风力发电毕业论文周记

我国东南沿海地区风能资源较丰富，年平均风速为4m/s。这些地区乡镇工业发展迅速，用电量较大，常规能源贫乏，部分电网通达的地方缺电也较严重。为满足农田灌溉、水产养殖和盐场制盐等低扬程大流量提水作业的需要，当地用户已在使用一些低扬程风力提水装置。如福建省莆田地区利用风力提水制盐，天津市郊区利用风能排咸和育苗，山东省新泰市的风力—空气泵农田灌溉等，都取得了一定的经济效益。在上述地区推广应用风力提水机组，对农业、渔业和副业生产的发展具有重要的意义。另一方面，我国内陆风能资源较好的区域，如内蒙古北部、甘肃和青海等地的年平均风速为4~6 m/s，3~20 m/s的风速累计4000~5000h/年。这里是广大的草原特区，人口分散，难通电网。利用深井风力提水机组为牧民和牲畜提供饮水或进行小面积草场灌溉，对于改善当地牧民的生活、生产条件具有明显的社会效益。此外，甘肃、新疆北部及松花江下游也属于风能丰富区，适合发展风力提水。我国从20世纪80年代初就把小型风力发电作为实现农村电气化的措施之一，主要研制、开发和示范应用小型充电用风力发电机，供农民一家一户使用。目前，1 kW以下的机组技术已经成熟并进行大量的推广，形成了年产1万台的生产能力。近10年来，每年国内销售5000~8000台，100余台出口国外。目前可批量生产100、150、200、300和500W及1、2、5和10 kW的小型风力发电机，年生产能力为3万台以上，销售量最大的是100~300W的产品。在电网不能通达的偏远地区，约60万居民利用风能实现电气化。截至1999年，我国累计生产小型风力发电机组18 .57万台，居世界第一。我国大型风力发电机组的研究制造工作正在加快发展。中国一拖集团有限公司与西班牙电力公司美德（MADE）再生能源公司成立的一拖—美德（MADE）风电设备有限公司，西安航空发动机公司与德国恩德（NORDEX）公司成立的西安维德风电设备有限公司分别生产了1台660 kW600 kW的主发电机组，并已经安装在辽宁营口风电场并网发电运行。这两台机组的国产化率达到40%。另外，浙江运达风力发电设备厂在生产200 kW风力发电机组的基础上又生产出了4台250 kW风力发电机组，安装在广东南澳风场运行，这是我国具有自主知识产权、运行状况最好的机组。风力发电场继续增多，装机容量继续增加。从我国风电场的建设历史来看，1986年4月由航空部和山东省计委拨款建设的第一个风电场在山东荣城发电后，全国各地陆续引进机组建设风电场，装机容量逐年增加。1990年累计装机4000 kW，最大的机组单机容量为200 kW；1993年累计装机万kW，单机最大为500 kW；1995年累计装机3 .75kW；到1997年底全国风电场装机433台，容量达到16 .67万kW，单机最大为600 kW；1998年总装机容量达到万kW；1999年达到万kW。风力发电机组单机容量逐年加大。风电场内安装的国产机组主要有两种：一种是科技攻关的样机或后续生产的几台机组，由于技术和质量问题，需要继续改进；另一种是与国外厂商合作生产的，有些部件用国产的替代基本上能够正常运行。进口机组多是较成熟的商品机组，可靠性高，这种机组主要有变桨距调节型和定桨距失速调节型两种，单机容量在1996年以前是150~300 kW，后来安装的主要是600 kW级机组。

通过在学校的学习对电厂的基本知识有一个基本的认识，通过结合电厂实际情况对风力发电厂有一个更加清晰的认识。一、风电厂的主要设备及其简介 大风坝风电厂的风力发电机属于大型水平轴风力涡轮机，其组件简介如下： 1、大型水平轴风力涡轮机组件 2、转子叶片——捕获风能并将其转换为转轴的转动能 3、转轴——将转动能转移到发电机内 4、发动机箱——一个箱子，其中包含： 5、变速箱——用于增加转子中心和发电机之间的转轴速度 6、发电机——利用转轴的转动能，通过电磁性发电 7、电子控制装置 ——监视系统，用于在出现故障时关闭涡轮和控制偏航装置。 8、偏航控制器 ——移动转子使其与风向保持一致 9、制动装置——在出现电力超载或系统故障时停止转轴旋转。 10、塔架——支撑转子和发动机箱，并将整个装置上升到更高位置，使叶片不会碰到地面。 11、电力设备——从发电机向下通过塔架输送电流，还可控制涡轮机的多个安全部件 风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。 许多世纪以来，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。 70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。 根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。 垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。 目前占市场主流的是水平轴风力发电机，平时说的风力发电机通常也是指水平轴风力发电机。目前水平轴风力发电机的功率最大已经做到了5wm左右。垂直轴风力发电机虽然最早被人类利用，但是用来发电还是近10多年的事。与传统的水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机具有不用对风向，转速低，无噪音等优点，但同时也存在起动风速高，结构复杂等缺点，这都制约了垂直轴风力发电机的应用。 根据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为二类: 异步型（1）笼型异步发电机；功率为600/125kW 750kW 800kW 1250180kW定子向电网输送不同功率的50Hz交流电 （2）绕线式双馈异步发电机；功率为1500kW定子向电网输送50Hz交流电，转子由变频器控制，向电网间接输送有功或无功功率。 同步型 （1）永磁同步发电机；功率为750kW 1200kW 1500kW 由永磁体产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电 （2）电励磁同步发电机;由外接到转子上的直流电流产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电 二、 风机发电原理 风力发电涡轮机中，涡轮叶片旨在捕获风中的动能。其余结构几乎与水力发电装置完全一样：当涡轮叶片捕获风能并开始转动时，它们会转动转子中心与发电机之间的转轴。发电机将转动能转换为电力。就其本质而言，通过风来发电就是将能量从一种介质中转移到另一种介质。风能完全来自于太阳。当太阳加热某块陆地时，这块陆地周围的空气会吸收掉部分热量。达到一定温度后，较热的空气开始非常快地上升，因为在体积相同的情况下，热空气比冷空气要轻。移动较快（较热）的空气粒子比移动较慢的粒子产生的压力大，因此在给定高度下维持正常气压所需的粒子较少（要了解有关空气温度和压力的更多信息，请参见热气球工作原理）。当较轻的热空气突然上升时，较冷的空气会快速流入以填补热空气留下的空隙。这股流入以填补空隙的空气就是风。在朝着风所经过的通道上放置类似转子叶片的物体，风将推动它，从而将部分动能转移到叶片上。这就是风力涡轮机从风中捕获能量的方式。三、风力发电厂的生产过程 无论是风力发电、火力发电、水力发电。其发电原理都是一样的，唯一的不同只是作用在发电机上的动力源不同。火力发电厂是依靠化石燃料软换成热能，这个过程在蒸汽锅炉或燃气机的燃烧室内完成；而后热能转换成机械能。而水力发电即是利用水的势能推动水轮机，再由水轮机带动发电机转动，发电。风力发电机则是利用风能作用在浆叶上，浆叶转动带动发电机转动，从而完成风能和电能的转换。这样的发电方式无任何副产物残留，环保低碳，但却对自然条件的要求较为严格。 风电厂共有64台750KW的风力发电机组，属于水平轴风力发电机。在机组成功克服了高海拔风电场空气密度低、高潮湿、多雷暴、易凝露、强紫外线等一系列不利因素，保持了长时间无故障地稳定运行，机组可利用率在％以上。风机浆叶在受到风力推动后，带动发电机转动，然后发电机发出690V电压，经过风机下的变压装置进行一次升压到35KV，然后进过场内变电站进行二次升压到110KV，然后对时切入电网。三、风力发电机主要控制系统 涡轮机中最常用的敏感性安全系统可能是受超过阈值的风速触发的“制动”系统。这些装置使用电源控制系统，当风速过高时启动制动装置，当风速下降低于45mph（20米/秒）时“松开制动装置”。现代大型涡轮机设计使用多种不同类型的制动系统： 角度控制——涡轮机的电子控制器监视涡轮的功率输出。当风速高于45mph（20米/秒）时，输出功率将过高，此时控制器通知叶片改变角度，使叶片与风向不一致。这样做可以减慢叶片的转动。角度控制系统要求（转子上的）叶片安装角度是可调整的。 被动停止控制——叶片以固定角度安装在转子上，但设计使得叶片中的扭曲角度可在风速过高时对叶片进行制动。叶片具有一个特殊的角度，可在风速超过某一值时导致叶片的逆风面产生湍流，从而使叶片停止转动。简单来说，当面对风向的叶片角度过陡，以至于开始消除上升力，从而降低叶片速度时，空气动力学作用将停止。 主动停止控制——这种功率控制系统的叶片可以调整角度，类似角度控制系统中的叶片。主动停止系统按照角度控制系统的方式读取功率输出，但不是调整叶片角度使其与风向不一致，而是调整角度使它们停止转动。四、对风力发电的认识 风能是一种清洁能源，是可以再生的，在自然界中的永恒产物，在以后的世界能源中很定占据一定的席位。 世界不可再生资源已随着我们的战争，我们的工业化的发展，被洗的很干净，我们的原油价格涨得吓人，还一直见不到顶，我国的稀土，随着出口的剧增，为自己后代保留不多。 我们的煤炭，全送到火力发电站燃烧殆尽。然后给整个空气污染贡献力量。 现有可再生资源不能再利用了！ 我们渴求新能源的崛起！将资源的开发转移到新能源的开发中来吧！ 给未来留下希望！还世界一个干净的明天！为新能源奋斗！ 为风能的发展而奋斗！看好达坂城风力发电站！看好风能产业。五、主要收获体会： ⒈通过此次参观实习使我初步了解了新疆的风能资源的分布状况，风力发电的发展潜力与趋势，理解了风力发电的基本情况和风力发电所需的基本条件。对电气自动化专业加深了认识。 2体会到了电气自动化专业对风力发电的重大作用，更加提高了我对电气自动化专业的兴趣，以及作为一个当代大学生的伟大使命。在这次实习中，我受益颇多，使我们所学的理论知识得以巩固和扩大，增加我们的专业实际知识；为将来从事专业技术工作打下一定的基础；进一步培养了我们运用所学理论知识分析生产实际问题的能力。 3.了解了达坂城谷地风能的风速、风能密度及谷地风的产生以及测量风能密度及风速的方法。认识和了解了各种配电室和高压电发电技术。改变了自己原本对风力发电有关知识的错误认识，例如：风速越大对发电越有利。现在明白了风力发电的速度范围，及风速过大对发电的影响和对风机的寿命的影响。 4.通过本次认识电气自动化实验室的实习 我们了解了变电所电气设备的构成，了解配电装置的布置形式及特点，了解控制屏，保护屏的布置情况及主控室的总体布置 5.了解了自动控制理论在风力发电及电网方面的应用，并对自动控制应用于实际有了更新认识。看到了可再生资源及洁净能源应用电力事业的前景，体会到了当代大学生不仅要学习课本上的知识更重要的是如何将它应用到实践的重要性。 六、存在的问题： ⒈对风力发电的相关理论知识很缺乏。 ⒉对风力发电的原理了解得还不是很透彻，对有些概念还有点模糊，对风力发电中的自动控制理论了解得不是很深。由于时间比较仓促，对风机的各种详细情况没有系统的了解，还存在一定的疑惑有待解决。 ⒊对各种实验设备缺乏认识和所学的理论知识与实际结合的不够透彻。