孕育中的第二次能源革命

风是地球上潜力巨大的能源,从理论上推算,如能将地球上1％的风能利用起来,即可满足整个人类对能源的需求。风力发电对环境没有任何影响,是可再生能源。美国能源部估计,目前美国拥有风力发电机10万台,到2010年整个国家的风力发电将增长6倍,到2050年风力发电将满足国家电力需求的10％。促使风力发电飞速增长的原因在于发电成本的不断下降,预     

浅谈风力发电在我国电力可持续发展中的重要作用

风力发电越来越成为我国电力发展的主题。目前，在国际的大形势下，可持续发展越来越变得不再陌生。而风力发电恰恰就是符合我国可持续发展的战略目标。风能是一种洁净的可再生能源，从目前的状况来看，风能会在人类未来的生活中扮演越来越重的角色，而关于风力发电在中国电力可持续发展的作用，也就成为了需要关心的重点。据此，该文对相关问题进行简要的探究。     

变速恒频风力发电机组最大能量捕获策略研究

风力发电主要目的是尽可能的利用风能,针对变速恒频风力发电系统,分析了风力机特性及最大风能捕获原理.在额定风速以下通过调节发电机的转矩使转速跟随风速变化以获得最佳叶尖速比;在额定风速以上通过调整桨叶节距,保证额定功率输出而不越限.由于风速测量的准确性不高,以及风力发电系统的精确模型较难建立,采用传统的PID控制器难以在风速快速变化的情况下实现良好的控制效果.为了进一步提高风能的利用效率,文中研究了基于功率变化信息的双模糊控制策略,实现最大功率点跟踪和变速变桨控制.仿真结果表明,该控制策略能够提高风能捕获效率,较好地平滑风电机组输出功率.     

变速恒频风力发电最大功率补获控制策略研究

为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,在分析变速恒频风力发电系统最大风能捕获原理的基础上,研究了一种不需要检测风速的最大风能捕获功率控制策略.这种控制策略既可以实现双馈发电机系统低于额定风速下的最大风能捕获控制又可以实现变速恒频双馈风力发电机的有功、无功功率的前馈解耦控制.最后,利用Matlab/Simulink对不同风速下双馈发电机系统的运行性能进行了分析和比较,结果验证了该控制策略的正确性和可行性.     

筒式风能采集系统及其试验研究

为了克服现有技术中风能采集装置对风速或风向适应能力不足、风能利用率不高的问题,提出了一种适合城市高空风能利用的新型筒式垂直轴风力发电系统,其不仅具有很强的风向适应能力,而且能够在较低风速时,充分利用导风板将风力集中到筒式风能采集系统内,提高了风轮利用风能的效率。这种风力发电系统将与城市高层建筑构成一体化,充分利用高空风能优势进行发电,噪音小,不会给城市的生活和工作带来影响。介绍了该筒式风能采集系统的主要组成部分,以及实验结果,初步证实了该设计的可行性。     

基于Matlab/simulink直驱型永磁风力发电机控制系统仿真研究

本文以直驱永磁风力发电机的风力发电系统作为研究对象,研究风力机和永磁同步发电机的工作原理,以及实现最大风能捕获的控制策略,并在Matlab/Simulink环境下搭建了整个仿真系统的模型.仿真结果表明,选择的控制策略及搭建的仿真模型在阶跃变化的风速下,能实现最大风能捕获.     

风力发电聚能型风轮理论及应用研究

高效利用风能是风力发电研究的关键课题.以贝兹(Betze)假设为基础,通过在迎风圆面设置导流环,研究了通过此导流环的风速和风能的变化规律,给出了风能提高系数和风速提高系数概念.以半径为35m的迎风圆面为例,研究了导流环半径分别为此迎风圆半径的1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9及导流环宽度分别为0.25、0.3、0.35、0.4、0.45m时的通过此迎风圆面的风能和风速变化规律.研究发现:风能提高系数和风速提高系数随导流环宽度的增加基本呈线性增加;风能提高系数随导流环半径的增加而增加,而风速提高系数则随导流环半径的增加而减小.这些结论不仅可为高效利用风能提供借鉴,也可为高效风力发电风轮的研制提供理论基础.     

变速恒频双馈风力发电机组控制技术研究

该文分析了变速恒频双馈风力发电系统的运行区域,并针对高低风速区采取不同的控制策略,实现低风速区最大风能追踪和高风速区的额定功率保持。     

四平市风能资源评价及开发利用研究

为研究四平市风能资源情况,利用该市近十年风速风向资料,详细计算和分析各风能资源参数,对四平市风能资源进行评价,并结合四平市风力发电现状,提出本市风能资源利用出现的问题,结果表明:四平市主导风向是SSW,年有效风能密度76.8 w/m2、年有效时数2939 h.由此可见,四平市属于风能可利用区,具有一定开发利用价值,其主要利用形式是风力发电.     

海西中部沿海风能资源应用探讨

目前风能利用日益得到重视,本文通过具有海西中部代表性的崇武气候基准站气象观测资料进行计算该地区的风能指标,结果显示:海西中部沿海主导风向为NNE,其次为NE;历年风速呈逐年下降趋势,53年平均风速为6.14m/s,2008年已下降至4.4m/s。从风能的风速指标来看,≥3m/s和≥6m/s的风速分别为7000小时和3000小时以上,属于风能丰富区,而从年平均风速和有效风能密度来看,该地区属于风能可利用区。海西中部沿海地区由于气候变化,风能资源由丰富区逐渐下降为可利用区,但仍适宜开发风力发电。     

双馈绕线型异步风力发电系统运行分析

双馈绕线型异步发电机的变速恒频风力发电系统与传统的恒速恒频风力发电系统相比具有显著优势：风能利用系数高,不但能吸收由风速突变所产生的能量波动且避免主轴及传动机构承受过大的扭矩和应力,还可以自由调整有功和无功功率,改善系统的功率因数,可实现对频率和电压的方便调节等。因此,双馈风力发电技术是应用最为广泛的风力发电技术之一。     

基于永磁同步风力发电系统的自抗扰控制

以额定风速以下风能的最大捕获为目标,针对基于永磁同步风力发电系统反馈线性化模型设计了一种自抗扰控制器。所设计的自抗扰转速控制器包括扩张状态观测器和非线性状态反馈控制律,前者将扰动作为扩展状态,后者将估计转速与给定转速之差通过非线性函数变换推导出控制律,并在Matlab/Simulink下搭建仿真模型。仿真结果表明,风速在额定风速以下时,自抗扰控制方法能有效实现风力发电机组的最大风能捕获。     

开关磁阻电机风力发电平台搭建

风力发电因其优越的技术性能被广泛应用于新能源的开发利用中,但在不具备风场环境的试验室条件下,研究风力发电的重点是如何实现对风力机工作特性的准确再现。研究了不同电机的工作特性后,发现直流电动机工作特性与风能特行较为吻合,成为风力机特性模拟的首选原动机。开关磁阻电机（SRG）是一种适于风力发电变速运行的同步发电机,具有启动风速低,转动管量小等特点。结合风能与SRG的特点本研究设计了开关磁阻电机发电平台的搭建。     

风力发电机组常用几种无功补偿装置分析

由于风能具有无污染,可再生,蕴量巨大等优点,发展和利用风能等可再生资源已经成为国际电力发展的大趋势。在风力发电中,无功补偿装置的工作性能,对于风力发电机可靠运行,提高并网发电效率,充分利用风能资源,提高经济效益,具有十分重要的意义。本文首先概述了风力发电的原理和和在风力发电中无功补偿的意义。介绍了几种无功补偿装置,并对目前常用的TSC、SVC和SVG补偿原理及装置进行了分析和比较,总结出了它们的优缺点及未来发展方向。     

基于集成多尺度LSTM的短时风功率预测

风能作为一种无污染可再生能源,风力发电的比例在全球范围内逐年增加.针对风力发电存在出力波动大,从而导致电网电力不稳定的问题,提出基于集成多尺度长短时记忆网络(LSTM,long short-term memory)的短时风功率预测模型.利用LSTM对序列数据的特殊处理能力,集成多个基预测模型对不同尺度时间数据的预测结果,共同进行短时风功率预测.风功率的精确预测有利于电力资源的全面掌控和调度.采用中国东北地区风力发电真实数据集对模型进行验证,结果证实研究方法预测精度较高,有很好的稳定性.     

风电场的风机设备选择及运行维护的优化

为评估风电场的风能资源及其利用情况,分析了风速分布、平均风速、风功率密度、风能有效利用时间与风电出力比率,综合判断该风电场的风能区域等级在"可利用区"与"次丰富区"之间,并得出了不适用于并网风力发电的结论;用容量系数讨论风能资源与风机的匹配情况,确定新型号风机Ⅲ对风能资源的有效利用率最高.通过建立风机维护计划的规划模型,给出了各组维修人员的排班方案,以保证风电场有较好经济效益的同时又能使维修人员的工作任务相对均衡.     

基于爬山法的风电最大功率点跟踪 控制的仿真研究

风力发电作为绿色能源的一种，近年来发展迅猛，基于永磁同步电机的风力发电系统由于诸多优点将是未来风电发展的趋势。论述了基于永磁同步电机的风力发电系统，使用Matlab/Simulink软件，利用实际的风速，对该系统及基于爬山法的最大功率点跟踪控制进行了仿真研究，并给出了仿真结果。结果表明该方法不仅简单，而且具有较高的风能利用效率、 快速跟踪性和稳定性。     

产业

我国破解"低风速大风电"技术难题2012年12月15日,中国南车株洲电机有限公司成功研制出了我国首台适用于风速低于每秒7米的2兆瓦低风速风力发电机。这一大功率风力发电装备的问世,将"激活"中国中部和东南部风能资源。中国南车株洲电机有限公司新闻发言人朱剑飞介绍,科研人员经过技术攻关,采用新型齿轮传动、轻量化、高绝缘等级及低开路电压等技术,设计并生产出了一台功率达2兆瓦的低风速风力发电机。这种装备能在不足每秒7米的低风速下运转并发电,将被首先应用于湖南境内的渌口风场并开始批量生产。     

小型风力机叶轮离心式转速控制的实验分析研究

风能作为一种洁净的可再生能源,在改善环境及经济发展中起着重要的作用。风力机作为一种利用风能的装置,其叶轮转速的控制成为风力发电技术发展的关键问题之一。本文通过对离心式转速控制理论的分析,对小型风力机叶轮离心式转速控制装置进行了实验,分析了不同风速对叶轮转角的影响,最后得到转速控制方法。该实验数据和结论对风力机叶轮设计及转速控制起着一定的参考价值。     

风力发电在美国

近年来,美国能源部门在新墨西哥、科罗拉多、加利福尼亚、北卡罗来纳等州以及若干岛屿上,进行了一系列风力发电试验。目前这些试验中的风力机,基本上是按照荷兰风车的原理设计的。它们都装着象风车那样的“螺旋桨”,以便接受风力带动电机发电。这种“螺旋桨”比大型喷气客机的机翼还要长,最大的螺旋桨的转动直径几乎有足球场那么大。美国对风力发电的前景寄予很大希望,每年增加拨款。专家预测,到公元2000年时,美国将出现成千