清华大学：《风力发电机及其系统》课程教学课件（PPT讲稿）

清举大学电机系讲(205年版) 风力发电机及其系统 柴建云 chaiiy(tsinghua.edu.cn 电话:010-62775559

风力发电机及其系统 清华大学电机系讲义(2005年版) 柴 建 云 chaijy@tsinghua.edu.cn 电话: 010-62775559

风力发电机及其系統 主要内容 绪论 风力发电机组及其分类 典型风力发电机系统

风力发电机及其系统 主要内容 绪论 风力发电机组及其分类 典型风力发电机系统

绪论 风力发电兴起的背景 ◆环保意识的抬头 京都议定书: “主要经济体承诺未来十年间CO2及有害气体的减排量” 欧洲国家:8%已签署。 日本:7%,已签署。 美国:6%,拒绝签署。(排放第一大国) 中国:未限制,己签署。(排放第二大国) 国际压力: 美国人的拒签理由是要求以中国承诺减排为前提

绪论

绪论 风力发电兴起的背景 ◆世界能源供求关系紧张 新兴工业国家的经济发展: 1)中国、印度、东南亚人口大国经济发展迅猛,纷纷从能源 出口国变为进口国; 2)我国经济的能源弹性系数快速攀升,重工业化趋势明显; 3)石油、天然气和煤炭等化石燃料消耗加速,市场价格居高 不下,成为制约国家经济与安全的关键因素; 4)现有的能源供给模式已不能保证经济的可持续发展。 “争夺能源已成为国际争端和战争的最大诱因!

绪论

绪论 风力发电兴起的背景 ◇我国的能源政策与问题 大部分一次能源须转换为二次能源—电: 1)继续以煤电为主,优先发展水电,积极发展核电,鼓励发 展风电; 2)连续三年,我国每年的新增装机容量达到7~8千万千瓦, 电力超速发展,装机容量世界第二; 3)已颁布可再生能源利用法,为可再生能源的利用提供特殊 优惠政策;(电价、上网、税收、设备研发等) 〔4)能源开发问题:运输,拆迁、地质灾言、环境气候改变、 核泄漏、安全、废料处理等等

绪论

动风力发电机组的内部结构 EXTENDER+BLADE ROTOR BRAKE MAN BEARING COUPLING GEARBOX MAIN SHAFT GENERATOR PROTECTOR HOOD ADAPTER YAW BEARING YAW BRAKE YAW MOTOR 机舱十轮毂十桨叶十调桨系统十偏航系统 十齿轮箱十发电机十底座+塔筒十控制

风力发电机组的内部结构 机舱＋轮毂＋桨叶＋调桨系统＋偏航系统 ＋齿轮箱＋发电机＋底座＋塔筒＋控制柜

风力机风能转换效率特性 风轮的功率 0.5 P=pVC B=0° 风能转换率 0.3 R=10 C=f(TSr, B)/u2 0.1 叶尖速比 =20° =5 0 TSR=OmR/V 246810121416 尖速比(TSR) TSR: Tip Speed Rate

风力机风能转换效率特性 • 风轮的功率 • 风能转换率 • 叶尖速比 TSR = m R V C f (TSR,  ) p = P AV Cp 3 2 1 =  TSR: Tip Speed Rate

动风力发电机组及其分类 风少发电机组的按风轮桨叶分类 风力发电机组的分类按风轮转速分类 风力发电机组的分类:按传动机构分类 风力发电机组的分类:按发电机分类 风力发电机组的分类:按并网方式分类 定桨定速Vs.变桨变速:输出功率比较

风力发电机组及其分类 • 风力发电机组的分类：按风轮桨叶分类 • 风力发电机组的分类：按风轮转速分类 • 风力发电机组的分类：按传动机构分类 • 风力发电机组的分类：按发电机分类 • 风力发电机组的分类：按并网方式分类 • 定桨定速 vs.变桨变速：输出功率比较

动风力发电机组的分类 型 高风速时,因桨叶形状或因叶尖处的扰 流器动作。限制风力机的输出转矩与功率 °变桨型: 高风速时通过调整桨距角,限制输出转 矩与功率

风力发电机组的分类 按风轮桨叶分类： • 失速型： 高风速时，因桨叶形状或因叶尖处的扰 流器动作，限制风力机的输出转矩与功率； • 变桨型： 高风速时通过调整桨距角，限制输出转 矩与功率

动风力发电机组的分类 型 风轮保持一定转速运行。风能转换率较低.。与 恒速发电机对应 变速型 (1)双速型:可在两个设定转速运行,改善风能 转换率,与双速发电机对应; (2)连续变速型:在一段转速范围内连续可调, 可捕捉最大风能功率,与变速发电机对应

风力发电机组的分类 按风轮转速分类： • 定速型： 风轮保持一定转速运行，风能转换率较低，与 恒速发电机对应； • 变速型： （1）双速型：可在两个设定转速运行，改善风能 转换率，与双速发电机对应； （2）连续变速型：在一段转速范围内连续可调， 可捕捉最大风能功率，与变速发电机对应