风力发电设备的技术特点和发展前景.pdfVIP

ABC *! DB . 机械研究与应用 第* 卷! 第. 期 -$$, E$ ! ! ! ! ! ! ! 4FG;)DHG)I JFKF)JG; L )MMIHG)HND! ! ! ! ! ! ! ! -$$, 年$ 月 风力发电设备的技术特点及发展前景$ 韩 俊 良 （大连起重集团有限公司 设计一院，辽宁大连! #$ % ） 摘! 要：简要介绍风力发电设备的技术特点、发展趋势及市场前景。 关键词：风力发电；风机；发电机 中图分类号： ’(%! ! ! ! ! ! 文献标识码：)! ! ! ! ! ! 文章编号：$$* + ,, , （-$$, ）$. + $$ # + $% !! 概况 达到限制转速和输出功率的目的）。这种技术是丹麦风电制 随着化石能源的日益稀缺，全球环境的恶化，开发可再生 造技术的核心。目前国内新疆风能公司、洛阳拖拉机厂、西安 清洁能源成为各国的能源目标，世界各国都在积极发展风力 维德风力发电公司生产的#$$/0 风机，均采用这种技术。定 发电。风力发电设备的“燃料”是风，是一种取之不尽、用之不 桨距失速调节型风机的功率曲线如图 所示。 竭、无需开采、无需运输、清洁环保的可再生、无污染的新能 源，在环保方面具有很大的优势；而且风机占地面积小，建设 工期短；运行简单，维护费用低；风电与水电可以季节性互补。 风力发电的历史不长，但在这不足-$ 年的时间，已有长 足的进步。风力发电技术已趋于成熟，运行可靠性和发电成 本接近常规火电，已发展成为初具规模的新兴产业；风力发电 设备（以下简称风机）的技术也日新月异地发展起来： -$ 世纪 年代初仅有../0 的风机，到了1(. 年则开发出$/0 风 机，到了-$ 世纪1$ 年代，出现了-.$/0 风机，-$ 世纪1$ 年 代中期发展到#$$/0 风机，现在则有兆瓦级风机的出现。目 图! 定桨距和变桨距风机功率与风速关系图 前最大的商业运行风机为-.$$/0 。 近几年来，全世界风电装机容量以每年%$2 左右的速度 ! ! 这种风机的优点是调节简单可靠，控制系统可以大大简 增长，市场前景非常广阔。根据丹麦34 咨询公司的预测， 化，其缺点是叶片重量大（与变桨距风机叶片比较），轮毂、塔 -$$* 年底全球风电装机将达到(%%*40［］。 架等部件受力增大。 # 不同调节方式风机的技术特点比较［ ］ 这种风电机基本上都采用了鼠笼型转子，有一部分机组 风电场设备包括风机、输变电装置和集中监控系统等，后 为了提高低风速时段的发电效率，采用了变极技术。 - 种是通用的电力和控制设备。由于风速变化的随机性，风 改变鼠笼型异步发电机定子绕组的接法，可以改变定子 机又常年在野外运行，承受极为复杂恶劣的交变载荷，目前风 绕组的极对数，而异步发电机的转速与极对数的关系为： 机的运行寿命按-$ 年设计，要求能经受住#$56 7 的 级暴风 ! #$ # $ % （） ! 式中：为磁极对数；为电网频率， : .$; ； 为发电机转速 雨袭击，代表机组可靠性的可利用率要达到$ 8 1. 以上，并能 % # # ! 够无人值班运行。而且由于风的能量密度小，需要庞大的机 （=6 5? ）。 对于频率 : .$; 的系统，当 : - 时 : .$$=6 5? ； 体，如当前#$$ 9 *.$ /0 主力机型