風力發電技術

把風能轉變為電能的技術。通過風力發電機實現，利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

基本介紹

• 中文名：風力發電技術
• 技術核心：風能轉變為電能
• 技術原理：風輪機轉換成機械能
• 發電技術：風機葉片

技術原理

風力發電的基本原理是風的動能通過風輪機轉換成機械能，再帶動發電機發電轉換成電能。主導的風力發電機組一般為水平軸式風力發電機，它由葉片、輪轂、增速齒輪箱、發電機、主軸、偏航裝置、控制系統、塔架等部件所組成。風輪的作用是將風能轉換為機械能，它由氣動性能優異的葉片裝在輪轂上所組成，低速轉動的風輪由增速齒輪箱增速後，將動力傳遞給發電機。上述這些部件都布置在機艙里，整個機艙由塔架支起。為了有效地利用風能，偏航裝置根據風向感測器測得的風向信號，由控制器控制偏航電機，驅動與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉動，使機艙始終對向風。由於齒輪箱是在MW級風力發電機組　中過載和過早損壞率較高的部件，國外開始研　制一種直接驅動型的風力發電機組（亦稱：無　齒輪風力發電機），這種機組採用多級異步電　機與葉輪直接連線進行驅動的方式，免去齒輪為了跟蹤最佳葉片尖速比，使風電機組在　較大的風速範圍內獲得最佳功率輸出，須對轉　速或功率進行調節。常用的調節方式有兩種：一種是失速調節，另一種是變槳距調節一即葉片可以繞葉片上的軸轉動，改變葉片氣動數據，實現功率調節。

風力發電技術

風力發電機一般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。 風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中，已採用的發電機有3種，即直流發電機、同步交流發電機和異步交流發電機。 風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向，從而能最大限度地獲取風能。一般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常採用鍍鋅薄鋼板。 限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設定可以使風力發電機風輪的轉速在一定的風速範圍內保持基本不變。 塔架是風力發電機的支撐機構，稍大的風力發電機塔架一般採用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由於自然界的風速是極不穩定的，風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲存起來。風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。

風機技術

風機葉片

風機葉片是風力發電技術進步的關鍵核心

風力機部件，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。我國風機葉片行業的發展是伴隨著風電產業及風電設備行業的發展而發展起來的。由於起步較晚，我國風機葉片最初主要是依靠進口來滿足市場需求的。隨著國內企業和科研院所的共同努力，我國風機葉片行業的供給能力迅速提升。

風力發電市場

我國風機葉片市場已經形成外資企業、民營企業、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，國內企業以時代新材、中材科技、中航惠騰、中復連眾為代表。截至到2008年5月，中國境內的風電機組葉片廠商共有31家。其中，已經進入批量生產階段的公司有10家。2008年，已經批量生產的葉片公司生產能力為460萬千瓦。預計2010年，這些葉片公司全部進入批量生產階段後，綜合生產能力將達到900萬千瓦。

相關書籍

基本信息

海上風力發電技術/風力發電技術叢書

市場價： ￥49 元

ISBN：9787122083227

出版社：化學工業

2010-06-01 第1版2010-06-01 第1次印刷

風力發電技術叢書

開 本：16開

頁 數：190頁

類 別： 電子電腦 -> 電工無線電自動化 -> 電工技術

圖書目錄

第1章 海上風資源與海上風力發電發展現狀

1.1 海上風能與風電開發

1.1.1 海上風能的特點

1.1.2 海上風力發電機組的發展現狀

1.1.3 海上風力發電機組應具備的特點

1.2 歐洲海上風力發電發展現狀

1.2.1 歐洲海上風電技術的發展回顧

1.2.2 歐洲開發的海上項目

1.2.3 歐洲開發海上風電的潛力

1.2.4 歐洲發展海上風電的經驗

1.3 中國海上風力發電發展現狀

1.3.1 中國發展海上風電的自然環境

1.3.2 中國風電場的發展現狀

1.3.3 中國海上風電發展面臨的問題

1.3.4 中國發展海上風電的對策

第2章 海上風電開發的優劣勢分析

2.1 海上風電場建設

2.1.1 海上風電場選址原則

2.1.2 海上風電場的配置

2.1.3 海上風電場的成本

2.2 海上風電開發的優勢

2.2.1 高質量的海上風資源

2.2.2 更多可以借鑑的經驗

2.3 海上風電開發面臨的制約因素

2.3.1 鹽霧腐蝕對風力機的影響

2.3.2 颱風的影響

2.3.3 海浪的載荷

2.3.4 撞擊的風險

2.3.5 海上風電場建設的困難

2.3.6 運行與維護

第3章 海上風力機區別於陸上風力機的特殊性

3.1 海上風力機技術路線選擇

3.1.1 風力機故障分析

3.1.2 主要的技術路線

3.2 風力機基礎多樣化設計

3.2.1 基礎設計條件要求

3.2.2 常見的基礎形式

3.2.3 幾種基礎方案比較

3.2.4 基礎設計流程

3.3 基礎的施工

3.3.1 重力式基礎施工

3.3.2 單樁式基礎施工

3.3.3 三腳架式基礎施工

3.3.4 導管架式基礎施工

3.3.5 群樁基礎施工

3.4 風力機防腐密封設計

3.4.1 主要的防腐蝕措施

3.4.2 海上風力機防腐措施

3.4.3 海上風力機密封措施

3.4.4 密封圈性能比較

3.5 風力機基礎防撞擊設計

第4章 海上風力機防颱風加強設計與應對策略

4.1 颱風破壞的分析

4.1.1 颱風的形成

4.1.2 颱風的分布規律

4.1.3 颱風浪的形成和傳播

4.1.4 颱風的主要特點及其對海上風力機的影響

4.1.5 颱風破壞的原因分析

4.1.6 颱風影響等級劃分三維坐標體系

4.1.7 抗颱風加強設計總體思路

4.2 傳動鏈增強設計

4.3 機艙罩的加強設計

4.3.1 加強機艙罩連線部位

4.3.2 艙內設定鋼板加強筋

4.4 風速風向儀選取

4.4.1 災難性氣候對風電機組的破壞

4.4.2 測風儀的分類及特點

4.4.3 風力機風向儀的故障原因及設計原則

4.5 測風儀應急預案

4.6 颱風期間控制策略

4.7 質量阻尼器減振設計

4.7.1 阻尼器的分類

4.7.2 結構上使用阻尼器的特點

4.7.3 阻尼器的安置形式

4.7.4 海上風力機使用阻尼器的作用

第5章 海上風力機發電能力最佳化設計

5.1 風力機轉速的最佳化

5.1.1 控制過程概述

5.1.2 控制目標

5.1.3 控制策略分析

5.2 最佳化模型因數分析

5.3 最佳化設計流程

第6章 海上風力機可靠性設計

6.1 機械部件裕度設計

6.2 緊固連線件防松防鏽

6.2.1 緊固連線件總體設計原則

6.2.2 緊固連線件鬆動的原因

6.2.3 防松設計基本原則

6.2.4 防松措施

6.2.5 防鏽

6.3 電氣系統冗餘設計

6.4 電氣元件降額設計

6.5 電控櫃體設計

6.5.1 變槳系統運行環境及影響

6.5.2 變槳櫃設計原則及措施

6.5.3 海上環境對控制系統的影響

6.5.4 主控櫃設計原則及措施

6.6 發電機冷卻方式

6.6.1 冷卻系統的結構和組成

6.6.2 冷卻系統的防護

6.6.3 兩種方式維護及運行對比

6.7 變流器可靠性增強設計

6.7.1 環境要求

6.7.2 可靠性影響因素

6.7.3 可靠度分配

6.7.4 可靠性增強措施

第7章 海上風力機的維護與可維護性設計

7.1 海上風力機的維護

7.1.1 安全

7.1.2 葉片的維修保養

7.1.3 輪轂的維修保養

7.1.4 變槳軸承的維修保養

7.1.5 變槳電機的維修保養

7.1.6 變槳減速機與變槳小齒輪的維修保養

7.1.7 變槳控制櫃的維修保養

7.1.8 主軸及主軸承的維修保養

7.1.9 增速箱的維修保養

7.1.10 高速軸剎車的維修保養

7.1.11 高速軸聯軸器的維修保養

7.1.12 發電機的維修保養

7.1.13 機艙底架的維修保養

7.1.14 偏航系統的維修保養

7.1.15 塔筒的維修保養

7.1.16 機艙罩與導流罩的維修保養

7.1.17 機組的非正常狀態處理及復位方法

7.1.18 廢品處理

7.2 可維護的風力機結構設計

7.2.1 拆卸中存在的主要問題

7.2.2 可維護性結構設計準則

7.2.3 可維護性結構設計流程

7.2.4 結構設計

7.3 大部件維護專用吊裝設備

7.4 維修用工裝設計

7.5 大部件維修工藝流程

第8章 海上風力機標準及認證

8.1 海上風力機各種標準的對比

8.1.1 IEC 61400-3

8.1.2 GL海上風電指南

8.1.3 丹麥建議書

8.1.4 DNV-OS-J101

8.1.5 IEC WT01

8.1.6 GL指南和IEC標準對風力機載荷的對比

8.2 海上風力機標準與陸上風力機標準的比較

8.2.1 陸上風力機標準

8.2.2 海上風力機標準

8.3 海上風力機認證

8.3.1 型式認證

8.3.2 項目認證

第9章 海上風電開發與風力機製造技術發展趨勢

9.1 海上風電場建設與風電開發利用的發展趨勢

9.2 海上風力機製造技術展望

9.2.1 機組功率趨向大型化

9.2.2 碳纖維葉片

9.2.3 高翼尖速度

9.2.4 高壓直流（HVDC）技術和機組無功功率輸出可控技術

9.2.5 單位掃掠面積的成本曲線降低

9.2.6 智慧型電網

附錄 風電專業術語漢英對照

參考文獻

內容導語

本書為“風力發電技術叢書”之一。全書分為9章，全面介紹了海上風力發電技術，主要內容包括：海上風電開發的優劣勢分析，海上風力機防颱風加強設計與應對策略，海上風力機發電能力最佳化設計，海上風力機的維護與可維護性設計，海上風力機標準及認證等。希望本書的出版，能對從事海上風電開發的工程設計人員有一定的幫助。

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基本信息

書名：風力發電技術

定價：25 元

ISBN：978-7-111-47413-5

出版社：機械工業出版社

出版時間：2014-12

作者：侯雪

內容簡介

本書共有9章，主要講述風能資源分布，風能利用原理，風力發電機的結構及空氣動力學原理，風電場的電氣系統，風電場的控制系統，風力發電發展利用現狀及未來發展前景。 本書內容精練，基礎理論以夠用為度，淺顯易懂，針對高職學生的接受能力，增強可讀性；闡述了與實際套用聯繫緊密的理論，講清實際套用時的注意事項、技術措施等；著重要求學生掌握基本知識點；弱化基本理論的推導，在學時有限的情況下，針對高職學生的特點，提高學生的學習興趣。

圖書目錄

第1章風與風資源1
11風1
12風能資源6
本章小結10
本章習題10

第2章風力發電的特點、現狀與
發展趨勢11
21風力發電概述11
22風力發電的意義、特點及存在問題14
23風力發電的現狀與發展趨勢17
本章小結24
本章習題24

第3章風力發電機25
31風力發電的基本原理25
32風力發電系統的種類25
33風力發電機組的型式27
本章小結60
本章習題60

第4章風力發電的空氣動力學基礎61
41葉片的空氣動力技術61
42風輪的空氣動力學特性73
43風輪軸功率74
44風輪功率調節75
本章小結79
本章習題79

第5章風力發電機組的結構80
51風力發電機組概述80
52風輪84
53風力發電機組傳動系統88
54機艙、主機架與偏航系統91
55其他部件94
56風力發電機組迎風技術97
本章小結101
本章習題101

第6章風電場電氣系統103
61風電場概述103
62風電場集電系統106
63接地系統109
64防雷保護112
65電氣保護118
本章小結120
本章習題120

第7章風力發電機組的控制
及安全121
71風力發電機組控制系統概述121
72風力發電機組控制系統的
常見類型124
73風力發電機組信號檢測部分128
74風力發電機組的基本控制131
75大型風力發電機組控制系統的安全
保護功能140
76風電場的計算機監控系統143
本章小結145
本章習題145

第8章風電場遠程監控與運行146
81遠程監控系統概述146
82風電場遠程監控系統的組成150
83風電場的運行152
84風電場的維護155
本章小結159
本章習題159

第9章海上風電場160

目錄
風力發電技術91海上風電場的構成160
92海上風電場與陸上風電場的區別163
93海上風電場的建設165
94海上風力發電現狀及前景169
本章小結174
本章習題174
附錄與小型風力發電有關的技術標準175

參考文獻178