新能源与微电网报告-永磁同步风力发电（A.4）实验报告.docx

PAGE20 / NUMPAGES35 新能源与微电网 课程报告 题 目 永磁同步风力发电（A.4） 选题类型 A.4B.1C.3D.8E.2F.1G.9  目录 TOC \o "1-3" \h \z \u 一、 课题背景及选题意义 2 二、 国内外研究现状及发展趋势 2 三、 风能发电原理以及我国风能的地理地域分布情况 3 3.1利用风能发电的基本原理 3 3.2我国风能的地理地域分布情况 5 四、 风能发电系统的组成 6 4.1风力发电系统结构 6 4.2 风电机组结构框架 7 五、 四种风力发电系统的比较 8 六、 风电机组故障诊断研究现状 10 七、 能源储存和能源载体 11 7.1 电解制氢技术 12 7.1 氢的储存与运输 13 八、 冷电联供的案例分析 15 九、 实际应用展望： 16 参考文献: 19 基于永磁同步风力发电的冷电联供系统 课题背景及选题意义 常规能源终究有限，资源枯竭的窘境愈发明显，这就迫切需要找到一些无污染、可再生的替代能源，而风能就是一种清洁、安全的选择。较于太阳能和生物质能等新能源发电方式，风力发电成本较低、技术较成熟、对环境影响较小，最具大规模开发和商业应用的条件，因而受到世界范围内的普遍关注。 风能作为一种清洁和可再生能源被广泛接受，风能凭借着其建设周期短、环境要求低、储量丰富、利用率较高等特点在世界各国得到了持续快速的发展。如何充分地利用风能成为了热门研究方向。风力发电以其技术成熟、成本较低和大规模开发利用的优势成为新能源发展最快、最具有竞争力的发电技术。随着风力发电技术向着大规模制造的方向发展，如何利用现有的创新设计方法和创新技术来满足风力发电的设计要求，是实 现风力发电大规模制造和使用的关键 国内外研究现状及发展趋势 风力发电是目前可再生能源开发利用的重要方式之一，风力发电技术日趋成熟，未来发展前景十分广阔。首先，对于大型的陆上风力发电系统，未来的单机容量会不断增大，风机的高度也在不断上升，产出效率也会不断增加。其次，未来小型的风力发电行业预计会迅速发展。中小型风电场的建设成本低，相对于常规电力优势明显。目前需要克服的主要问题是无风期间不能供电，针对这个问题，可以在发电机组配备少量蓄电池，同时风力发电组还可以和其他动力源联合使用，比较常见的联合方式有风力-柴油发电、风力-太阳能电池发电等。 风能是一种清洁的可再生能源，全球风能总量大约为2.74*109WM，其中可利用的风能为2.74*107WM，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风能利用潜力大、价值高、易开采和储量足，与其他能源相比，风能不仅不会污染空气，而且取之不尽用之不竭。因此，风能引起了化界各国的广泛关注。当前，风能利用的主要方式是风力发电。随着风力发电技术的快速发展和日趋完善，大量的风力发电机组投入运营。从2001年以来，全球风力发电装机容量迅速増加。图 SEQ 图 \* ARABIC 1显示了近十多年来的世界风电装机容量，从整体趋势上来看，全球风电装机容量整体稳步增长，截止2014年，化界风电装机容量已经达到369.597GW。 图 SEQ 图 \* ARABIC 2全球累计风机装机容量 目前，风力发电已经在全球掀起了一股发展热潮。德国、美国、丹麦和荷兰是世界上风能利用最好、发展最好、技术也比较先进的四个国家。美国的目标是到2030年其风电装机总容量达到国内总电能300GW的20％，欧盟的风电覆盖率预计在2020年达到12％－14％，到2030达到总电能的25％，根据新能源振兴规划，预计到2022年我国风机装机总量将达到1.5亿kW，将超过电力总装机总量的10%。 风能发电原理以及我国风能的地理地域分布情况 3.1利用风能发电的基本原理 风力发电的过程就是把风能经由机械能转换为电能的过程，风能转化为机械能的过程由风轮实现，机械能转化为电能的过程由风力发电机及其控制系统实现。风力进入发电系统后便作为发电系统的输入信号，通过风力控制器输出桨距角信号，调整机械转矩和输出功率。该机械功率接着被传输到发电机中，转化为电能后最终传输到电网中，完成了从风能到电能转化的全过程。 风力发电的主要特点有：可再生清洁能源、建设周期短、装机规模灵活、可靠性高、造价低、运行维护简单、实际占地面积小、发电发电方式多样化、单机容量小。 从变速恒频风力发电机类型来看，主要有交流励磁的双馈感应电机和不需要励磁的直驱永磁电机两种。 双馈感应发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过并网变换器连接电网，具有调速性能良好、有功和无功功率独立可调等优点，但高速运行的双馈感应发电机与低速风轮之间的传动需要大型变