風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)；風(fēng)輪中含葉片、輪轂、加固件等組成；它有由風(fēng)旋轉(zhuǎn)來發(fā)電的葉片、發(fā)電機(jī)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)等功能。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

風(fēng)力發(fā)電的電源由風(fēng)力渦輪機(jī)組成、塔架支撐發(fā)電機(jī)組、電池充電控制器、逆變器、卸荷器、并網(wǎng)控制器、蓄電池組等組成；風(fēng)速選擇：低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組能有效提高低風(fēng)速地區(qū)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)能利用率，年平均風(fēng)速小于3.5m/s，而且沒有臺(tái)風(fēng)，建議選擇低風(fēng)速產(chǎn)品。

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，輸出頻率應(yīng)保持恒定。這對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電或者風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電是非常必要的。要保證風(fēng)力發(fā)電的恒頻，一種方法是保證發(fā)電機(jī)的恒速，即恒速恒頻的運(yùn)行方式由于發(fā)電機(jī)是由風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的，這種方式無疑會(huì)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定，從而影響風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率；另一種方式是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化，通過其他方式保持輸出電能的頻率不變，即變速恒頻運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)和葉尖速比(葉輪頂端線速度與風(fēng)速之比)是的，有一定的葉尖速比，使得Cp達(dá)到最大。因此，在變速恒頻運(yùn)行模式下，風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以在較大范圍內(nèi)變化，而不會(huì)影響輸出電能的頻率。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組往往采用變速恒頻的方法來保證輸出頻率恒定。

近年來，全球可再生能源利用的年增長率已達(dá)25%可再生能源的利用將以電力工業(yè)和非水力可再生能源為主

源的發(fā)電比將增加三倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，雖然2002年可再生能源的消費(fèi)量約為14億t油當(dāng)量，但2030年將超過22億t油當(dāng)量。風(fēng)力發(fā)電作為除水力發(fā)電外技術(shù)最成熟的一種可再生能源發(fā)電，占可再生能源發(fā)電總裝機(jī)容量的絕大部分。然而，電力電子器件的性能限制對(duì)大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展和應(yīng)用造成了一定的瓶頸。

隨著電力電子器件和儲(chǔ)能設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電可以在總投資或發(fā)電成本上與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也將得到更大的發(fā)展。

此外，隨著風(fēng)電場(chǎng)容量的增加，當(dāng)電網(wǎng)電壓下降時(shí)，保證風(fēng)機(jī)不會(huì)脫網(wǎng)運(yùn)行、維護(hù)地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定

定顯得更加重要。隨著大功率電力電子器件及其控制技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組目前面臨的低電壓穿越問題將得到很好的解決。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)按主傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)可分為帶多級(jí)增速齒輪箱的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、不帶增速齒輪箱的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和帶一級(jí)增速齒輪箱的半直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的調(diào)速方式可分為值速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)因其風(fēng)能利用效率高，已成為風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型。

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，雖然種類很多．但其結(jié)構(gòu)大致可以分為兩部分。其中所述機(jī)械部分包括：風(fēng)輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、限速或調(diào)速機(jī)構(gòu)、剎車機(jī)構(gòu)、框架旋轉(zhuǎn)塔等；電器部分包括：發(fā)電機(jī)、配電盒或控制器、蓄電池、逆變器等。各部分的功能簡(jiǎn)要介紹如下：

風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換裝置，其作用是將風(fēng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重要部件，主要由葉片組成、葉柄、輪級(jí)三部分組成。

風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)之間具有傳動(dòng)能力的變速機(jī)構(gòu)。它的作用是改變傳動(dòng)方向和變速。對(duì)于100瓦的微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于發(fā)電機(jī)都是低速發(fā)電機(jī)，一般省略傳動(dòng)裝置，風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)之間采用直接連接。

限速機(jī)構(gòu)和調(diào)速機(jī)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作環(huán)境惡劣，受自然風(fēng)況影響較大，有時(shí)會(huì)受到突發(fā)陣風(fēng)或強(qiáng)風(fēng)的襲擊。為了保證風(fēng)力機(jī)安全可靠地運(yùn)行，使風(fēng)輪在限定的速度范圍內(nèi)工作，需要設(shè)置必要的調(diào)速和限速機(jī)構(gòu)。常見的調(diào)速機(jī)構(gòu)是離心變矩、風(fēng)輪側(cè)偏、機(jī)頭側(cè)仰、氣動(dòng)阻尼、風(fēng)輪偏心、配重尾翼等形式。

底座的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，但卻是風(fēng)力機(jī)的重要部件之一，其作用是支撐整個(gè)機(jī)頭(風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)等)并使其在塔的上端自由旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的作用是保持風(fēng)輪的葉表面與來風(fēng)垂直，使風(fēng)帆獲得最大的風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)最大的功率輸出。高速螺旋槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)根據(jù)風(fēng)輪的空間位置和來風(fēng)分為逆風(fēng)型(亦稱迎風(fēng)式)下風(fēng)式(亦稱背風(fēng)式)兩種。

塔式一般分為懸掛式、簡(jiǎn)單型和單極電纜型。100瓦小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)大多采用單極電纜式。

發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作裝置。它的作用是將功能轉(zhuǎn)化為電能。常用的發(fā)電機(jī)是DC發(fā)電機(jī)、硅整流發(fā)電機(jī)。硅整流發(fā)電機(jī)可分為永磁型和勵(lì)磁型。與DC發(fā)電機(jī)相比，硅整流發(fā)電機(jī)體積更小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低速充電性能好等優(yōu)點(diǎn)。

配電箱或控制器配電箱或控制器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組維持對(duì)外正常供電不可缺少的一部分。對(duì)于風(fēng)力渦輪機(jī)，由于自然風(fēng)，發(fā)電機(jī)可以 t直接向用電設(shè)備供電，但必須與蓄電池配合使用，以保證輸出電壓的穩(wěn)定。對(duì)于電池來說，過充或過放都會(huì)降低其使用壽命。因此，配電箱必須有必要的保護(hù)裝置，以保證發(fā)電機(jī)組的正常使用。

蓄電池在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，蓄電池不僅是一個(gè)儲(chǔ)能裝置，還起到穩(wěn)定輸出電壓的雙重作用。根據(jù)電解質(zhì)不同，可分為酸儲(chǔ)、堿性蓄電池兩類。常用的是鉛酸電池、鐵鎳電池、錫鎳電池。

逆變器逆變器是一種將DC轉(zhuǎn)換成交流電的裝置。微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般為12v、24V、36v只能用于相應(yīng)電壓的DC電器，而目前大部分家用電器，如：電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、電機(jī)等全部使用220V交流電。因此，家用電器需要使用逆變器將DC轉(zhuǎn)換成交流電。

恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要分為籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)．

具有以下特點(diǎn)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

l)該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合野外作業(yè)；

2)由于轉(zhuǎn)速不變．不能執(zhí)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，并且發(fā)電效率降低；

3)當(dāng)風(fēng)速快速上升時(shí)，由于速度恒定，風(fēng)能將通過葉片傳遞給主軸、齒輪箱發(fā)電機(jī)等零件產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，造成這些零件的疲勞破壞。這種類型的風(fēng)力渦輪機(jī)主要用于低功率，因?yàn)樗诘惋L(fēng)速區(qū)的效率較低、機(jī)組容量小于600千瓦的系統(tǒng)。

在恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常發(fā)電過程中，發(fā)電機(jī)的定子繞組直接接入電網(wǎng)，其轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)頻率決定．風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速在整個(gè)運(yùn)行風(fēng)速范圍內(nèi)保持恒定。

優(yōu)點(diǎn)

不需要使用大功率全控開關(guān)器件進(jìn)行變頻控制，降低了整個(gè)機(jī)組的成本和控制復(fù)雜度；

缺點(diǎn)

整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速是恒定的，使得機(jī)組在低風(fēng)速范圍內(nèi)無法以機(jī)組的葉尖速比運(yùn)行，造成低風(fēng)速范圍內(nèi)的能量損失。

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于其轉(zhuǎn)速可以隨著風(fēng)速的變化而變化．能保證機(jī)組在低風(fēng)速區(qū)獲得最大的風(fēng)能利用串．其效率遠(yuǎn)高于恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

目前變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要分為雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電勵(lì)磁同步半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目的雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)是變速環(huán)頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主流機(jī)型。

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。

優(yōu)點(diǎn)

在額定轉(zhuǎn)速以下，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化，以保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行在最佳葉尖速比點(diǎn)，在低風(fēng)速范圍內(nèi)獲得最大的風(fēng)能利用率；

缺點(diǎn)

因?yàn)殡娋W(wǎng)的頻率基本不變，而機(jī)組的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)變化，所以要求在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間增加全控變流器．因此，為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)頻率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的解耦控制，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本和控制復(fù)雜性將相應(yīng)增加。

由于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速在一年中的大部分時(shí)間段都低于額定風(fēng)速，因此提高額定風(fēng)速以下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用效率是提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)年發(fā)電量的關(guān)鍵因素。此外，大功率全控型電力電子器件的出現(xiàn)，使得現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大多采用變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

在遠(yuǎn)離電網(wǎng)或缺電的地區(qū)，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迅速普及。目前廣大用戶感覺缺乏機(jī)組維修保養(yǎng)知識(shí)在這里，我給大家介紹一下這些知識(shí)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)輪、轉(zhuǎn)向裝置、發(fā)電機(jī)、蓄電池、充放電控制器、塔架及其他附件。機(jī)組的維護(hù)可分為一級(jí)維護(hù)、二級(jí)維護(hù)和三級(jí)維護(hù)(即一保、二保、三保)

一個(gè)保證是迅速排除已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的故障，迅速更換或修復(fù)一些損壞的部件，這是延長機(jī)組使用壽命極其重要的一環(huán)。

二保是指機(jī)組已經(jīng)運(yùn)行一年左右。拆卸葉片轉(zhuǎn)向器等零件，清洗油灰，如有損壞，更換或修理零件，并在所有軸承和運(yùn)動(dòng)部件上加適量鈣基潤滑油(黃油)，

quot三包quot意味著機(jī)組運(yùn)行三到五年后，需要進(jìn)行全面檢查，并陸續(xù)進(jìn)行保護(hù)如果零件損壞，應(yīng)更換或修理。

因?yàn)轱L(fēng)電屬于新能源范疇，所以在成本和技術(shù)上與傳統(tǒng)火電是一樣的、和水電比還有很大差距，所以風(fēng)電快

發(fā)展需要國家政策的大力支持。縱觀德國等國風(fēng)電的快速發(fā)展、西班牙、印度無一例外對(duì)風(fēng)電行業(yè)給予了巨大的優(yōu)惠政策。中國 美國對(duì)風(fēng)電的政策支持由來已久，而且力度越來越大政策支持的對(duì)象也從過去的以發(fā)電為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橹攸c(diǎn)支持國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造。國家政策支持將是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)快速發(fā)展的根本保證隨著我國國產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備自主制造能力的不斷加強(qiáng)，國家政策支持力度將越來越大，風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)面臨難得的歷史發(fā)展機(jī)遇。

中國恰逢風(fēng)電發(fā)展的良好機(jī)遇，市場(chǎng)對(duì)風(fēng)電設(shè)備的需求日益增加。此外，除了對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備葉片、齒輪箱、大型軸承、電控等風(fēng)電設(shè)備零部件供應(yīng)能力仍不能完全滿足需求，市場(chǎng)增長潛力巨大。因此，中國風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的繁榮仍在繼續(xù)。

近年來，新興市場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅速。在國家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國 美國的風(fēng)電，尤其是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，成為世界上風(fēng)電最活躍的地方。在2006年全球風(fēng)力發(fā)電基金中，9%在中國投資，共計(jì)16家.2億歐元（約162.7億元人民幣）2007年，中國風(fēng)電裝機(jī)容量位居世界第五。

《中國風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全景評(píng)估與發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》中國分析 中國巨大的風(fēng)電市場(chǎng)和廉價(jià)的勞動(dòng)力成本吸引了大量國外風(fēng)電巨頭在中國建廠或與國內(nèi)企業(yè)合資，生產(chǎn)的產(chǎn)品被打上了中國制造的標(biāo)簽。中國制造的風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)品占據(jù)越來越大的市場(chǎng)份額，風(fēng)機(jī)產(chǎn)品正在經(jīng)歷從全球制造到中國制造的轉(zhuǎn)變。

風(fēng)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。中國有大量的風(fēng)能儲(chǔ)備、分布廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量就約為2.53億千瓦。在過去的五年里，世界風(fēng)能市場(chǎng)已經(jīng)40%的速度增長。預(yù)計(jì)未來20-25年后，世界風(fēng)能市場(chǎng)每年將增長25%現(xiàn)在，風(fēng)力發(fā)電的成本已經(jīng)下降到11980年為5/5。隨著技術(shù)的進(jìn)步和環(huán)保的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電在商業(yè)上可以和燃煤發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。隨著電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，國內(nèi)優(yōu)秀的電力企業(yè)越來越重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，尤其是對(duì)行業(yè)環(huán)境的深入研究。

隨著近年來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造技術(shù)已經(jīng)成熟，而作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心技術(shù)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)被國外壟斷；同時(shí)，由于風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量差，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)問題成為制約風(fēng)電發(fā)展的又一瓶頸，亟待解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問題。

本項(xiàng)目旨在研究制約我國風(fēng)電發(fā)展的風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)控制和風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)兩大技術(shù)領(lǐng)域，開發(fā)2項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán).0MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控、變槳距、變流系統(tǒng)；搭建控制系統(tǒng)仿真測(cè)試平臺(tái)和變流器全功率測(cè)試平臺(tái)。研制了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)全動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，有效解決了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)電能質(zhì)量問題，搭建了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)全動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置試驗(yàn)平臺(tái)。同時(shí)，開發(fā)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行提供保障。

根據(jù)《2013-2017年中國風(fēng)力發(fā)電機(jī)組行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》的數(shù)據(jù)，2012年5月各發(fā)電機(jī)組類型的發(fā)電量：根據(jù)發(fā)電機(jī)組的類型：水電發(fā)電量2226億千瓦時(shí)，同比增長75.8%由于河流來水流入較好，增速明顯回升；火力發(fā)電量15776億千瓦時(shí)，同比增長45.1%，增速繼續(xù)回落；核電發(fā)電量達(dá)到394億千瓦時(shí)，同比增長125.5%增速低于去年同期；風(fēng)力發(fā)電達(dá)到424億千瓦時(shí)，同比增長245.2%，仍然保持高速增長。

2012年12月各發(fā)電機(jī)組發(fā)電量：根據(jù)發(fā)電機(jī)組的類型：

水電發(fā)電量8641億千瓦時(shí)，同比增長295.3%全年實(shí)現(xiàn)大幅增長；火力發(fā)電量39108億千瓦時(shí)，同比增長05.3%，實(shí)現(xiàn)微幅增長；

核電發(fā)電量982億千瓦時(shí)，同比增長125.6%，增速低于去年；風(fēng)力發(fā)電達(dá)到1004億千瓦時(shí)，同比增長355.5%，維持較快增長。

2021年9月30日，國內(nèi)首臺(tái)新型綜合防冰葉片演示樣機(jī)在湖南創(chuàng)一新材料有限公司車間順利下線。這是中國首次集成的結(jié)冰預(yù)警、覆冰監(jiān)測(cè)、高性能疏水、疏冰材料、高能氣體加熱等新技術(shù)的綜合防冰系統(tǒng)，標(biāo)志著高海拔覆冰風(fēng)電機(jī)組高效除冰關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破。

風(fēng)速和風(fēng)向的變化對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量有很大的影響一般塔越高，風(fēng)速越大，氣流越穩(wěn)定，發(fā)電量越大。所以風(fēng)機(jī)的選址要慎重考慮，每個(gè)安裝都不一樣，還要考慮塔架高度、電池組的距離、當(dāng)?shù)匾?guī)劃要求和障礙物，如建筑物和樹木。風(fēng)機(jī)安裝和選址的具體要求如下：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建議最低塔架高度為8米或距離5米以上障礙物安裝范圍中心100米以內(nèi)，并盡可能沒有障礙物；

相鄰兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的安裝間距應(yīng)保持在風(fēng)輪直徑的8~10倍；風(fēng)扇位置應(yīng)避免湍流。選擇年平均風(fēng)速大的地區(qū)，有穩(wěn)定的盛行風(fēng)向，風(fēng)速的日變化和季節(jié)變化小；

風(fēng)機(jī)高度范圍內(nèi)的垂直風(fēng)速切變較小；選擇自然災(zāi)害盡可能少的地方；

選擇安裝位置時(shí)，安全是首要考慮的問題。因此，即使風(fēng)機(jī)安裝在風(fēng)速資源不理想的地方，風(fēng)機(jī)的葉片在安裝時(shí)也一定不能轉(zhuǎn)動(dòng)。