风力发电机传动系统的设计doc - 图文(3)

总之，发展风电技术，对于缓解能源危机,保护环境，发展国民经济具有深远的意义。

1.2 风力发电发展的过程、现状及趋势

1.2.1 风力发电初创时期

风力发电初创时期从1887—1888年冬到二十世纪30年代初开始，主要代表有美国人布拉什安装了一台被现代人认为是第一台自动运行的且用于发电的风力发电机，以及1891年，丹麦人拉库尔（LaCour）教授设计建造了世界上第一座风力发电试验站，采用蓄电池充、放电方式供电，获得成功，并得到推广应用。1897年，LaCour教授发明了快速转动、叶片数少的风力发电机，在发电时比低转速的风力发电效率高得多，如图1.1。到小容量的风力发电机组技术已经比较成熟，并得到广泛的推广和应用。

图1.1 四叶片直流风力发电 图1.2 Gedser 风力发电机 1.2.2 风力发电徘徊发展期

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从20世纪30年代初到60年代末，为风力发电的第二个阶段。此时风力发电处于徘徊时期。

比如,丹麦在风力发电机并网方面研究比较深入，取得了很多成果。1942年，丹麦F.L.Smidth公司在Bobo岛安装了一批两叶片和三叶片的风机，这些风机（与它们的前辈一样）发的是直流电，如图1.2,最具代表性的是盖瑟（Gedser）风力发电机组。

创新的200kW盖瑟风力发电机在1956—1957年由Johannes Juul为SEAS电力公司建成，风机安装在丹麦南部的盖瑟海岸。三叶片，上风向，带有电动机械偏航和异步发电机的风力发电机是现代风力发电机的设计先驱。这台风力机是失速调节型风力机，JohannesJuul发明了紧急气动叶片尖刹车，在风力机过塑是通过离心力的作用解放。基本上与现代失速型风力发电机上使用着相同的系统。这台风力发电机，在随后的很多年一直是世界上最大的。它在无需维护的情况下，运行了11年。

同样的，法国、英国、德国在这一时期对风力发电技术都取得了一些进展，但仍由于一些客观技术原因的存在，仍没有将风力发电技术发展到对于当时来说的最大化。

如前所述，为了找到更加廉价的能源，世界各国对风力发电寄予厚望，也投入了大量的人力、物力、财力，研制成功了一些大型风力发电机，取得了一些经验，但在20世纪60年代初，由于石油价格降低，风力发电在造价和稳定可靠性方面远竞争不过火力发电，所以风力发电的研究又停滞下来 [1]。 1.2.3 风力发电的现状及趋势

随着国际社会能源紧缺压力的不断增大，环境问题日益严重化，风力发电得到了高度的重视。二十多年来，风电技术日趋成熟，应用规模越来越广。

其中我国增长最快，维持100%的增速，当年吊装完成1400万千瓦，比2008年增加了760万千瓦，同比增长120%；欧盟实现装机容量1056万千瓦，同比增长17%；美国净增992万千瓦，同比增长19%。根据全球风能理事会的统计，截止到2010年12月，2010年全球风能新增装机3850万千瓦，累计装机19440万千瓦，同比2009年（15870万千瓦）增长了22.5%。2010年新增风电投资近473亿欧元（650亿美元）。

从风电发展的区域分布区域来看，2010年欧洲、亚洲、北美仍分居世界三甲，2010年底的装机容量分别达到8756万千瓦、5828万千瓦合4699万千瓦。欧洲虽然仍居首位，但是与亚洲、北美的差距正在缩小，我国风电新增容量超过欧盟。业内人士普遍估计，到2010年三大风电装机容量将基本持平。从国别来看，我国以累计装机容量4478

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万千瓦稳居首位，美国以4027万千瓦的装机容量位居第二，德国以2736万千瓦的容量位居第三，西班牙和印度位居第四和第五，累计装机容量分别2030万千瓦和1297万千瓦。进入前十名的还有法国（596万千瓦）、英国（586万千瓦）、意大利（579万千瓦）、加拿大（401万千瓦）、和葡萄牙（383万千瓦），详见图1.3。

图1.3 2010年全球风电装机排名前十的国家

总之,随着各国政策的倾斜和科技的不断进步,世界风力发电发展迅速,展现出了广阔的前景。未来数年世界风力发展的趋势可能如下发展:

(1) 风力发电从陆地向海面拓展。

(2) 单机容量进一步增大单机容量为5 MW 的风机已经进入商业化运行阶段。 (3) 在技术上,经过不断发展,世界风力发电机组逐渐形成了水平轴、三叶片、上风向、管式塔的统一形式.进入21世纪后,随着电力电子技术、微机控制技术和材料技术的不断发展,世界风力发电技术得到了飞速发展,主要体现在:

1) 变桨距功率调节方式迅速取代定桨距功率调节方式。 2) 变速恒频方式迅速取代恒速恒频方式。 3) 无齿轮箱系统的直驱方式增多。 (4) 风力发电机组更加个性化。 (5) 从事风力发电的队伍进一步扩大[2]。 1.2.4 我国风力发电技术存在的问题

虽然目前我国的风电发展速度非常快, 但与发达国家相比, 主要存在以下问题: 1．国内风力发电机产量不足, 很大一部分核心设备主要从国外进口, 采购价格较高; 同时某些技术瓶颈也使生产成本增加, 故风力发电的能源价格居高不下。

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