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徐大平教授
华北电力大学控制科学与工程学院
2008年11月
离网风力发电系统
独立运行的风力发电机组，又称为离网型风力发电机组。
典型的离网型风力发电系统示意图如下所示。
第一节离网风力发电机组类型
按照用户类型分类，可以分为以下几种：
用于离网大用户供电的离网风力发电机组。例如：电
解铝产业。
目前，我国微小型风力发电机组按额定功率分主要有10种：
100W、150W、200W、300W、500W、1KW、2KW、3KW、5KW、10KW
。型式为2~3叶片，水平轴，上风向，多为永磁低速发电机，
多数为定桨距机组，叶片材料多样，设计寿命15年。风轮功率系数大约在0.4左右，发电机组的效率在0.8左右。
用于村落、农牧场供电微小型风力发电机组
几种型号机组的技术参数
产品型号
发电
机额
定转
速
r/mi
n
风轮
直径
Ⅲ
叶片
数
风轮
中心
高m
启动
风速
m/s
额定
风速
m/s
停机
风速
m/s
额定
功率
W
额定
电压
V
配套
发电
机
重量
kg
FD2-100
400
2
2
5
3
6
18
100
28
铁氧
体永
磁交
流发
电机
80
FD24-150
450
2
2
6
3
7
40
150
28
100
FD2.1-200
450
2.1
3
7
3
8
25
200
28
150
FD2.5-300
440
2.5
3
7
3
8
25
300
42
175
FD3-500
3
3
7
3
8
25
500
42
钕铁
珊永
磁交
流发
电机
185
FD4-1K
4
3
9
3
8
25
1000
56
285
D5.-4-2k
5.4
3
9
4
8
25
2000
110
1500
FD6.6-3K
6.6
3
10
4
8
20
3000
110
电刷
爪级
1500
FD7-5k
7
2
12
4
9
40
5000
220
异步
发电
机
2500
FD7-10K
1450
7
2
12
4
11.5
60
1000
0
220
3000
用于户用供电的离网风力发电机组
离网型户用风力发电机组是指10kW以下独立运行的、
用蓄电池储能的小型风力发电机组。
截至2004年底，我国离网型户用风力发电机组累计产量达293153台，总装机容量为89524.2kW,预计年发电量约9246万千瓦时。其中，2004年小型风力发电机组总产量24756台，装机容量为11300kW。所生产的小型风力发电机组，除满足国内用户需要外，还出口到欧洲、美洲、东南亚等23个国家和地区。其保有量、年产量和生产能力均列世界之首。
也可以分为直流、交流系统
一、直流系统
独立运行的直流风力发电系统
风力机
联轴器
永磁直
液发电机
置电池组
整流器控制器
蓄电池
交流发电机向直流负载供电
整流器控制器
蓄电弛
交流发电机向交流负载供电
二、交流系统，分如下两种：
交流发电机
交流发电机
进变器
负载
负载
小型风力发电机示意图1-风轮2-发电机3-回转体4-调速机构5-调向机构6-手刹车机构7-塔架8-逆变器9-蓄电池
第二节微、小型风力发电机
叶片与风轮
风轮一般由2～3个叶片和叶柄、轮毂及风轮轴等组成。
图风轮的基本结构1-叶片2-叶柄3-轮毂4-风轮轴
目前我国的风力发电机的叶片绝大多数是实心玻璃钢(FRP),极少数是木质FRP蒙皮结构和木材外粘环氧玻璃。
叶片横截面形状有3种：平板型、弧板型和流线型。
按照传统的观点，叶片表面应是愈光滑愈好，但是最新的研究发现，在叶片表面某部位，增加局部粗糙度，可以提高叶片的升阻比。在翼型下表面后缘贴粗糙带，增加了翼型的环量和翼型的升阻比，因而提高了叶片的效率。风力机还可以通过叶片上加襟翼来增加功率
二、调速装置
可变桨距调速装置：
下图是美国MOD-0型大型风力发电机变桨距调速装置
侧翼装置
V
V
V
(a)未调速位置
(b)调速位置
(c)顺桨位置
偏心装置(1)
(a)未调速位置
V
V
V
(c)顺桨位置
(b)调速位置
偏心装置(2)
调向装置
尾舵
姓：长
(8)(b)(c)
四、发电机
直流发电机永磁发电机同步交流发电机异步交流发电机。
五、塔架
塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多，但造价、安装费等也随之加大。一般由塔管和3～4根拉索组成，高度6m～9m。
六、蓄电池
多采用汽
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