2024-10-11
现代风力发电技术与工程应用是一本详尽探讨风能利用的专业著作，它全面剖析了当前国内外风力发电技术的最新进展和未来发展趋势。本书共分为七个章节，深入研究了大型风电机组的各个方面，如建模、控制、功率管理、风电场选址与设备选择、风电并网技术以及远程监控和运行管理等。
《现代风力发电技术及工程应用》由享有盛誉的电子工业出版社出版，出版日期是2010年10月1日，16开的装订形式，既保证了内容的丰富，也考虑到了阅读的舒适度。书籍的国际标准书号（ISBN）为9787121119095，便于读者在购买时进行准确识别。
风力发电工程技术主要研究电工学、传感器技术、高电压技术、风力发电技术等方面的基本知识和技能，在风力发电厂进行风力发电相关设备的安装、调试、运行、检修、维护等。常见的风力发电相关设备有：风轮、发电机、机座回转体、塔架、蓄电池、逆变器等。
风力发电技术的关键在于风能转换效率和电网稳定性。现代风力发电机组已经具有很高的能量转换效率，能够将大部分的风能转化为电能。同时，随着技术的进步，风力发电的电网稳定性也得到了显著提高，使得其在电力系统中能够发挥更大的作用。此外，风力发电还具有运行成本低、维护相对简单等优势。
现代风力发电机组的类型多样，每种都有其独特的特点和适用场景。首先，永磁直驱风力发电机组以其结构简单、维护方便和高可靠性受到青睐，但成本相对较高，传动效率显著。其次，半直驱风力发电机组通过一级齿轮箱提升效率，相较于直驱式，其效率虽稍逊，但成本较低。
水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风（迎风）装置，能随风向改变而转动，时刻保证桨叶旋转面与来风垂直。
根据机械连接方式的不同，风力发电机组可分为有齿轮箱型和直驱型。有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱将转矩传递到发电机的传动轴，而直驱型风机则直接将桨叶转矩传递到发电机，结构更简单，减少了故障几率。按照桨叶接受风能的功率调节方式分类，可分为定桨距机组和变桨距机组。
电力电子技术领域的专家指出，目前市面上主要有三种风力发电机组类型，分别是直接并网的定速异步机（FSIG）、同步直驱式风机（PMSG）和双馈异步式风机（DFIG）。 定速异步机（FSIG）的低电压穿越能力（LVRT）实现方法：在电压降低期间，FSIG面临的主要挑战是电磁转矩的衰减可能导致转速急剧上升。
风力发电机组主要分为水平轴和垂直轴两种类型： 水平轴风力发电机：- 这类发电机的风轮旋转轴与风向平行。- 水平轴风力发电机又细分为升力型和阻力型。升力型旋转速度快，多用于风力发电。- 升力型风力发电机通常配备对风装置，能自动调整风向，确保风轮面与风向垂直，以提高效率。
目前国内风电机组的主要机型有 3 种，每种机型都有其特点。1 异步风力发电机 国内已运行风电场大部分机组是异步风电发电机。主要特点是结构简单、运行可靠、价格便宜。这种发电机组为定速恒频机组，运行中转速基本不变，风力发电机组运行在风能转换最佳状态下的几率比较小，因而发电能力比新型机组低。
1、风力发电，风越大转速越快。风机叶片的转速跟风速也有很大关系，风速越快，风机转得越快。5兆瓦风机在风速达到3米每秒时，就可以通过转动齿轮提高转速，从而带动发电机发电。越大型的风机，叶片越长，重量越大，转得越慢。
2、现代600千瓦风力发电机中，低速轴转子的转速大约在19至30转每分钟之间，这一转速足够缓慢，足以使轴中的液压系统导管得以运作，从而激活空气动力闸。 高速轴的转速则达到1500转每分钟，它驱动发电机进行能量转换，将风能转化为电能。
3、额定转速：设备的额定转速为400转/分，保证了高效的风能转换。 额定功率：发电机的额定功率输出为5千瓦。 输出电压：系统输出电压为直流220伏特。 配套蓄电池：配备12伏特100安时蓄电池十八块，以储存发电产生的电能。 旋转方向：风轮旋转方向为顺时针，这是面向风轮时的方向。
4、额定转速：是指在额定功率下电机的转速。也即满载时的电机转速，故又叫做满载转速。用符号“n”表示，单位为“转/分”。额定转速是指额定功率条件下的最大转速，通常出厂时，作为产品的主要参数，标注在产品的明显部位。最大转速是在特定条件下，转速所能达到的最大值。
5、根据统计，目前市面上的风力发电机转速一般在10-20转/分钟之间，其中大型的风力发电机转速约为15转/分钟。风力发电的发电量主要受到风速和风轮的转速影响。一般来说，当风速较小时，风轮的转速也会较慢，发电量也会相应减少；当风速较大时，风轮的转速也会增加，发电量也会相应增加。
