文档介绍：风力发电概况论文
引言 3
1风力发电技术的发展历史 3
2风特性 4
风形成的原因 4
近地面风特性 5
脉动风特性 5
3风力发电机组类型、结构组成、工作原理 6
恒速风力发电机 6
有限变速风力发电机 7
变相当的比例，例如德国、西班牙、丹麦、荷兰等国已经具有了长期运行50kW
100kW 200kWA 500kW 。随着风电装机 量的增大，其配套设施，发电质量要求，控制系统和成本的要求都进一步提高， 也促成了新一轮的风电技术发展高潮。
2风特性
风形成的原因
风是空气相对与地球表面的运动，主要是由于地球上各纬度所接受的太阳
辐射强度不同而形成的。高纬度与低纬度之间的温度差异，形成了南北之间的气 压梯度，使空气做水平运动，风应沿水平气压梯度方向吹，即垂直与等压线从
高压向低压吹。另外，地球在不停的自转，使空气水平运动发生偏向的力，称为
地转偏向力，这种力使北半球气流向右偏转，南半球向左偏转，所以地球大气
运动除受气压梯度力外，还要受地转偏向力（科里奥利力）的影响。具体到某一 特定地区，自然风的形成还要受气象条件如季节、洋流，地表特征如海
拔、地 形和地面粗糙度等多种因素的影响。
近地面风特性
风电场内的风特性指的是近地面大气边界层最底层 100m以下气流的流动情 况。用风速的大小、方向和湍流强度等反映风特性的特征量描述。 一般可分为平 均风特性和脉动风特性来进行研究。
平均风特性平均风特性包括：平均风速、平均风向、风速廓线和风频曲线等。 一般来说，这类数据由常年的气象数据记录得出。
平均风向。风向指风的方向，一般用16个方位来表示。根据气象台站提
供的记录数据，按月，季节、年来统计风向变化的平均值，来判断某一地区的风 向变化情况， 下面以我国某一沿海城市的测风数据为例绘制出风向玫瑰图加以 说明。其中，各方位辐射线的长度代表风向频度，即不同方位上记录的次数占
全月总记录次数的百分比。从图中不难看出：此地秋冬季节盛行东北风，而春节 有两个主风向：东北和东南。夏季风向变化较大主要是西南和东南方向范围内变 化。
平均风速。风速是指单位时间内空气在水平方向上移动的距离，平均风
速是指在某时距内,空间某点上各瞬时风速的平均值。其值的大小与时距的选取 有很大的关系。由范德豪芬的实验可知，周期在 10min到1h范围内功率频谱曲 线比较平坦，平均风速时距取在此范围内可忽略湍流引起的天气变化，我国规
范规定的时距为10min。平均风速随时间和空间变化，但具有一定的统计规律， 如日、月、季节变化规律。平均风速的日变化规律最为显著。除去天气变化因素 的影响，秋季最大风速出现在上午10点到12点之间，冬季最大风速大多数出 现在午后。两者最小风速出现在下午18点到20点之间。产生这种变化的原因是 由于太阳辐射的日变化而导致的地面热力不均造成的。不同地区，不同季节因太
阳辐射条件不同会有所不同。
脉动风特性
脉动风具有随机性，随时间和空间随机地变化。包括：脉动风速、脉动系数、 风向变化、湍流强度、湍流积分尺度、脉动风功率谱和空间相关系数等。
脉动风速。脉动风速指的是某时刻t ,空间某点上的瞬时风速与平均风速 的差值。其表达式为
V'(t)=V(t)-V (1)
脉动风速的变化情况可由气象台站的统计数据得出。
湍流强度。湍流强度反应的是风速随时间和空间的变化程度，反应脉动风
的相对强度，脉动风速受地表特征和温度层结构及地表粗糙度和高度的影响强
烈。
3风力发电机组类型、结构组成、工作原理
根据风力发电机的运行特征，风力发电机可分为恒速风力发电机、有限变 速风力发电机和变速风力发电机。
恒速风力发电机
恒速风力发电机系统如图1所示，采用了笼型异步发电机，发电机通过变压 器直接接入电网。因为笼型异步发电机只能工作在额定转速之上很窄的范围内， 所以通常称之为恒速风力发电机。并网运行时，异步发电机需要从电网吸收滞后 的无功功率以产生旋转磁场，这恶化了电网的功率因数，易使电网无功容量不足, 影响电压的稳定性。为此，一般在发电机组和电网之间配备适当容量的并联补偿 电容器组以补偿无功。由于笼型异步发电机系统结构简单、成本低且可靠性高， 比较适合风力发电这种特殊场合，在风力发电发展的初期，笼型异步发电机得到 了广泛的应用，有效地促进了风电产业的兴起。
笼型异步发电机
电网
图1笼型恒速发电机系统
随着风力发电应用的深入，包速笼型异步发电机具有的一些固有缺点逐步
显现出来，主要是笼型异步发电机转速只能在额定转速之上l % — 5%内运行，输
人的风功率不能过大或过小，若发电机超过转速上限，将进入不稳定运行区。因 此，在多数