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風力發電的優缺點篇一

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電。風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初風力發電圖，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。人估計過，地球上可用來發電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發電，開發新能源。利用風力發電的嘗試，早在二十世紀初就已經開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯和美國應用航空工業的旋翼技術，成功地研制了一些小型風力發電裝置。這種小型風力發電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉村使用，它所獲得的電力成本比小型內燃機的發電成本低得多。不過，當時的發電量較低，大都在5千瓦以下

風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部分。

優點

1、清潔，環境效益好；

2、可再生，永不枯竭；

3、基建周期短；

4、裝機規模靈活。

缺點

1、噪聲，視覺污染；

2、占用大片土地；

3、不穩定，不可控；

4、目前成本仍然很高。

5、影響鳥類。

風力發電的優缺點篇二

1.風力發電機主機及風葉：主要發電核心，通過風葉旋轉帶動風力發電機轉子旋轉切割磁力線，從而把旋轉動能轉化成電能。

2.控制器：通常風力發電機發出的電為不穩定三相交流電，如果直接使用會造成用電器的損壞，控制器的作用除了把風力發電機發出的不穩定三相電通過整流輸出可以給蓄電池充電的直流電，同時控制器也實時檢測風力發電機與蓄電池的電壓，避免風力發電機在大風時電壓過高導致損壞，也防止蓄電池由于過充導致損壞。

3.蓄電池：儲存風力發電機發出的電力以便在需要時使用。

4.逆變器：把蓄電池里的直流電轉換成交流電供給交流負載使用。（直流負載不需要逆變器，可以直接接蓄電池使用）

5.塔架：幫助支撐及固定風力發電機到地面或任何足夠牢固能安裝風力發電機的介質。

6.太陽能板（選配）：由于風力資源屬于不穩定的自然資源，在部分地區單單依靠風能發電不能完全滿足客戶的用電需求。此時客戶可以按照需求結合太陽能發電，把系統打造成風光互補系統，科學使用各種自然資源有效增加系統發電量。

風力發電的優缺點篇三

引言：我國是一個風能資源比較豐富的國家據探明風能理論儲量為32.26億kw，而陸地可開發利用風能為2.53億kw，近?？衫蔑L能為7．5億kw，居世界前列．隨著我國經濟的持續快速增長，對能源的需求與傳統化石能源對環境污染的矛盾越來越突出，發展新 的清潔可再生能源成為解決矛盾的有效方法．在目前許多新能源的開發利用中，風力發電憑借其技術的優勢和單機容量的高速增長使得風能成為目前世界上增長速度最快最具有競爭力的可利用新能源。[1]本文主要介紹風電場并網對電力系統的影響。

一、對調峰、調頻與備用的影響

大規模風電并網的重要制約因素是電網可為風電提供的調峰能力，必須利用全網的調峰、調頻能力進行統一平衡，時，常規機組減少出力為風電提供空間。電接入電網功率。風電的反調峰特性，例如，東北電網受冬季火電機組供熱影響，反調峰特性，使得系統調峰異常困難，進入制風電出力，最多時限制近

二、對電壓與無功功率控制的影響風電機組類型不同，無功功率特性差異很大。早期的風電場多采用的是固定轉速風電機組—異步發電機，吸收系統無功且無功不可控，功控制。風機的無功功率不可控，必然導致電壓忽高忽低，無功補償裝置頻繁投切。風電對系統的電壓要求很高（電壓偏差不得超過應用的變速風電機組—雙饋異步電機和直驅風電機組在1.0，不向系統吸收無功，解決了部分無功電壓問題，但不具備恒電壓調節能力。區域性無功電壓調節問題還需要通過安裝svc等動態無功補償裝置、輸電通道動態無功補償設備以及頻繁投切的低容低抗來實現。[5]風電功率波動影響主網潮流分布，同時電壓波動使無功補償設備頻繁投切。風電場的利用小時數很低一般在電場送出線路長時間會處于輕載狀態，電壓必然偏高，低抗將長時間投入運行。

三、對電能質量的影響有相當一部分風電機組直接并入配電網，由此帶來的電能質量問題尤為突出。電壓波動和閃變：風力發電機組大多采用軟并網方式，但是在啟動時仍會產生較大的沖擊電流。當風速超過切出風速時，乎同時動作，這種沖擊對配電網的影響十分明顯。都會導致風機出力的波動，而其波動正好處在能夠產生電壓閃變的頻率范圍之內（低于hz），因此，風機在正常運行時也會給電網帶來閃變問題，影響電能質量。電給系統帶來諧波的途徑主要有兩種。接和電網相連的固定轉速風電機組，定的諧波，不過過程很短，發生的次數也不多，通?？梢院雎浴５菍τ谧兯亠L電機組則不然，變速風電機組通過整流和逆變裝置接入系統，諧波的范圍內，則會產生很嚴重的諧波問題，逐步得到解決。另一種是風力發電機的并聯補償電容器可能和線路電抗發生諧振，行中，曾經觀測到風電場出口變壓器的低壓側產生大量諧波的現象。才能保證全額接受風電和電網安全穩定運行。風電功率具有不確定性，將導致負荷峰谷差增大，使得系統調峰異常困難。火電機組固有的調峰能力大為下降，2008 年冬季以后，多次因低谷調峰問題被迫限400 mw。[6]

需后期改造以配備相應的補償裝置來進行無10%），但它本身就是一個無功干擾源。目前普遍—永磁同步機能夠保證風機功率因數avc 等系統手段來實現。風電場提高電壓控制手段一般通過2 100～2 400 h，機組出力小于額定功率

如果整個風電場所有風機幾不但如此，風速的變化和風機的塔影效應一種是風力發電機本身配備的電力電子裝置。軟啟動階段要通過電力電子裝置與電網相連，如果電力電子裝置的切換頻率恰好在產生隨著電力電子器件的不斷改進，當風電功率增加5%的概率最大，所以風[6]諧波污染：風這一問題也在[4][2]

[5]25 對于直會產生一在實際運系統調峰裕度必須大于風加之風電的風機會從額定出力狀態自動退出運行。

四、對發電計劃與調度的影響

風能的不可控性使得對風電不可能像對其他傳統電源一樣可以進行可靠預測。風電場并 網以后，電網的可用調峰容量減去用于平衡負荷波動的備用容量后，剩余的可用調峰容量都能夠用于為風電調峰，但如果整個電網可用于風電的調峰容量有限，則風電場的實際運行就會受到一定的限制，在電網無法完全平衡風電場的功率波動時，需要限制風電注人電網的功率。[4]由于當前我國電網中風電的比例不高，因此在電網調度工作中一般不把風電納入電網調度．且由于尚未開展風電功率預測的研究與應用，因此風電功率的波動對于電網而言完全是隨機的，最嚴重的情況就等于整個風電裝機容量大小的風電功率在短時間內的波動，雖然發生這種情況的概率較小，但是在實際運行中仍無法排除發生這種情況的可能性由于系統需要有與風 電場額定容量相當的備用容量，在風停時替代風電場，這使得風電上網成本增加。目前，我國相關省區電網調度根據風由各省自行平衡，基本上不安排風電的發電調度計劃。

結語

隨著氣候的變遷，環境的惡化資源的短缺發展新的清潔可再生能源已成為一種趨勢合理地開發和利用風能成為解決矛盾的一種方法，的成果，對我國電網進一步的改造和開發新技術以支撐風電的大規模并網．的快速穩步發展。

參考文獻：

[1]裴哲義，董存，辛耀中。我國風電并網運行最新進展[2]張洋，風電場無功補償容量及其控制方法的研究[3]陳向民，姚強。風力發電前經濟技術分析[4]胡斌，楊鵬舉。關于風電接入系統若干問題的思考[5]吳雄飛。大型風電并網系統電壓穩定性研究[6]電監會．我國風電發展情況 調研報告

只要結合我國的實際情況，[j] 新能源 [d]．長春[j] 科技創新導報[j] 中國電力教育[j ]宣稱供電公司[d]．北京 ：國家電力監管委員會借鑒國外已有以支持國民經濟 第11期

：東北電力大學，2010 no.35

2010，2005． 36期 2009．

電場實際發電出力對網內其他電廠出力進行調整，年第，

風力發電的優缺點篇四

風力發電機原理

是將風能轉換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。風力發電利用的是自然能源。相對柴油發電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發電機。風力發電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。力發電的原理:是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

現狀:風力發電正在世界上形成一股熱潮，風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國風能資源十分豐富，我國也在西部地區大力提倡,管理滯后影響風電“進步”首先，我國對風能資源的普查、評價、規劃管理嚴重滯后，資源分散，缺少整合，沒有形成全國統一的國家級風電產業研機機構，缺少對產業資源的集中和整合。

其次，單位kw造價高，火電平均4500元/kw，風電平均每8000~9000元/kw，平均造價高于火電?；痣娖骄妰r0.36元/千瓦時，風電平均電價為0.56元/千瓦時，在我國南方地區電價，還要略高于北方地區。影響電網并網發電的積極性。第三，目前市場和產業化基本上沒有形成，風電機組和系統設計技術、設備性能、效率以及技術工藝水平與歐洲相比存在很大差距。國產風電關鍵部件，如液壓系統、聯合器、電控等可靠性差，技術不夠成熟。

改善“環境”加快風電步伐

前景:它的優勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低。；風力發電產業發展前景非常廣闊，為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。

我國風能資源十分豐富，它是一種干凈的可再生能源；風力發電產業發展前景非常廣闊，優缺點:它的優勢不需要燃料、不占耕地、沒有污染，運行成本低,我國風力資源豐富,缺點,效率低,造價昂貴,技術有待改進,管理不夠完善

風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但它不是只由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機＋充電器＋數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；

機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25v變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220v市電，才能保證穩定使用。機械連接與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯軸節相連,將轉矩傳遞到發電機的傳動軸,此聯軸節應按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅型風機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風機電機類型

風力發電的優缺點篇五

華 北 水 利 水 電 學 院

研 究 生 結 課 論文

姓名曾浩

學號201110522220

專業水利水電工程

性質 國家統招（∨）單考（）

考試科目同步電機運行基本理論

考試時間2012.6.20

成績

風力發電機控制系統

中科院專家提出：風能、太陽能、潮汐能的開發可以有效緩解中國的能源供應困局，其中產業化條件最為成熟的首推風力發電。中國風力發電已經歷20年漫長的“試驗期”，而風力發電的產業化舉步維艱，大大小小的風電場遍布全國，幾乎各省都有，卻并不成氣候，因此中國風力發電潛力巨大。下面我簡單介紹一下風力發電機控制系統風力發電機由多個部分組成，而控制系統貫穿到每個部分，相當于風電系統的神經。因此控制系統的好壞直接關系到風力發電機的工作狀態、發電量的多少以及設備的安全。目前風力發電亟待研究解決的的兩個問題：發電效率和發電質量都和風電控制系統密切相關。對此國內外學者進行了大量的研究，取得了一定進展，隨著現代控制技術和電力電子技術的發展，為風電控制系統的研究提供了技術基礎。

風力發電控制系統的基本目標是保證風力發電機組安全可靠運行，獲取最大能量，提供良好的電力質量。風力發電控制系統組成主要包括各種傳感器、變距系統、運行主控制器、功率輸出單元、無功補償單元、并網控制單元、安全保護單元、通訊接口電路、監控單元。具體控制內容有：信號的數據采集、處理，變槳控制、轉速控制、自動最大功率點跟蹤控制、功率因數控制、偏航控制、自動解纜、并網和解列控制、停機制動控制、安全保護系統、就地監控、遠程監控。當然對于不同類型的風力發電機控制單元會不相同。

與一般工業控制過程不同，風力發電機組的控制系統是綜合性控制系統。它不僅要監視電網、風況和機組運行參數，對機組運行進行

控制。而且還要根據風速與風向的變化，對機組進行優化控制，以提高機組的運行效率和發電量。目前絕大多數風力發電機組的控制系統都采用集散型或稱分布式控制系統（dcs）工業控制計算機。采用分布式控制最大優點是許多控制功能模塊可以直接布置在控制對象的位置，就地進行采集、控制、處理。避免了各類傳感器、信號線與主控制器之間的連接;同時dcs現場適應性強，便于控制程序現場調試及在機組運行時可隨時修改控制參數,并與其他功能模塊保持通信，發出各種控制指令。

控制系統的類型對于不同類型的風力發電機，控制單元會有所不同，主要是因為發電機的結構或類型不同而使得控制方法不同，加上定槳距和變槳距，形成多種結構和控制方案。根據漿葉的不同，分為以下三種：

l 定槳距失速調節型風力發電機組:定槳距是指槳葉與輪轂的連接是固定的，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。失速是指槳葉本身所具有的失速特性，當風速高于額定風速時，氣流將在槳葉的表面產生渦流，使效率降低，產生失速，來限制發電機的功率輸出。為了提高風電機組在低風速時的效率，通常采用雙速發電機（即大/小發電機）。在低風速段運行的，采用小電機使槳葉具有較高的氣動效率，提高一些發電機的運行效率。定槳失速調節型的優點是失速調節由指槳葉本身完成，簡單可靠，當風速變化引起的輸出功率的變化只通過槳葉的被動失速調節而控制系統不作任何控制，使控制系統大為減化。但是在輸入變化的情況下，風力發電機組只有很小的機會

能運行在最佳狀態下，因此機組的整體效率較低。通常很少應用在兆瓦級以上的大型風力機上變槳距調節型風力發電機組:變獎距是指安裝在輪轂上的葉片通過控制可以改變其槳距角的大小。在運行過程中，當輸出功率小于額定功率時，槳距角保持在0°位置不變，不作任何調節；當發電機輸出功率達到額定功率以后，調節系統根據輸出功率的變化調整槳距角的大小，使發電機的輸出功率保持在額定功率。此時控制系統參與調節，形成閉環控制。主動失速調節型風力發電機組:將定槳距失速調節型與變槳距調節型兩種風力發電機組相結合，充分吸取了被動失速和槳距調節的優點，槳葉采用失速特性，調節系統采用變槳距調節。在低風速肘，將槳葉節距調節到可獲取最大功率位置，槳距角調整優化機組功率的輸出；當風力機發出的功率超過額定功率后，槳葉節距主動向失速方向調節，將功率調整在額定值上。由于功率曲線在失速范圍的變化率比失速前要低得多，控制相對容易，輸出功率也更加平穩。

根據風機轉速分有恒速恒頻和變速恒頻兩種，恒速恒頻機組的整體效率較低,而變速恒頻這種調節方式是目前公認的最優化調節方式，也是未來風電技術發展的主要方向。變速恒頻的優點是大范圍內調節運行轉速，來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化，可以最大限度的吸收風能，因而效率較高?？刂粕弦埠莒`活，可以較好的調節系統的有功功率、無功功率，但控制系統較為復雜。變速恒頻又根據發電機的不同分為以下幾種：異步感應發電機:通過晶閘管控制的軟并網裝置接入電網，并網沖擊電流較大。另外需要電容無功補償裝置，控制電路簡單。繞線轉子異步發電機:對于繞線轉子異步發電機可以采用功率輔助調節方式，即轉子電流控制（rcc）方式來配合變漿距機構，共同完成發電機輸出功率的調節。在繞線轉子輸入由電力電子裝置控制的發電機轉子電流，可以加大異步發電機轉差率（可到10％），使得發電機在較大的轉速范圍內向電網送電。以提高異步發電機的風能利用率。雙饋發電機:雙饋電機的結構類似于繞線式感應電機，定子繞組也由具有固定頻率的對稱三根電源激勵，所不同的是轉子繞組具有可調節頻率的三相電源激勵，一般采用交一交變頻器或交一直一交變頻器供以低頻電流。雙饋電機控制系統通過變頻器控制器對逆變電路小功率器件的控制，可以改變雙饋發電機轉子勵磁電流的幅值、頻率及相位角，達到調節其轉速、有功功率和無功功率的目的。這既提高了機組的效率，又對電網起到穩頻、穩壓的作用。雙饋電機應用于風力發電中，可以解決風力機轉速不可調、機組效率低等問題。同時，由于雙饋電機對無功功率、有功功率均可調，對電網可起到穩壓和穩頻的作用，提高了發電質量。永磁直驅同步發電機：永磁直驅同步發電機系統由變漿距風輪機直接驅動永磁同步發電機，省去了增速用齒輪箱。發電機輸出先經整流器變為直流，再經igbt（絕緣柵雙極晶體管）逆變器將電能送到電網。對風力發電機工作點的控制是通過控制逆變器送到電網的電

流實現對直流環節電壓的控制，從而控制風輪機的轉速。發電機發出電能的頻率、電壓、電功率都是隨著風速的變化而變化的，這樣有利于最大限度地利用風能資源，而恒頻恒壓并網的任務則由整流逆變系統系統完成。

目前計算機技術突飛猛進，更多新的技術被應用到了dcs之中。plc是一種針對順序邏輯控制發展起來的電子設備，目前功能上有較大提高，很多廠家也開始采用plc構成控制系統?，F場總線技術(fcs)在進入九十年代中期以后發展也十分迅猛，以至于有些人已做出預測：基于現場總線的fcs將取代dcs成為控制系統的主角?？刂葡到y技術風力發電系統中的控制技術和伺服傳動技術是其中的關鍵技術，這是因為自然風速的大小和方向是隨機變化的，風力發電機組的并網和退出電網、輸入功率的限制、風輪的主動對風以及對運行過程中故障的檢測和保護必須能夠自動控制。同時，風力資源豐富的地區通常都是邊遠地區或是海上，分散布置的風力發電機組通常要求能夠無人值班運行和遠程監控，這就對風力發電機組的控制系統的自動化程度和可靠性提出了更高的要求。