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风力发电的研究

第一篇：风力发电的研究网络教育学院《新能源发电》课程设计题目：风力发电技术学习中心：河南许昌奥鹏学习中心【14】层次：专升本专业：电气工程及其自动化年级：2011年秋季学号：201108040763学生：陈懿凡辅导教师：康永红完成日期：2013年08月30日一、风力发电的现状能源、环境问题是当今人类生存和发展所面临的关键问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，不仅资源有限，而且会造成严重的环境污染。因此，对可再生能源的开发与利用，已受到世界各国的高度重视。“开发与利用可再生能源，改善能源结构，减排温室气体，保护环境”已成为世界共识。一场世界性的开发与利用新能源的浪潮已经到来。新能源与可再生能源包括水能、太阳能、风能、地热能和海洋能等，它们在消耗之后还可以得到恢复和补充，不会污染环境。其中，人类对风能的利用已有上千年的历史。地球上可利用的风能为106MW，是可利用的水能的10倍以上。在可再生能源中，风能是一种非常可观的、有前途的能源。风力发电（简称风电）作为一种绿色电力，受到人们广泛的关注。它具有资源蕴藏量巨大、可再生、无污染、占地少、周期短等优点，但是风电也存在着风能利用率低以及具有随机性、不稳定和分布不均匀性等缺陷。1.国外风力发电发展现状2012年新增风电装机容量最多的10个国家占世界风电装机的87%。与2007年相比，美国保持第1名，中国超过西班牙从第3名上升到第2名，印度超过德国和西班牙从第5名升至第3名，前3名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计，2012年全世界风电装机容量新增约2726万kW，增长率约为29%。累计达到1.21亿kW，增长率为42%，突破1亿kW大关。风电总量为2600亿kWh，占全世界总电量的比例从2000年的0.25%增加到2012年的1.5%。尽管风电的发展仍然存在着很多困难，如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等，但相比于常规能源，经济性优势逐步凸显，世界各国都对风电发展充满了信心。例如，欧美都公布了2030年风电满足20%甚至更多电力需求的宏大目标，这也为全球风电的长期发展定下了基调。从国际能源署（IEA）2012年颁布的《2050年能源技术情景》判断，2012-2050年，全球风电平均每年增加7000万千瓦，风电将成为一个庞大的新兴电力市场。2.国内风力发电发展现状我国是世界上风力资源占有率最高的国家之一，同时也是世界上最早利用风能的国家之一。据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226GW，其中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源约为1000GW。如果风力资源开发率可达到60%，仅风电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。我国利用风电起步较晚，和世界上风电发达国家如德国、美国、西班牙等相比还有很大差距。风电是20世纪80年代开始迅速发展起来的，初期研制的风机主要是1kW、10kW、55kW、220kW等小型风电机组，后期开始研发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛应用。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底，我国风机装机总量已达6.05GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000年风电发电量增加近10倍。2012年一年新增风电装机容量625万千瓦，比过去20年累计的总量还多，新增装机增长率约为89%。累计风电装机容量约1215万千瓦，占全国装机总量的1.5%，累计装机增长率为106%。风电装机主要分布在24个省，比2007年增加了重庆、云南和江西三个省。2006至2012年风电增长状况。中国政府为了推动并网风电的商业化发展，国家发改委明确提出我国风电发展的规划目标：2005年全国风电装机总量达到100万千瓦，2012年全国风电装机总量达到400万千瓦，2015年全国风电装机总量达到1000万千瓦，2020年全国风电装机总量达到2000万千瓦，占全国总装机容量的2%左右。可以预计，中国即将成为世界风电发展令人瞩目的国家之一。二、风力发电机的优缺点要比较风力发电机的优缺点首先要对其类型进行了解。由于风力发电机类型的不同。不同风电机组的工作原理、数学模型都不相同，因此分析方法也有所差异。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沮，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。同时运行中需要从电力系统中吸收无功功率。为满足电网对风电场功率因数的要求，多采用在机端并联补偿电