直驱式风力发电系统及并网关键技术文献综述

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1、 直驱式风力发电系统及并网关键技术文献综述直驱式风力发电系统及并网关键技术文献综述 学院：学院： 学号：学号： 姓名：姓名： 专业：专业： 指导老师：指导老师： 第 2 页 共 22 页 目录目录 1.11.1 风力发电发展历史风力发电发展历史 1.21.2 中国能源现状中国能源现状 1.31.3 各国风力发电概况各国风力发电概况 1.41.4 风力发电特点及优点风力发电特点及优点 2.12.1 风力发电原理风力发电原理 2.22.2 直驱式风力发电技术现状直驱式风力发电技术现状 2.32.3 直驱式永磁风力发电系统结构直驱式永磁风力发电系统结构 2.42.4 直驱式永磁风力发电系统控制直驱式

2、永磁风力发电系统控制 3.13.1 并网运行关键技术并网运行关键技术 3.23.2 永磁同步电机控制永磁同步电机控制 3.33.3 并网变流器控制并网变流器控制 3.43.4 低电压穿越技术低电压穿越技术 4.14.1 未来风力技术发展趋势未来风力技术发展趋势 4.24.2 中国风能资源分布及发展前景中国风能资源分布及发展前景 第 3 页 共 22 页 1.11.1 风力发电发展历史风力发电发展历史 Charles F. Brush（1849-1929）是美国电力工业的奠基人之一。1887-1888 年冬，Brush 安装了一台被现代人认为是第一台自动运行的且用于发电的风力机。 它是个庞然大物

3、叶轮直径是 17 米，有 144 个由雪松木制成的叶片。这台发 电机仅为 12 千瓦。这是因为低转速风机效率不可能太高。 丹麦人 Poul la Cour（1846-1908）是一名气象学家同时也是现代风力发电 机的先驱。他建了一个属于他自己的风洞来实验风力发电机，随后发现了快速转 动、叶片数少的风力机，在发电时比低转速的风力机效率高得多。 1918 年，丹麦约有 120 个地方公用事业拥有风力发电机，通常的单机容量 是 20-35kW，总装机约 3MW。这些风电容量当时占丹麦电力消耗量的 3%。在二次 世界大战期间，丹麦工程公司 F.L.Smidth（现在是水泥机械制造商）安装了一批 两叶片

4、和三叶片的风机。所有这些风机发的是直流电。1951 年，这些直流发电 机被 35kW 的交流异步发电机取代。 在 1973 年第一次石油危机后，在丹麦，电力公司立即把目标放在的制造大 型风力发电机上，德国、瑞典、英国和美国也紧跟其后。1979 年，他们安装了 两台 630KW 风力发电机，一台是桨矩控制的，另一台是失速控制的。 19801981 年，55KW 风力发电机的诞生是现代风力发电工业和技术的突破， 这种风力发电机使风力发电每千瓦时的成本下降了约 50%。 20 世纪末，在兆瓦级风力发电机出现之前，600KW 和 750KW 的风力发电机一 直是市场的主流。在 2002 年前后，主流机

5、型已经达到了 1.5MW 以上【1】。 1.21.2 中国能源现状中国能源现状 2015 年，风电、核电、光伏、地热等新能源占总体能源消费的比例分别是： 1.39%、1.28%、0.29%、0.4%，新能源合计占比仅为 3.36%。在我国能源消费结 构调整的过程中，新能源还有很大的成长空间【2】。 第 4 页 共 22 页 图图 1 1 1.31.3 各国风力发电概况各国风力发电概况 按照 2013 年底的风电累计装机容量计算，全球前五大风电市场依次为中国、 美国、德国、西班牙和印度，在 2001 年至 2013 年间，上述 5 个国家风电累计 装机容量年均复合增长率如下表所示【3】： 图图

6、2 2 第 5 页 共 22 页 1.41.4 风力发电特点及优点风力发电特点及优点 发展可再生能源已经是大势所趋。主要发达国家、发展中国家，都已经将发 展风能、 太阳能等可再生能源作为应对新世纪能源和气候变化双重挑战的重要手 段。 中国风能丰富，风力发电装备制造业前景光明，风力发电具有装机容量增长 空间大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等优势。风力发电在为经济增长提供 稳定电力供应的同时，可以有效缓解空气污染、水污染和全球变暖问题。在各类 新能源开发中，风力发电是技术相对成熟、并具有大规模开发和商业开发条件的 发电方式。风力发电可以减少化石燃料发电产生的大量的污染物和碳排放。大规 模推广风电可以为节能减排做出积极贡献。 在全球能源危机和环境危机日益严重 的背景下，风能资源开始受到普遍关注