术；现状 1电网风电控制现状 1.1电网安全稳定控制现状安全稳定控制是提高电网输送能力,保证电网安全稳定运行的重要手段,目前在电网中已有大量的应用。如二滩送出安全稳定控制、华中—西北直流背靠背联网安全稳定控制、三峡发输电系统安全稳定控制、江苏苏北安全稳定控制等。但国内电网用于提高风电送出能力的电网安全稳定控制系统还处于探索阶段,如甘肃嘉酒电网区域稳定控制系统、承德地区风电电网安全稳定控制系统等。其实现方法都是在电网故障情况下,通过采取紧急控制措施来提高正常情况下的风电送出能力。风电场往往远离负荷中心,而这些地区的网架结构一般比较薄弱,电网送出能力有限。如甘肃酒泉千万千瓦级风电基地目前已实现风电并网5600MW左右,到2015年风电装机容量将大于12000MW,但刚投产的750kV送出通道,以及原有的330kV送出通道,由于电网安全稳定问题,送出能力不能满足需求。因此,考虑风电特性的电网安全稳定控制系统还有待进一步研究和探索。 1.2风电有功控制现状 风电发展初期,从电网角度,一般将其作为负的负荷考虑,通过采取一些手段,提高电网接纳风电能力,不考虑控制风电。随着风电的快速发展,通过其他手段,如改善负荷特性、优化开机方式、部署安全稳定控制提高风电送出能力等,提高电网接纳能力已经不能满足风电全部并网的需求,需要控制风电。 电网公司在控制风电有功时,初期采取调度员人工控制的模式,经过一段时间的运行,发现人工控制存在如下问题:a)若调度端调节不及时,将威胁电网安全。b)场站端调节速率慢,电网需要留较大的裕度保证安全。c)在电网最大允许及风电出力一定的情况下,由于风电出力的随机性、间歇性,人工控制难以根据各风电场来风情况实时优化控制,易造成分配不公,且难以保证风电出力的最大化。d)风电运行单位众多,调度员压力较大。e)各风电场看不到其他风电场的计划及出力,不利于网源和谐。因此,风电有功控制需考虑电网的约束条件,实时计算电网最大可接纳风电能力,根据接纳能力的变化以及各风电场当前出力和风电场提出的加出力申请、风电功率预测,利用各风电场风资源的时空差异优化计算各风电场的计划,并下发至各风电场,各风电场有功功率控制装置根据该计划值进行控制。 1.3风电无功控制现状 目前国内实际投产应用的无功电压控制技术和装置,主要是通过对常规电厂、变电站的调节来实现无功电压控制的,并未将风电场纳入进来进行调节控制。风电的随机性和间歇性易造成电网电压波动大,无功补偿设备投切频繁,传统电压调节控制方式已不再适用。目前国内电网对风电场接入的技术管理规范均是针对单个风电场并网点的技术指标进行考核的。一般要求首先充分利用风电机组的无功容量及其调节能力,仅靠风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要的,需在风电场集中加装无功补偿装置。实际运行的风电场都是根据自身并网点的考核指标进行无功电压控制来满足电网要求2风电场的控制现状 2.1风电场有功功率控制 由于风机协议的开放性差,目前风电场的有功功率控制功能模块一般部署在风机厂商提供的风电场集控系统上,对于由多种类型风机组成的风电场,其集控系统一般有多个。由于风电场的集控系统厂商众多,技术水平不一,而且风电场集控主站与风机自身的控制单元经常会出现通信异常,另外风电场的集控系统与常规电厂不同,其可靠性一般较低。即使在集控系统出现问题时,风电机组依然能够并网发电,因此单独依靠集控系统来调节风电场的有功功率,其可靠性不高,手段单一,难以满足电网控制需求。特别是紧急控制情况下,需要引入后备控制措施,所以风电场的有功控制一般采取如图1所示的模式。 图1 2.2风电场的无功电压控制 目前,风电场主要由双馈和直驱风电机组组成。从机组能力来看,双馈和直驱风电机组本身具备一定连续可调的无功功率范围。但由于国内风电机组一般采用恒功率因数控制模式,不具备机端电压调节功能,并且机组功率因数只能在停机状态下进行设定,不可在线调节,这对于保持系统的电压稳定性是非常不利的。
2020风力发电行业趋势及存在的问题
2020年风力发电行业趋势及存在的问题 2020年
目录 1.风力发电行业前景趋势 (4) 1.1中东部和南方地区陆上风能资源开发加速 (4) 1.2海上风电建设加快 (4) 1.3行业协同整合成为趋势 (5) 1.4生态化建设进一步开放 (5) 1.5呈现集群化分布 (6) 1.6行业发展需突破创新瓶颈 (7) 2.风力发电行业现状 (9) 2.1风力发电行业定义及产业链分析 (9) 2.2风力发电市场规模分析 (11) 2.3风力发电市场运营情况分析 (12) 3.风力发电行业存在的问题 (15) 3.1零部件制造不平衡 (15) 3.2整机制造产能过剩 (15) 3.3技术有缺失、产品质量存隐患 (15) 3.4行业服务无序化 (16) 3.5产业结构调整进展缓慢 (16) 3.6供给不足，产业化程度较低 (17) 4.风力发电行业政策环境分析 (18) 4.1风力发电行业政策环境分析 (18)
4.2风力发电行业经济环境分析 (18) 4.3风力发电行业社会环境分析 (18) 4.4风力发电行业技术环境分析 (19) 5.风力发电行业竞争分析 (20) 5.1风力发电行业竞争分析 (20) 5.1.1对上游议价能力分析 (20) 5.1.2对下游议价能力分析 (20) 5.1.3潜在进入者分析 (21) 5.1.4替代品或替代服务分析 (21) 5.2中国风力发电行业品牌竞争格局分析 (22) 5.3中国风力发电行业竞争强度分析 (22) 6.风力发电产业投资分析 (23) 6.1中国风力发电技术投资趋势分析 (23) 6.2中国风力发电行业投资风险 (23) 6.3中国风力发电行业投资收益 (24)
(完整版)我国风力发电的发展现状
我国风力发电的发展现状我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m 高度层风能资源总量为3226 GW，其中陆上可开采风能总量为253 GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000 GW。如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。 我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20 世纪80 年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1 kW、10 kW、55 kW、220 kW 等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。截止2007 年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000 年风电发电量增加了近10 倍，我国的风力发电量已跃居世界第5 位。 1.1 小型风电机组的发展 目前，我国小型风力发电机组技术已相当成熟，建设速度也较快，特别是5 kW 以下风力发电机组的制造技术成熟，已大量使用，并达到批量生产的要求。100、200、300、500 W 及1 kW、2 kW、5 kW 的小型风力发电机，年生产能力可达到5 万台以上。 1.2 大型风电机组的发展
我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口，通过多年来的开发研制，如今，大型风电机组的主要部件已基本实现国产化，其成本比进口机组低20%～30%，国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始，到后来的广东南澳4 台250kW 机组、辽宁营口安装660 kW 风电机组、黑龙江富锦单机960 kW 机组，再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组，我国已建成一大批大型风力发电场，使我国风力发电迈上了一个新台阶。 我国风能资源虽然蕴藏丰富，但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家，故我国的风力发电普及率还很低。在我国，还有一些无电村，其中部分地区风能资源丰富，应开发利用风力发电。 2国外风力发电的发展状况 风能的开发利用在国外发达国家已相当普及，尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家，风力发电在电网中占相当比重。20 世纪70 年代发生了世界性的能源危机，欧美国家政府加大补贴投入，鼓励开展风力发电事业。1973 年联邦德国风能资源投入30 万美元，到1980 年投资就增至6800 万美元；美国20 世纪80 年代初期安装了1700 多台风电机组，总装机容量达到3 MW；1979 年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴，政府拨款建立小型风轮机试验中心，承担发风轮机许可证任务。到20 世纪80 年代末，全球共有大型风轮机近2 万台，总装机容量2 GW。国际市场风力发电成本不断降低，有些条件较好的风力发电场，机组发电成本仅为8 美分/kWh，风场运行维修费为1.5 美分/kWh。从当前世界风力发电情况来看，无论从风机容量投资、
第1章 风力发电概述
第1章风力发电概述（2学时） 1.1 前言 随着常规能源的减少，环境污染的加剧，可再生能源的开发利用越来越受到各国的高度重视。风能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，是可再生能源中最具有发展潜力的能源之一。发展风力发电，不仅可以节约常规能源，而且有利于环保，是改善能源结构，减少环境污染的有效途径之一，可带来直接的经济效益、社会效益和环境效益。 各工业化国家现代电力系统的特征之一是大规模接入风电机组。这一发展的共同推动力量是风电技术成功开发、政府目标、对进一步可再生能源的补贴和利用以及对降低污染和环境保护的强烈要求。 风电机组是环境友好型发电的最大来源，与其他可再生能源发电，如潮汐发电、波浪发电、光伏发电等相比，风电的效率最高，风电机组的最高效率可达50%。 现代电力系统的基础是常规发电厂，即通过常规发电厂控制电网的电压并维持发电与用电之间的平衡，故这些电力系统的安全可靠运行是基于常规发电厂的运行控制技术。 常规发电厂传统上是以同步发电机为基础。电网发生故障时，常规发电厂的励磁控制参与重建电网电压，而其频率控制则在此事件期间确保电网频率恒定。 风电机组是一种大有前途的替代技术，但在对馈入电网的运行与稳定性影响方面，人们通常还是一知半解。此外，大部分风电机组装有几种不同概念的感应发电机。风电机组越来越多地接入电网，在增加风电的同时减少了常规电厂的供电量及其份额。与这一过程对应的是从人们熟知且成熟的基于常规电厂的电网运行技术向人们一知半解的风电技术转移。因此，这会产生一些有关如何保持电网运行稳定和稳定性研究中如何表示风电机组的问题。 问题：风电所占份额的增加，常规电厂所占份额将下降，则基于常规电厂的电网运行
浅谈风力发电技术的现状及发展前景
浅谈风力发电技术的现状及发展前景 摘要：主要介绍了风力发电机的主要组成、种类、我国风力资源的分布情况、发展前景、风力发电的优越性，以及我国风力发电亟待解决的问题。 关键词：风力发电；资源分布；风机的分类；发展前景 风能是一种可再生的清洁能源，近30年来，国际上在风能的利用方面，无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善，并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW，叶轮直径达到126m。今后，国内外风力发电技术和产业的发展速度将明显加快。 1 风力发电机的主要组成 1.1 小型风力发电机 小型水平轴风力机主要组成部分有：风轮、发电机、塔架、调向机构、蓄能系统、逆变器等。 （1）风轮 风轮是风力机从风中吸收能量的部件，其作用是把空气流动的动能转变为风轮旋转的机械能。水平轴风力发电机的风轮是由1~3个叶片组成的。叶片的结构形式多样，材料因风力机型号和功率大小而定，如木心外蒙玻璃钢叶片、玻璃纤维增强塑料树脂叶片等。 （2）发电机 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。小型风力发电机多采用同步或异步交流发电机，发出的交流电通过整流装置转换成直流电。 （3）塔架 塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多，但造价、安装费等也随之加大。 （4）调向机构 垂直轴风力机可接受任何方向吹来的风，因此不需要调向机构。对于水平轴风力机，为了得到最高的风能利用效率，应用风轮的旋转面经常对准风向，需要对风装置。常用的调向机构主要有尾舵、舵轮、电动对风装置。 （5）限速机构 当风速高于风力机的设计风速时，为了防止叶片损坏，需要对风轮转速进行控制。 （6）贮能装置 贮能装置对独立运行的小型风力机是十分重要的。其贮能方式有热能贮能、化学能贮存。 （7）逆变器 用于将直流电转换为交流电，以满足交流电气设备用电的要求。 1.2 大型风力发电机组 大型风力发电机组由两大部分组成：气动机械部分和电气部分。气动机械部分包括风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴，其功能是驱动发电机转子，将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网，其功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来，又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组（无增速齿轮箱）。 2 风力发电机的种类
大型光伏电站并网特性
大型光伏电站并网特性 光伏发电系统可分为离网光伏发电系统和并网光伏发电系统，并网光伏发电系统比离网型光伏发电系统投资减少25 %。将光伏发电系统以微网的形式接入到大电网并网运行，与大电网互为支撑，是提高光伏发电规模的重要技术出路，光伏发电系统并网运行也是今后技术发展的主要方向，通过并网能够扩张太阳能使用的范围和灵活性。 光伏发电并网就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电，带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑。不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。 光伏发电并网有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是光伏发电并网的主流。 光伏发电系统并网的基本必要条件是，逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。 光伏发电系统并网有2 种形式：集中式并网和分散式并网。 集中式并网：特点是所发电能被直接输送到大电网，由大电网统一调配向用户供电， 与大电网之间的电力交换是单向的。适于大型光伏电站并网，通常离负荷点比较远，荒漠光伏电站采用这种方式并网。 分散式并网：又称为分布式光伏发电并网，特点是所发出的电能直接分配到用电负载上，多余或者不足的电力通过联结大电网来调节，与大电网之间的电力交换可能是双向的。适于小规模光伏发电系统，通常城区光伏发电系统采用这种方式，特别是于建筑结合的光伏系统。 光伏发电系统并网的基本必要条件是，逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。 光伏电站接入电网时对系统电网有一定影响,主要表现在太阳能光伏电站的实际输出功率随光照强度的变化而变化:白天光照强度最强时,发电装置输出功率最大,夜晚几乎无光照以后,输出功率基本为零。因此,除设备故障因素以外,发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化,输出功率不稳定。 受多种因素影响,光伏发电系统输出功率具有不连续和不确定的特点,其中气象条件的影响最显著。此外,光伏发电系统的输出功率还具有很强的变化周期,这会对电网产生周期性冲击,据国外有关文献资料介绍,电网发电容量中光伏发电的比例不宜超过10%～15%,否则整个电网将难以运行。因此,有必要进行光伏发电出力预测,以了解光伏电源的发电运行特性,这不仅
风电并网技术标准(word版)
风电并网技术标准(word版)
ICS 备案号: DL 中华人民共和国电力行业标准 P DL/Txxxx-200x 风电并网技术标准 Regulations for Wind Power Connecting to the System (征求意见稿) 200x-xx-xx发布200x-xx-xx实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布
DL/T —20 中华人民共和国电力行业标准 P DL/Txxxx-2QQx 风电并网技术标准 Regulations for Wind Power Connecting to the System 主编单位:中国电力工程顾问集团公司 批准部门:中华人民共和国国家能源局 批准文号:
前言 根据国家能源局文件国能电力「2009]167号《国家能源局关于委托开展风电并网技术标准编制工作的函》，编制风电并网技术标准。《风电场接入电力系统技术规定》GB/Z 19963- 2005于2005年发布实施，对接入我国电力系统的风电场提出了技术要求。该规定主要考虑了我国风电尚处于发展初期，风电机组制造产业处于起步阶段，风电在电力系统中所占的比例较小，接入比较分散的实际情况，对风电场的技术要求较低。根据我国风电发展的实际情况，各地区风电装机规模和建设进度不断加快，风电在电网中的比重不断提高，原有规定已不能适应需要。为解决大规模风电的并网问题，在风电大规模发展的情况下实现风电与电网的协调发展，特编制本标准。 本标准土要针对大规模风电场接入电网提出技术要求，由风电场技术规定、风电机组技术规定组成。 本标准由国家能源局提出并归口。 本标准主编单位:中国电力工程顾问集团公司 参编单位:中国电力科学研究院 本标准主要起草人：徐小东宋漩坤张琳郭佳李炜李冰寒韩晓琪饶建业佘晓平
我国风力发电现状及发展趋势
我国风力发电现状及发展趋势 摘要：随着环境和能源问题的日益严峻，可再生能源的开发，尤其是风力发电技术已被国家政府所重视。本文概述了风力发电的基本现状，分析了风电在国内外的发展状况、主要面临的问题及其解决途径和发展前景。 关键词：风力发电；现状；发展趋势 1.风力发电概述 众所周知, 可再生能源有水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能、地热能六大形式。其中, 风能源于太阳辐射使地球表面受热不均、导致大气层中压力分布不均而使空气沿水平方向运动所获得的动能。据估计, 地球上可开发利用的风能约为2*107 MW, 是水能的10倍, 只要利用1%的风能即可满足全球能源的需求[1] 。据中国气象科学研究院估算，在中国，10m 高度可开发的风能为10亿kW 以上（陆地亿kW ，海上亿kW ）[2]。 在石油、天然气等不可再生能源日益短缺及大量化石能源燃烧导致大气污染、酸雨和温室效应加剧的现实面前, 风力发电作为当今世界清洁可再生能源开发利用中技术最成熟、发展最迅速、商业化前景最广阔的发电方式之一已受到广泛重视[3]。 2.风力发电原理风力发电机的分类 .风力发电原理 力发电是将风能转换为机械能进而将机械能转换为电能的过程。风吹动风力机叶片旋转, 转速通常较低, 需要齿轮箱增速, 将高速转轴连接到发电机转子并带动发电机发电, 发电机输出端接一个升压变压器后连接到电网中。典型的风力发电系统包括风力机(叶片、轮毅等部分)及其控制器、转轴、换流器、发电机及其控制器等。风速、作为风力机及其控制器的输入信号, 风力机控制器将风速与参考值进行比较, 向风力机输出桨距角信号, 调整输出机械转矩T 和机械功率 。转轴输出的机械功率输入到发电机中, 发电机的输出功率经过换流器输送到变压器中, 最终输送至电网。 风能的表达式为： 32 1νρts E = (式1-1) 式中：s —单位时间内气流流过截面积(m 2) ρ—空气密度(kg/m 3 ) v —风速(m/s)