失速调节 主动失速 定速
变速控制
齿轮箱 变桨距调节 变速调节 无齿轮箱
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风特性
风机(知识)体系结构与边界条件
叶片设计
控制
控制能力
频率50Hz 电压 690V 或其他 功率因数>0.98
风力
噪音－ 叶尖速 －转速
叶轮
机械
电机
并网
结构
部件共振耦合
极限 振动 疲劳
COE
￥
部件制造
材料 制造
运输安装
材料 强度
就业。（如：丹麦）
但到目前为止，风电市场仍然是政策主导的市场 2003年5月27日，欧洲风能协会和绿色和平组织的环境组在布鲁塞尔发布
一项报告《风力12》，这个战略性蓝图勾画出目前价值70亿欧元的风 能工业如何能在2020年增值为750亿欧元。 到2020年，风力发电将在全球电力市场中占12%。全世界风力发电装机 容量将达到12.31亿千瓦（123100万千瓦），创造1.79亿个就业机会， 使发电成本降低40%，并累计减排二氧化碳1092.1万吨。长达52页的 《风力12》研究报告详细论证了如何实现风力发电的美好前景。
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8
风电项目
风机
包含升压 站的项目
（升压）变电站
箱式变电
不包含升 压变电站 的项目
超高压输电
（降压）变电站
用户
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海上变速风机的并网
Principal layout of offshore wind turbines, their collection and transmission (C&T) systems for interconnection to mains, i.e., for fungible power to the AC network and trading
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6
中国风能资源丰富
国家气象局依据分布在中国各地10米高气象测风仪 数据统计：
－陆地约有 2.53亿千瓦 年电量 5000亿 千瓦时
– 海上初步估计可开发约 7.5亿 千瓦
– 合计约 10亿 千瓦 （2004年全国电力总装机 4.4亿 千瓦）
其中内蒙和新疆 占中国风-资源的约70－80％
7
中国风资源分布
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5
为什么要发展风力发电？
（1）化石能源有限，发展风电有利于提高中国能源供应的安全性 （2）风能储量大、广泛，发展风电是解决中国能源供应不足的有效途
径 （3）风电清洁，发展风电是减排温室气体排放的有效途径. ( 京都议定
书 签订后，CDM机制） （4）发展风电可以促进地区经济发展，并拉动机电制造业发展及解决
风电基础知识
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1
目录
风电行业特点及其相关核心知识概述 风资源知识 风区分类－IEC、GL标准 空气动力学 风机分类 风机基本控制概念 风机设计介绍
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2
化石与核能的使用只是人类历史长河的一瞬间
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3
能源资源的特点和国际比较
▪ 探明总资源量8230亿吨标准煤， 探明剩余可采总储量1390亿吨标 准煤
叶轮转速约 为22.25 rpm, 叶尖速则为58m/s ,因 此齿轮箱的增速比 就为 1500/22.25 =67.4
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风机设计的边界条件
电网约束 叶尖噪音约束 共振耦合约束 材料强度约束
控制能力约束 制造能力约束
运输安装维护能力约束
在以上约束的情况下，要驾驭风并充分利用风能。 要驾驭风，就要了解风的习性，即风的脾气和性格
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GOLDWIND
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GoldWind 62/1200 技术参数
GOLDWIND
运行数据 切入风速 额度风速 切出风速 抗最大风速
叶轮
电机
3 m/s 12 m/s 25 m/s 59,5 m/s
塔架 -
直径 扫风面积 转速范围 叶片数量 叶片类型
功率控制 刹车系统
类型
结构 额定功率 额定电压 绝缘等级
800
700
600
500
400
300
200
100
0
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 风速（m/s）
GOLDWIND
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1200KW风机
•无齿轮、直驱、永磁发电机 •结构简单紧凑，可靠性高 •机械传动损耗减少 •电机效率高运行范围宽 •无需励磁，无碳刷滑环 •发电品质高，无需进行无功补偿
类型 轮毂中心高
62 m 3019 m2 10 ～ 20 RPM1 3 LM 29.1 P 或 相似叶片 变速变桨 3套独立的叶片刹车
多极永磁同步发电机
直接驱动 1200 kW Y690V F
钢制锥塔 69 m
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风机主要组成 驱动链
叶轮
轮毂
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控制 电机 偏航系统
变电 系统
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国外大型风力发电机组发展趋势
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Cost of Energy
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频率与电机转速、齿轮箱增速比、风轮转速的关系
如：电机的输出频率 f pn
60
电网频率50Hz，则发电机转速 n 60f 3000
pp
对与常见两极对 的电机，电机转速为1500RPM
由于噪声要求，叶尖速度有个限值，如<65m/s, 对于定速风机，以750KW为例，转轮直径50米，
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22
风有哪些习性？
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近海风电技术：风力发电机组－Vestas 3MW
2005年Kentish Flat海上风电场安装 30台vestas 3MW机组，该机组额定 功率3MW，机舱（包括轮毂）重量 111T。
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风电项目成本构成
在中国，风电项目的固定资产投资构成比例
建筑工程
6%
联网工程
7%
场内变电工程
5%
其他费用
8%
塔架
10%
风电机组设备
64%
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风电项目中风机故障构成
英国的统计
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风机制造业
Repower 2MW 风机
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功率（KWH）
750KW风机
金风S48/750机组总体技术参数 机 型：失速型、带叶尖气动刹车、上风向、三叶片 额定功率：750kW 风轮直径：48.4m 轮毂中心高：50m 起动风速：4m/s 额定风速：14-15m/s（与气候条件有关） 停机风速：25m/s（10分钟）
▪ 剩余可采储量的保证程度煤炭81 年、石油15年、天然气30年,铀50 年。
▪ 以煤为主，缺乏石油、天然气资 源，水能较丰富
▪ 人均能源资源量低于世界平均水 平
单位：年-4 Nhomakorabea源价格对比
根据国内风电成本测算得到的包括财务成本在内的风电平均成本为0.551元 /( kWh)，在使用期的总成本费用已经接近新投资的水电和火电。