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风力机和风力发电技术

风力发电机组的运行方式

授课教师：王华彪

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风力发电有三种运行方式：

1.独立运行方式，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提

供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电；(独立运行)

2.风力发电并入常规电网运行，常常是一处风电场安装几十台

甚至几百台风力发电机，向电网提供电力。(并网运行)

3.风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合，向一个单

位或一个村庄或一个海岛供电；(互补发电)

风力发电机组的工作原理

独立运行

独立运行是一种较为简单的运行方式，又称离

网型发电机组，根据负载的需求，既可以直流供电，也可以交流供电。

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。主要解决偏远无电地区用电需求。

风力发电机

避雷针

一体化高速球

太阳能电池板

12米10米

6米1.5米

设备控制箱

监控立杆

1.独立运行

水平轴独立运行的风力发电机

组由风轮、尾舵、发电机、支架、电缆、充电器、逆变器、蓄电池组成。

独立运行

独立运行有两种类型：

1.配以蓄电池储能的独立运行系统；

2.采用负载自动调节的独立运行方式。

交流

发电机

升速齿轮箱

控制电路

逆变器

负载

风力发电机

适用于10kW以下的小型风电机组，特

别是1kW以下的微型风电机组普遍采用这

种方式向用户供电。

对于容量较大的机组(如20kW以上),由

于所需的蓄电池容量大，投资高，经济上不

是很理想，所以较少采用这种运行方式。

1配以蓄电池储能的独立运行系统

耆电池组

是币甲/

制变控道器

用电器总线

用电器

卸荷器

+

+

发电机组的电能，经整流后直接供给

直流负载，并将多余电能向蓄电池充电，

如需交流供电，则经逆变器转换后供给交

流负载。

风力机在额定风速下变速运行，超过

额定风速后限速运行。

1配以蓄电池储能的独立运行系统

齿轮箱一」

风力机驱动同步发电机，输出电压通过调

节发电机的励磁进行控制，风力机的转速可以通过发电机的输出频率反应，用频率高低决定

可调负载的输入和切出。

在不同风速下接入数量不同的负载，

使风力发电机的输出功率与负载的吸收功率相匹配，保证更多的获取风能，也能保证机组在安全转速下运行。

2采用负载自动调节的独立运行方式

励磁]控制

齿轮箱

整流器逆变器

蓄电池

负载控制器

世能负表控制器

负载

泄能负载

顾率信导

变换单元

同步发电机

风力机

负载

.

2.并网运行

并网运行是指将发电机组发出的电送入电网

从而解决风机发电机不连续及电压和频率不稳定等问题，用电时可直接从电网取回质量可靠的优质电能。

10KW以上的的风力发电机组可采用并网运

行方式，此类运行方式是克服风的随机性带来的蓄能问题最稳妥的易行方法。

励磁

调节器

电网

齿轮箱

风力机

同步发电机

断路器

并网运行的发电机组由风轮(包括

叶片和轮毂)、、增速箱、发电机、偏

航装置、控制系统、塔架等部件组成

发电机曲

联轴器机舱底舟

齿轮箱

塔筒

偏航电主轴

2.并网运行

机舱罩

主控柜

主轴承

轮毂

叶片

互补运行是指两种能源以上组成的

供电系统，主要类型有风力一光伏互补

发电系统，风力—光伏—柴油互补发电

系统。

风机控制器

风机

直流负载

3.互补运行

柴油发电机

光伏组件

风力—光伏—柴油互补发电系统

光伏控制器

蓄电池组

交流負载

逆变器

■■■

特点：

1.由两种以上的能源组成的供电系统；

2.至少有一种能源相对稳定，才能保证系统供

电的连续性和稳定性；

3.供电系统的可靠性更高；

4.配置更加灵活。

3.互补运行

逆变器用户

蓄电池

风光互补控制器

风力发电机

太阳能电池

3.1风光互补发电系统

风光互补，实际上就是风能和太阳能在能量上相互补充，共同给

负载供电。

风能资源不论白天还是夜晚都存在，而太阳能资源在白天才有，

但由于太阳能相对较为连续稳定，弥补了风能的间歇性特点，而太阳能也弥补了风能在白天的不连续性。

3.1风光互补发电系统

风力发电机

结构：主要由风力发电机组、

太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。

冰箱

太阳能电板

照明

电视

逆变电源

控制器

水泵

密密

通讯设备

蓄电池组

显审卵相

3.1风光互补发电系统

优点：

1.利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定

性和