风电技术浅谈

摘要：风力发电是目前成本最接近常规电力、发展前景最大的可再生能源发电，受到世界各国的重视。近年来，我国风力发电市场快速发展，迫切需求风力发电技术的同步发展。本文对我国风力发电技术进行了简单的阐述，主要叙述了风况预测技术、风力发电储存技术、互补发电系统、风力发电设计制造技术、风力发电并网技术，指出了我国风力发电技术的光明前景。

关键词：风能；风力发电；电能储存；互补发电系统；并网

1.引言

空气的流动形成了风，风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源，也是一种巨大的、无污染、永不枯竭的可再生能源。风能的特点是具有随机性并随高度的变化而变化。几千年来，风能一直被用来作为碾磨谷物、抽水、船舶等机械设施的动力。但是风能的主要应用是风力发电：风力发电是通过风力发电机组实现风能到机械能，再到电能的转换。

与传统能源相比，风力发电不依赖矿物能源，没有燃料价格风险，发电成本稳定，也没有包括碳排放等环境成本。近年来，我国风力发电市场快速发展，迫切需求风力发电技术的同步发展。

2.风况预测技术

风电输出功率预测是确保电网平衡风电波动，减少备用容量和经济运行的重要技术保障。风电输出功率与风速大小有关，因此风电输出功率预测主要集中在风况预测。风能不仅随季节变化，而且每年也有变化，原则上完全预测风况是不大可能的。

风况有效预测是国际风能界正在从事的一项具体工作。风况预测方法主要有基于风况观测数据和气象模拟两种方法。利用风况观测数据方法预测风况时，主要是利用线性或非线性风况预测模型来预测。而利用风况观测数据预测风况时可能存在持续时间比较长。精度低等问题，所以不能只依靠风来观测，进年来，随着气象预报技术的发展和进步，利用气象模拟进行预测已经成为现实。利用气象模拟进行预测风况的技术，目前已被用于风力发电的计划，实施和运用的每一阶段。这种风况预测方法已经成为风力发电选址及制定风力发电系统稳定性的重要工具。

3.风力发电储存技术

在风力发电系统中，应用蓄能技术是解决风能不稳定性和负荷峰谷比问题的极为有效的措施，将富裕的风能储存起来，以满足负荷高峰时需求，同时风能存储装置还能尽量减少存储一转换过程中的能量损失。目前，经济可行的风能储存技术的研究在国内外理论界、工程界得到了越来越广泛的重视。下面将介绍比较常用的风能储存方式。

(1)新型电池储能技术

由风能转换的电能采用电池来存储是风能存储方式中最简单的方法。在中小型单独运行的风力发电机常需配备蓄电池储能，以应对风况、载荷的变化。目前该存储方式主要有铅酸电池(Lead-Acid Battery)、钠硫电池(NaS Battery)、钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery，缩写为VRB)、镍镉电池(Ni-Cd Batte ry)、锂离子电池(Li-ion Battery)等。

(2)水利蓄能技术

在水资源充足并有大容量高位水箱或水库的情况下，可用风能来驱动水泵，从而构成一个水利蓄能系统。当风能过量时，风力机带动水泵把水从低水位抽到高水位。当风能减小或电网中的功率不足时，就可采取存储的水利势能。采用水力涡轮发电机发电。

(3)压缩空气蓄能技术

压缩空气蓄能(CAES)是一种适用于缺水干旱地区风能储存的新型蓄能方式。在电力负载较小时，将风力发电机组提供的多余电能通过电动机带动空气压缩机，将空气压缩后储存到容量大、强度高的金属容器或地下岩盐矿内的岩洞或挖掘的岩石洞或现存的矿洞内；在电

力负荷达到高峰、风小或无风时再释放存储的压缩空气作为动力，带动涡轮机实现发电。

(4)飞轮蓄能技术

飞轮蓄能是一种容量有限、存储时间较短、可适应于大容量发电机的蓄能方式。在风力机与发电机之间安装一个飞轮，利用飞轮旋转时的惯性储能。当风速高时，风能以动能的形式储存于飞轮中；当风速低时，储存在飞轮中的动能即可带动发电机发电。飞轮蓄能包括高速飞轮蓄能和超高速飞轮蓄能方式。超高速飞轮蓄能的转速是高速飞轮的10倍以上，具有更好的蓄能能力，是今后研究的重点。飞轮蓄能系统需附带必要设备来降低飞轮的风损失和轴承损失，可见对飞轮和轴承等零部件的材料提出了更高的要求。

(5)氢能存储技术

氢能存储技术即电解水制氢储能技术，在电力负载减小时，将风力发电多余下来的电能用来电解水，使氢和氧分离制备氢气，把氢作为燃料储存起来，需要时再把氢和氧在燃料电池中进行反应产生电能。

4.互补发电系统

互补发电系统是风能和太阳能等两种或多种以上能源组合起来的复合发电系统。其作用是在弱风时，由太阳能等补充电力，这样两种或多种能源组合起来得到的电力更稳定。也降低了发电成本。常见的互补发电系统有风光互补发电系统、风水互补发电系统、风气互补发电系统、风柴互补发电系统、风能和生物能互补发电系统等。下面针对我国的实际情况，分别介绍以上几种互补发电系统。

(1)风光互补发电系统

我国地域辽阔，风能资源丰富，风能资源受地理位置、季风、地形等因素的影响。我国属于季风气候区，一般冬季风大，太阳辐射小；夏季风小，太阳辐射大。风能和太阳能正好可以相互补充利用，采用风光互补发电系统可以很好的克服风能和太阳能提供能量的随机性和间歇性的缺点，实现连续供电。

风光互补发电系统特别适应于风能和太阳光资源丰富的地区，如：草原、海岛、沙漠、山区、林场、渔排、渔船等地区；风光互补发电系统还可用于城市的住宅小区和环境工程，如照明路灯、庭院、草坪、景观灯、广场、公园、公共设施、广告牌等。

(2)风水互补发电系统

风水互补发电系统是风能和水能相互结合的一种互补发电系统，当风电场对电网的出力随机波动时，水电站可迅速调节发电机的出力，对风电场出力进行补偿。另外，在资源分布上二者具有天然的时间互补性。在我国西藏、青海、新疆和内蒙古等部分地区，夏秋季节风速较小，风电场的出力较低，而这时候正是雨量充足的时候，水电站可以承担相应的负荷。到了冬春季节，水库的水位较低，水电站的出力不足，而这时风电场的风速较大，能够承担更多的负荷。

(3)风气互补发电系统

风气互补发电系统即指风电燃气轮机发电的互补系统。通过具有快速启停和快速负荷调节特性的燃气轮机电站来补偿风电场出力的波动，使得整个系统的出力在一段时间内有稳定的输出的一种互补发电系统。目前，风气互补发电系统在新疆已得到了较好的应用。

(4)风柴互补发电系统风／柴互补发电系统指的是利用柴油发电机(内燃机)和风力发电机组成的互补发电系统，主要是用于解决孤岛等偏僻地区的供电。

(5)风能和生物能互补发电系统

风能和生物能互补发电系统是风能和生物能互相结合

发电的一种互补发电系统。生物能和风能或者太阳能等其他可再生能源不同的是可以通过燃料形式储存起来，与负载相对应，可以通过人为的改变发电量。利用风能和生物能互补发电系统不仅可以提供稳定的电力输出，还可以避免地球温暖化，因此这种发电系统是～种

非常有前景的互补发电系统。

当然互补发电系统还可以有多种以上的能源组合起来，如：风－光－柴互补发电系统、风能、太阳能和生物能互补发电系统等，这都是值得研究的互补发电系统。

5.风力发电设计制造技术

风力发电技术中，风电机组设备和零部件设计制造技术是其中的关键。风电机组研发着重在风电机组总体设计与仿真软件试验系统方面的研究，目前，已经开发了风力发电机组总体设计eWind软件应用系统，以进行风力发电机组设计的分析、计算和校核验证。

风电机组零部件的设计主要集中在叶轮的设计，而叶轮的关键则是叶片。叶片的形状和大小要符合流体力学特性并根据强度计算后得到的结构设计制作，已开展了先进翼型族的设计、实验与应用的研究。在翼型设计技术，数值模拟技术，风洞实验技术，数据库建立，翼型数据三维修正及在叶片设计中的应用都取得了较好的效果。但是，叶片制造过程中的智能化加工技术水平还有待于进一步提高。

风力发电机组的发展趋向大型化，与之相伴大型叶片的开发制作也随之发展。而叶片的大型化必须是在性能提高的同时尽量减少叶片重量，因此，在追求性能的同时要注意叶片材料的选择。用于制造叶片的材料必须强度高、重量轻，并且在恶劣气象条件下物理、化学性能稳定。叶片的材料主要在铝合金、不锈钢、木材、玻璃纤维树脂基复合材料、碳纤维树脂基复合材料等中选择。而大型风力发电机组的叶片基本上采用玻璃纤维树脂基复合材料、碳纤维树脂基复合材料等。目前，叶片设计与检测方面研究了1.5MW风力机叶片的气动与结构设计，开发设计适合我国风能资源和环境条件特点的大尺寸预弯式叶片。

6.风力发电并网技术

由于风能的不稳定性，中小型风力发电机一般采用直流发电系统并配合蓄能器或与其他发电装置互补运行的方式，以满足离散区域的稳定供电需求；而大型风力发电机大多采用直接或间接并网运行向外界输出电能。

由于发电机并网过程是一个瞬变过程，它受制于并网前的发电状况，影响并网后发电机的运行和电网电能质量，在并网运行方式中主要解决的是并网控制和功率调节问题。在大规模风电运行要求电网提高接纳风电承受能力的同时，电网为了维持自身的稳定性，也向并网风电机提出了更高的技术要求。并网问题的根源在于风能自然具有随机性及不可控性带来的风电出力的波动性。

解决并网问题的可能方向主要在以下两方面：一是“非并网”风力发电系统采用近距离直接利用，避免对电网的冲击。二是减少风电的波动性。在风电系统方面，发展变桨变速式功率调节等驱动技术；在风电场方面。发展先进的整体控制技术和输出功率短期预测技术；在系统集成方面，推动探索研究风电储能系统技术及风能与其他能源系统互补技术；在电网方面，发展智能电网，发展大规模低电压穿越技术，使其具有适应所有电源种类和电能储存的方式。

7.展望

随着科技的进步，人类对风能的认识不断深化，风力发电具有极大的潜力可以部分满足剧增的全球能源需求。风电是目前成本最接近常规电力、发展前景最大的可再生能源发电品种，受到世界各国的重视。我国的风力发电技术自20世纪70年代起步，在大型风电机组的自主研发、风电机组及零部件的检错手段、风电机组认证体系等方面都和世界先进国家还存在较大的差距，但是经过几个五年计划的科技攻关，我国在风电机组整机及零部件制造技术、风电接入系统仿真技术、风电场选择及建设技术等方面都取得了长足的进步。同时，我国已开始发展近海风能资源的近海风电机组和风电场技术。可以预测，随着风电产业和技术的快速发展，风力发电将成为我国可再生能源中极具规模化开发条件和商业化发展前景的一种新能源，是成本最低的温室气体减排方案之一。

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华锐风电科技(集团)股份有限公司-招投标数据分析报告

招标投标企业报告 华锐风电科技（集团）股份有限公司

本报告于 2019年11月30日 生成 您所看到的报告内容为截至该时间点该公司的数据快照 目录 1. 基本信息：工商信息 2. 招投标情况：中标/投标数量、中标/投标情况、中标/投标行业分布、参与投标 的甲方排名、合作甲方排名 3. 股东及出资信息 4. 风险信息：经营异常、股权出资、动产抵押、税务信息、行政处罚 5. 企业信息：工程人员、企业资质 * 敬启者：本报告内容是中国比地招标网接收您的委托，查询公开信息所得结果。中国比地招标网不对该查询结果的全面、准确、真实性负责。本报告应仅为您的决策提供参考。

一、基本信息 1. 工商信息 企业名称：华锐风电科技（集团）股份有限公司统一社会信用代码：911100007848002673工商注册号：110000009320573组织机构代码：784800267 法定代表人：马忠成立日期：2006-02-09 企业类型：/经营状态：在业 注册资本：/ 注册地址：北京市海淀区中关村大街59号文化大厦19层 营业期限：2006-02-09 至 2036-02-08 营业范围：生产风力发电设备；开发、设计、销售风力发电设备；施工总承包；货物进出口；技术进出口；代理进出口；信息咨询（不含中介服务）；（涉及配额许可证、国营贸易、专项规定管理的商品按照国家有关规定办理。）（该企业2008年7月11日前为内资企业，于2008年7月11日变更为外商投资企业；依法须经批准的项目，经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动。） 联系电话：*********** 二、招投标分析 2.1 中标/投标数量 企业中标/投标数： 个 （数据统计时间：2017年至报告生成时间） 118

中国风电发展现状与潜力分析

风能资源作为一种可再生能源取之不尽，中国更是风能大国，据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦-6亿千瓦，而且中国风能资源分布集中，有利于大规模的开发和利用。 据考察中国的风能资源主要集中在两个带状地区，一条是“三北（东北、华北、西北）地区丰富带即西北、华北和东北的草原和戈壁地带；另一条是“沿海及其岛屿地丰富带，即东部和东南沿海及岛屿地带。 这些地区一般都缺少煤炭等常规能源并且在时间上冬春季风大、降雨量少，夏季风小、降雨量大，而风电正好能够弥补火电的缺陷并与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性。 一、风电发展现状据统计，从2017年开始，中国的风电总装机连续5年实现翻番，截至2017年底，中国以约4182.7万千瓦的累积风电装机容量首次超越美国位居世界第一，较瓦，到2020年可达1.5亿千瓦。 （二）风电投资企业风电投资企业包括开发商与风电装机制造企业。 从风电开发商的分布来看，更向能源投资企业集中，2017年能源投资企业风电装机在已经建成的风电装机中的比例已高达90%，其中中央能源投资企业的比例超过了80%，五大电力集团超过了50%。 其他国有投资商、外资和民企比例的总和还不到10%，地方国有非能源企业、外企和民企大都退出，仅剩下中国风电、天润等少数企业在“苦苦挣扎，当年新增和累计在全国中的份额也很小。

从风电装机制造企业来看，主要是国内风电整机企业为主，2017年累计和新增的市场份额中，前3名、前5名和前10名的企业的市场占有率，分别达到了55.5%和发电；由沈阳工业大学研制的3mw风电机组也已经成功下线。 此外，中国华锐、金风、东汽、海装、湘电等企业已开始研制单机容量为5mw的风电机组。 中国开始全面迈进多mw级风电机组研制的领域。 2017年，国际上公认中国很难建成自主化的海上风电项目，然而，华锐风电科技集团中标的上海东海大桥项目，用完全中国自主的技术和产品，用两年的时间实现了装机，并于2017年成功投产运营，令世界风电行业震惊。 （四）风电场并网运行管理目前，风电并网主要存在两大问题：风电异地发电机组技术对电网安全稳定产生影响、风的波动性使风电场的输出功率的波动性难以对风电场制定和实施准确的发电计划。 它们使得风电发展受到严重影响。 对于这种电力上网“不给力的现况，国家和电网企业都在积极努力地解决好风电基地电力外送问题，除东北的风电基地全部由东北电网消纳和江苏沿海等近海和海上风电基地主要是就地消纳之外，其余各大风电基地就近消费一部分电力和电量之外的电力外送的基本考虑是：河北风电基地和蒙西风电基地近期主要送入华北电网；2020年前后需要山东电网接纳部分电力和电量；蒙东风电基地近期送入东北电网和华北电网；甘肃酒泉风电基地和新疆哈密风电基地近期送入

海上风力发电发展现状解读

海上风电发展 大纲： 一、国外海上风电发展现状及各国远景规划 二、海上风电的特点与面临的困难 三、海上风电发展的关键技术 四、国外海上风电发展现状及各国远景规划 目前已进入运营阶段的海上风电场均位于西北欧，西班牙和日本也建立了各自的首个试验性海上风电场。截至2006年6月，全球共建立了24个海上风电场，累计安装了了402台海上风机，总容量805MW，年发电量约2,800,000,000千瓦时。 西北欧地区的海上风电场布局如下图所示，红色标志由兆瓦级风机构成的运营风电场，紫红色标志由小容量风机构成的运营风电场，而灰色则标志已完成规划的在建风电场。 图1 西北欧海上风电场 已投入运营的大规模海上风电场大多集中在丹麦和英国。其中丹麦海上风电总装机容量达426.8MW，其次是英国339MW，共计现有海上风电装机容量的95%。而德国早在2004年就在北海的Emden树立了首台Enercon的4.5MW风机，西班牙也于今年在其北部港市毕尔巴鄂树立了5台Gamesa 2MW风机。美国已经规划的三个海上风电场Cape Cod，Bluewater Wind，Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段，其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。 由此可见，各风电大国都不约而同地把注意力集中到海上风电开发的技术研发与运营经验实践中，以图控制海上风电发展的制高点。 根据欧盟的预测，到2020年欧洲的海上风电场总装机容量将从现有的805兆瓦增长到40,000MW。相比之下，过去7年来欧洲海上风电装机容量的年增长率约为35%。欧盟指派的工作组预测欧洲的海上风电潜力约达140,000MW。

风电大数据

近日，IBM宣布了一项先进的结合大数据分析和天气建模技术而成的能源电力行业先进解决方案，这将帮助全世界能源电力行业，提高可再生能源的可靠性。该解决方案结合天气预测和分析，能够准确预测风电和太阳能的可用性。这使能源电力公司，可将更多的可再生能源并入电网、减少碳排放量、提供消费者与企业更多的清洁能源。 这个名为“混合可再生能源预测”（HyRef）的解决方案，利用天气建模能力、先进的云成像技术和天空摄像头、接近实时的跟踪云的移动、并且通过涡轮机上的传感器监测风速、温度和方向。通过与分析技术相结合，这个以数据同化(Data-Assimilation)为基础的解决方案，能够为风电厂提供未来一个月区域内的精准天气预测或未来十五分钟的风力增量。 此外，HyRef可以通过整合这些当地的天气预报情况，预测每个单独的风力涡轮机的性能，进而估算可产生的发电量。这种洞察力能，将使能源电力公司更好地管理风能和太阳能的多变特性，更准确地预测发电量，使其可以被复位导向到电网或储存。它同时也允许能源组织更好地并用可再生能源与其他传统能源，例如煤炭和天然气。 “世界各地的能源电力行业正在采用一整套的战略，来整合各种新的可再生能源到他们的供电运营系统中，以实现在2025年之前，全球25％的电力供应，来自于可再生能源组合的基本目标”。美国可再生能源理事会（ACORE）总裁兼首席执行官丹尼斯·麦金说。“由HyRef所产生的天气建模和预测数据，将显着改善这一过程，反过来说，它使我们朝最大限度地挖掘可再生资源的潜能更迈进了一步。 中国国家电网（SGCC）所属的国家冀北电力有限公司（SG-JBEPC），正在使用HyRef 来整合可再生能源并入所属电网中，而这项应用，将是冀北电力的张北县670MW示范项目的第一阶段重点。这整个项目，是当前世界上最大的可再生能源的倡议，将涉及风能和太阳能发电的集合，以及能源存储和传输等范畴。该项目有助于实现中国“减少对化石燃料依赖”的5年计划目标。 通过使用IBM风力预测技术，张北项目的第一阶段目标，旨在增加10％的可再生能源的整合发电量。这一额外发电量，大约可供14,000个家庭使用。通过分析提供所需的信息，将使能源电力公司得以减少风能与太阳能的限制，进而更有效的使用已产出的能源, 来强化电网的运行。 世纪90年代末，美国航空航天局的研究人员创造了大数据一词，自诞生以来，它一直是一个模糊而诱人的概念，直到最近几年，才跃升为一个主流词汇。但是，人们对它的态度却仍占据了光谱的两端，一些人对它抱有近乎宗教崇拜的热情，认为大数据时代将释放出巨大的价值，是通往未来的必然之途。在一些观察者眼中，大数据已成为劳动力和资本之外的第三生产力。而怀疑者称，大数据会威胁到知识产权，威胁到隐私保护，无法形成气候。 无论如何，大数据在风电领域已有所建树。

风电技术现状及发展趋势

风电技术现状及发展趋 势 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

风电技术现状及发展趋势 Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique. Abstract: Key words: anemo-electric generator ； current situation ； developing trend 0 引言 风电古老而现代，但之所以到近代才得以发展，是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在：（1）风本身随机性大且不稳定，对其资源的准确测量与评估存在误差；（2）风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化，设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统，并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难；（3）风为间歇式能源，有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化，在与电网连接时，需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外，在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。 1 风力发电技术发展现状

现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备，通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置，用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。 率曲线比较 长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式（ Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF）和变速恒频发电方式（Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF）两种。 恒速恒频发电方式，概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”，常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时，风力机保持恒速运行，转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化，功率系数C p不可能保持在最佳值，不能最大限度地捕获风能，效率低。 变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机（双馈异步发电机或低速永磁同步发电机）”，采用变桨距结构，启动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后，在额定风速以下，调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能；在额定转速以上，采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。 前者结构简单、运行可靠，但其发电效率较低，而且由于机械承受应力较大，相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应 力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出，采用

风电控制技术

一、风电控制技术 风电精确预测和运行调控技术发展。 容量10兆瓦风机的完全商业化，路上风电成本降至0.4元/千瓦.时以下，海上风电成本可下降到0.6元/千瓦.时以下，预计到2050年前后，单机容量20兆瓦的风机可以用于远还风电场的开发利用，海上风电成本降至0.5元/千瓦.时以下 太阳能发电技术 太阳能发电主要有光伏发电和光热发电 光伏发电 1、最新技术进展 自1954年第一块光伏电池问世以来，光伏发电技术取得了长足发展，至今已经历了三个发展阶段。20世纪五六十年代，实验室阶段。20世纪九十年代-21世纪，迅猛发展阶段。 截止2014年度，中国最大的光伏电站发电装机容量达到20万千瓦，共有三座，2015年法国将建成30万千瓦光伏电站，成为世界装机规模最大的光伏电站。目前，光伏发电主要有硅基、薄膜和聚光太阳能发电三种形式。硅基太阳能发电较为成熟，最高能量转化效率可以达到20％左右。薄膜太阳能电池，其能量转化效率从2009年的3％快速提高到2013年的16.2％

左右，被《科学》杂志评为2013年十大科学突破之一。聚光太阳能发电，在500倍聚光条件下可将转化效率提高到40％以上。 发展方向和前景 光伏板 1材料创新提高光电转化效率。 硅基光伏材料，理论光伏能量转化率可以达到38％。薄膜太阳能电池最高效率达到15％以上系统效率达到8％以上使用寿命超过15年，与硅基太阳能电池板相比，薄膜电池成本优势明显，随着光电转化效率提高，未来有望取代硅基太阳能电池。 2制造和安装趋向薄片化、简易化 3、发展太阳能追踪技术，提高利用效率 4、2020年前后，全球光伏发电平均成本将由2010年的2元/千瓦时，下降到0.9元/千瓦.时随着全球农院互联网发展，太阳能将成为最重要的能源来源。预计2050年前后，集中式和分布式光伏发电成本可分别降低到0.24元/千瓦.时和0.27元/千瓦.时将低于目前传统化石能源发电成本。 5、光热发电 光热发电技术主要包括槽式，塔式，纸性菲涅尔式和碳式四种主流技术类型，

风电技术现状及发展趋势

风电技术现状及发展趋势 Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique. Abstract: Key words: anemo-electric generator ； current situation ； developing trend 0 引言 风电古老而现代，但之所以到近代才得以发展，是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在：（1）风本身随机性大且不稳定，对其资源的准确测量与评估存在误差；（2）风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化，设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统，并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难；（3）风为间歇式能源，有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化，在与电网连接时，需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外，在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。 1 风力发电技术发展现状 现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备，通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置，用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。

率曲线比较 长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式（ Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF）和变速恒频发电方式（Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF）两种。 恒速恒频发电方式，概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”，常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时，风力机保持恒速运行，转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化，功率系数C p不可能保持在最佳值，不能最大限度地捕获风能，效率低。 变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机（双馈异步发电机或低速永磁同步发电机）”，采用变桨距结构，启动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后，在额定风速以下，调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能；在额定转速以上，采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。 前者结构简单、运行可靠，但其发电效率较低，而且由于机械承受应力较大，相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出，采用变速恒频发电方式, 能在风速变化的情况下实时调节风力机转速，使之始终在最佳转速上运行，捕获最大风能[2]。 2 风力发电技术发展趋势

2016-2022年中国海上风力发电市场深度调查与市场全景评估报告

2016-2022年中国海上风力发电市场深度调查与市场全景评估报告

什么是行业研究报告 行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等，为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。 企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场，但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代，不但要了解自己现状，还要了解对手动向，更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。 行业研究报告的构成 一般来说，行业研究报告的核心内容包括以下五方面：

行业研究的目的及主要任务 行业研究是进行资源整合的前提和基础。 对企业而言，发展战略的制定通常由三部分构成：外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。 行业与企业之间的关系是面和点的关系，行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间；企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。 行业研究的主要任务： 解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位 分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度 预测并引导行业的未来发展趋势 判断行业投资价值 揭示行业投资风险 为投资者提供依据

2016-2022年中国海上风力发电市场深度调查与市场全景评估报告 ?出版日期：2016年 ?报告价格：印刷版：RMB 7000 电子版：RMB 7200 印刷版+电子版：RMB 7500 ?报告来源：https://www.sodocs.net/doc/0317949222.html,/b/dianli/J68941VA3N.html ?智研数据研究中心：https://www.sodocs.net/doc/0317949222.html, 报告目录 据中国风能协会以及世界自然基金会的估算，在离海岸线100公里、中心高度100米的范围内，每秒7米以上的风力给中国带来的潜在发电能力为年均110万亿千瓦，中国风电市场潜力巨大。中国有海上风能资源，海风呼呼地吹着，而且海岸线非常长，中国对能源的需求巨大，这些都为促成海上风力发电提供了条件。海上风电时代已经到来，而且来得非常迅速。2010年2月，中国第一座海上风电场示范工程，也是亚洲第一座大型海上风电场——上海东海大桥10万千瓦海上风电场的34台机组安装完毕，随后于6月全部实现并网发电，为40万家庭提供用电。与此同时，国内首批海上风电项目特许权招标工作于5月正式启动，标志着海上风电在中国的发展进入加速期。2010年因此在许多人眼中是中国海上风力发电元年。不过，中国海上风电的发展面临着挑战。 一方面，中国的（海上）风电行业有很大的扩容潜力，能够大规模采用新的解决方案；但另一方面，中国在这个领域缺乏相关的技术和经验，而且也缺乏在海上进行大规模装机的经验。 在陆地风电连续数年高速增长之后，从2010年开始，我国的海上风电建设也将起步。2010年将把海上风电作为最重要的任务来抓，很快将组织大型海上风电特许权项目的招标。海上风电是风电产业未来发展的前沿，市场前景广阔，我国已具备一定的技术基础，力争2010年在海上风电建方面迈出实实在在的步伐。经过2004年以来的连年翻番，截至2009年年底，我国陆地风电装机已经超过2500万千瓦，位居全球第二。但在海上风电方面，由于运行环境复杂，技术要求高，施工难度大，我国还处于起步阶段，尚未启动规模化

中国海上风电行业发展现状分析

中国海上风电行业发展现状分析在过去的十年中，风力发电在我国取得了飞速的发展,装机容量从 2004年的不到 75ＭＷ跃升至 2０15上半年的近 125GＷ,在全国电力总装机中的比重已超过7％，成为仅次于火电、水电的第三大电力来源。 2014 年全球海上风电累计容量达到了 875９MW，相比２０13 年增长了24.3%。截至２01４年底全球91%（８０45MW）的海上风机安装于欧洲的海域,为全球海上风电发展的中心。我国同样具备发展海上风电的基础,目前标杆电价已到位，沿海省份已完成海上风电装机规划，随着行业技术的进步、产业链优化以及开发经验的累积，我国海上风电将逐步破冰，并在“十三五”期间迎来爆发，至202０年30GW的装机目标或将一举突破。 陆上风电的单机容量以 1．5MW、2MW类型为主，截止至2０14年我国累计装机类型统计中,此两种机型占据了８3％的比例。而海上风电的机型则以２.5~5MW为主，更长的叶片与更大的发电机,对于风能的利用率也越高。 20１4年中国不同功率风电机组累计装机容量占比 ２０１4年底中国海上风电机组累计装机容量占比

在有效利用小时数上，陆上风电一般为１８００~２200h，而海上风电要高出20%~30％，达到２50０ｈ以上，且随单机规模的加大而提高。更强更稳的风力以及更高的利用小时数,意味着海上风电的单位装机容量电能产出将高于陆上。 我国风电平均利用小时数及弃风率 根据中国气象局的测绘计算,我国近海水深 5-5０米范围内，风能资源技术开发量约为５０0ＧW(扣除了航道、渔业等其他用途海域,以及强台风和超强台风经过 3 次及以上的海域) 。虽然在可开发总量上仅为陆上的 1/5,但从可开发/已开发的比例以及单位面积可开发量上看,海上风电的发展潜力更为巨大，年均增速也将更高。 一、全球海上风电发展现状 2014年全球海上风电累计容量达到了87５9MW,相比201３年增长２4．3%。在新增装机量上,２014全球新增装机1713ＭW,相比２0１3年的１567MW更进一步。欧洲为全球海上风电发展的中心。 201４年全球新增装机容量的１７13MW中,英国、德国、比利时共占了 1483.4ＭW，占比 8６.6%；其余为我国的 229.3MＷ,以及其他一些国家的小容量试点项目。

国内外风力发电技术现状与发展

国内外风力发电技术现状与发展 风能是一种可再生的清洁能源。近30年来，国际上在风能的利用方面，无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善，并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW，叶轮直径达到126m。截止2005年世界装机容量已达58,982MW，风力发电量占全球电量的1%。中国成为亚洲风电产业发展的主要推动者之一，其总装机容量居世界第8位，2005年新增装机容量居世界第6位。今后，国内外风力发电技术和产业的发展速度将明显加快。 1 引言 风是最常见的自然现象之一，是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”，流动空气具有的动能称之为风能。因此，风能是一种广义的太阳能。据世界气象组织（WMO）和中国气象局气象科学研究院分析，地球上可利用的风能资源为200亿kW，是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m高度层可利用的风能为2.53亿kW，海上可利用的风能是陆地上的3倍，50m高度层可利用的风能是10m高度层的2倍，风能资源非常丰富。 风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一[1]。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水，而且还有风力致热、风帆助航等。因此，开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。在本文中，将对国内外风力发电技术的现状和发展趋势进行论述。 2 风力发电基本知识 2.1 风能的计算公式 空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面积为A，则当风速为V 的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为 （1） 其中：单位时间质量流量m=ρAV （2） 在实际中，（3） 式中： P W—每秒空气流过风力发电机叶轮断面面积的风能，即风能功率，W； C p—叶轮的风能利用系数； ηm—齿轮箱和传动系统的机械效率，一般为0.80—0.95，直驱式风力发电机为1.0； ηe—发电机效率，一般为0.70—0.98； ρ—空气密度，kg/m3； A—风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，m2； V—风速，m/s。 2.2 贝茨（Betz）理论 第一个关于风轮的完整理论是由德国哥廷根研究所的A·贝茨于1926年建立的。 贝茨假定风轮是理想的，也就是说没有轮毂，而叶片数是无穷多，并且对通过风轮的气流没有阻力。因此这是一个纯粹的能量转换器。此外还进一步假设气流在整个风轮扫掠面上的气流是均匀的，气流速

2018年海上风电行业深度研究报告

２０１８年海上风电行业深度研究报告

目录 1.风电未来空间广阔，机组大功率化是趋势 (4) 1.1全球风电投资和装机稳定增长，未来前景广阔 (5) 1.2风电装机成本不断下降，机组大功率化成趋势 (6) 1.3中国风电装机居世界首位，国内风电占比稳步提升 (8) 2.陆上风电存量消纳仍是主要目标 (9) 2.1全国电力需求稳定增长 (9) 2.2弃风率有所降低，存量消纳仍是主要工作 (9) 2.2.1国家电网多举措促进消纳，弃风率有所改善 (9) 2.2.2预计能源局四季度将核准多条特高压工程以促进消纳 (11) 2.3新增装机规模空间有限，风电建设向中东南部迁移 (12) 2.4配额制促进消纳，竞价政策加速风电平价上网 (14) 2.5陆上风电消纳为主，分散式风电尚在布局 (14) 3.海上风电有望迎来快速发展期 (15) 4.投资建议 (20) 4.1金风科技（002202） (20) 4.2天顺风能（002531） (21) 4.3东方电缆（603606） (21)

图目录 图1：风电行业产业链 (4) 图2：全球清洁能源装机和发电量占比（包含水电） (5) 图3：全球清洁能源和风电投资额（十亿美元）及风电投资占比 (5) 图4：全球风电装机容量（GW）预测及同比增速（右轴） (5) 图5：2010-2017年全球风电装机成本和LCOE变化趋势 (6) 图6：1991-2017年中国新增和累计装机的风电机组平均功率 (6) 图7：2008-2017年全国不同单机容量风电机组新增装机占比 (7) 图8：2011年以来新增风电机组平均风轮直径（m）及增速 (7) 图9：2017年新增风电机组轮毂高度分布 (7) 图10：2017年不同国家新增风电装机份额 (8) 图11：2017年不同国家累计风电装机份额 (8) 图12：风力发电设备容量及占全部发电设备容量的比重 (8) 图13：风力发电量及占全部发电量的比重 (8) 图14：全社会用电量变化趋势 (9) 图15：近年来中国弃风电量（亿千瓦时）及弃风率情况 (10) 图16：国家电网近年来风电并网容量（GW） (10) 图17：国家电网近年来特高压线路长度（万公里） (10) 图18：2010-2017年全国风电新增和累计装机容量（GW） (12) 图19：2017年与2020年底累计风电装机占比变化趋势 (13) 图20：海上风电厂主要组成部分 (16) 图21：截至2017年底我国海上风电制造企业累计装机容量（MW） (17) 图22：截至2017年底我国海上风电开发企业累计装机容量（MW） (18) 图23：截至2017年底我国海上风电不同单机容量机组累计装机容量（万千瓦） (18) 图24：截至2017年底我国沿海各省区海上风电累计装机容量（万千瓦） (19) 表目录 表1：双馈齿轮箱技术和直驱永磁技术比较 (4) 表2：国家电网2017年消纳新能源举措（不完全统计） (11) 表3：2018年以来风电行业相关政策 (11) 表4：拟核准的三条和清洁能源输送相关的特高压工程 (12) 表5：主要政策中关于风电建设规模的表述 (13) 表6：分散式风电发展低于预期的主要原因（不完全统计） (15) 表7：我国海上风资源分类 (16) 表8：2017年我国海上风电制造企业新增装机容量 (17) 表9：2018年以来核准和开工的海上风电项目（不完全统计） (19) 表10：海陆丰革命老区振兴发展近期重大项目之海上风电项目 (20)

风电机组的技术发展趋势

风电机组的技术发展趋势 1、单机容量持续增大，单位成本迅速下降。 风电机组的技术发展趋势 2、风机类型越来越多，控制技术越来越先进。 1.1风电场及变电站主要设备 由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、 控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。 (1) 风轮：由叶片和轮毂组成，是风力发电机组获取风能的关键部件。 (2) 传动系统：由主轴、齿轮箱和联轴节组成（直驱式除外）。 (3) 偏航系统：由风向标传感器、偏航电动机或液压马达、偏航轴承和齿轮等组成。 (4) 液压系统：由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路和液压阀等组成。 (5) 制动系统：分为空气动力制动和机械制动两部分。 (6) 发电机：分为异步发电机、同步发电机、双馈异步发电机和低速永磁发电机。 (7) 控制与安全系统：保证风力发电机组安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电 力质量。 (8) 机舱：由底盘和机舱罩组成。 (9) 塔架和基础：塔架有筒形和桁架两种结构形式，基础为钢筋混凝土结构。 变压器：利用电磁感应原理制成的一种静止的电气设备，将某种电压等级的交流电能转成频率相同的另一种或几种电压等级的交流电能。 (1)断路器： 作用：控制和保护，断路器除长期承受分断、关合负荷电流外，还可分断或关合短路电流；并具有一定的动、热稳定性。 分类：按其灭弧介质，可分油断路器、空气断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器等。 (2)负荷开关： 作用：控制电路，用来承受和分断、关合负荷电流，具有一定的动、热稳定性，但不能分断短路电流，在一定条件下，可以关合短路电流。 分类：按其灭弧介质，可分产气式负荷开关、压气式负荷开关、六氟化硫(SF６)负荷开关和真空负荷开关。负荷开关与熔断器组合使用，还可使其具有过电流 保护功能。 (3)熔断器： 作用：电路的过电流保护。 分类：分为户外式和户内式两种，户 外式为跌落式熔断器，户内式 为限流型熔断器。 (4)隔离开关： 作用：隔离电源的安全作用。隔离开关具有一定的动、热稳定性，但不可带负荷电流开断电路。隔离开关一般均配合断路器使用，隔离开关也可作接地开关用。 箱式变电所是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。 1、结构紧凑，占地少； 1、箱式变安装周期短，可比老式 2、安装方便，建造快速；土建配电室缩短一倍的时间； 3、投资省，效益高； 2、占地面积小，如一台老式变压 4、组合方式灵活；器的配电室占地在100m2以上，而 5、通用性互换性强；箱式变则仅需约30m2；

大型海上风电关键技术与装备

国家重大产业技术开发专项 大型海上风电关键技术与装备 （3MW以上海上风力发电机组研发与产业化） 一、申报单位概况 上海电气风电设备有限公司由上海电气集团股份有限公司控股，是大型风力发电机组设计、制造、销售、技术咨询、售后服务的新能源专业公司。 公司成立于2006年9月，总部位于上海紫竹高科技园区，生产基地分别位于上海闵行经济技术开发区和天津北辰科技园区。 通过技术引进并消化吸收，1.25MW风力发电机组已形成批量生产，08年将完成300MW的生产；通过与国际知名风机设计公司合作，联合设计的2MW机组今年将完成小批量生产。依靠上海电气人力资源优势和产业优势，一支结构合理、专业搭配齐全的风电工程技术团队业已形成。目前公司现有员工200余人（08年底将有400人），其中本科以上84人、硕士20人、博士1人，上海电气的风电产业正处于高速发展之中。 二、申报项目名称及主要内容 申报项目名称：3MW以上海上风力发电机组研发与产业化 主要内容：开发研制具有完全知识产权的3MW以上大型海上风力发电机组，并实现技术产业化生产，主要内容为： 1.研制海上3MW以上双馈式变速恒频海上风电机组的总体设计技术；包括气动 设计、结构设计和载荷计算； 2.大型海上风力发电机组系统集成技术；分部件接口技术； 3.海上风电机组控制策略的研究和应用； 4.海上风电机组机群远程监控技术的研究和应用； 5.大型海上风力发电机组的塔架基础设计技术研究； 6.海上风电机组在线监测、预警及故障诊断技术； 7.海上风电灾害预防及预防控制技术； 8.海上风电机组在特殊的海上气候、环境条件下,基础塔架、防腐、防潮、抗 台风等的技术解决方案和材料开发利用；

海上风电现状及发展趋势

能源与环境问题已经成为全球可持续发展所面临的主要问题,日益引起国际社会的广泛关注并寻求积极的对策.风能是一种可再生、无污染的绿色能源,是取之不尽、用之不竭的,而且储量十分丰富.据估计,全球可利用的风能总量在53 000 TW·h/年.风能的大规模开发利用,将会有效减少石化能源的使用、减少温室气体排放、保护环境.大力发展风能已经成为各国政府的重要选择[1~6]. - 在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电频率和电网频率保持一致,即风电频率保持恒定,因此风力发电系统分为恒速恒频发电机系统(CSCF 系统)和变速恒频发电机系统(VSCF 系统).恒速恒频发电机系统是指在风力发电过程中保持发电机的转速不变从而得到和电网频率一致的恒频电能.恒速恒频系统一般来说比较简单,所采用的发电机主要是同步发电机和鼠笼式感应发电机,前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速,后者则以稍高于同步转速的速度运行.变速恒频发电机系统是指在风力发电过程中发电机的转速可以随风速变化,而通过其他的控制方式来得到和电网频率一致的恒频电能. - 1 恒速恒频发电系统- 目前,单机容量为600~750 kW 的风电机组多采用恒速运行方式,这种机组控制简单,可靠性好,大多采用制造简单,并网容易、励磁功率可直接从电网中获得的笼型异步发电机[7~9]. -恒速风电机组主要有两种类型:定桨距失速型和变桨距风力机.定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能,功率调节由风轮叶片来完成,对发电机的控制要求比较简单.这种风力机的叶片结构复杂,成型工艺难度较大.而变桨距风力机则是通过风轮叶片的变桨距调节机构控制风力机的输出功率.由于采用的是笼型异步发电机,无论是定桨距还是变桨距风力发电机,并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定,异步发电机转子的转速变化范围很小,转差率一般为3%~5%,属于恒速恒频风力发电机. - 1.1 定桨距失速控制- 定桨距风力发电机组的主要特点是桨叶与轮毂固定连接,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变.利用桨叶翼型本身的失速特性,在高于额定风速下,气流的功角增大到失速条件,使桨叶的表面产生紊流,效率降低,达到限制功率的目的.采用这种方式的风力发电系统控制调节简单可靠,但为了产生失速效应,导致叶片重,结构复杂,机组的整体效率较低,当风速达到一定值时必须停机. - 1.2 变桨距调节方式- 在目前应用较多的恒速恒频风力发电系统中,一般情况要维持风力机转速的稳定,这在风速处于正常范围之中时可以通过电气控制而保证,而在风速过大时,输出功率继续增大可能导致电气系统和机械系统不能承受,因此需要限制输出功率并保持输出功率恒定.这时就要通过调节叶片的桨距,改变气流对叶片攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩. - 由于变桨距调节型风机在低风速时,可使桨叶保持良好的攻角,比失速调节型风机有更好的能量输出,因此比较适合于平均风速较低的地区安装.变桨距调节的另外一个优点是在风速超速时可以逐步调节桨距角,屏蔽部分风能,避免停机,增加风机发电量.对变桨距调节的一个要求是其对阵风的反应灵敏性. - 1.3 主动失速调节- 主动失速调节方式是前两种功率调节方式的组合,吸取了被动失速和变桨距调节的优点.系统中桨叶设计采用失速特性,系统调节采用变桨距调节,从而优化了机组功率的输出.系统遭受强风达到额定功率后,桨叶节距主动向失速方向调节,将功率调整在额定值以下,限制机组最大功率输出.随着风速的不断变化,桨叶仅需微调即可维持失速状态.另外调节桨叶还可实现气动刹车.这种系统的优点是既有失速特性,又可变桨距调节,提高了机组的运行效率,减弱了机械刹车对传动系统的冲击.系统控制容易,输出功率平稳,执行机构的功率相对较小[8~13]. -恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点: -

风电功率波动性的分析

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：东北电力大学 参赛队员(打印并签名) ：1. 张盛梅 2. 齐天利 3. 孔晖 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：张杰 日期2014 年 8 月 20日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

风电功率波动性的分析 摘要 风电机组的发电功率主要与风速有关，由于风的不确定性、间歇性以及风电场内各机组间尾流的影响，使得风力发电机不能像常规发电机组那样根据对电能的需求来确定发电。研究风电功率的波动特性，不论对改善风电预测精度还是克服风电接入对电网的不利影响都有重要意义。 对于问题1a，我们利用MATLAB软件做出了3日内的功率波动图，发现功率的波动曲线上下不断震荡，所以我们采用一段数据来进行分析（即从波谷到波峰再到波谷），利用MATLAB软件拟合工具箱中的dfittool对数据进行曲线拟合，并选出几种较为符合的概率分布，根据对数似然函数值的大小确定最佳的概率分布。 对于问题1b,利用MATLAB软件编程，将数据每天筛选出一个数据，利用SPSS软件对数据绘制P-P图，并与选出的最好的概率分布图作比较，求出其分布参数。 对于问题2，将数据每隔12个数据筛选出一个数据，并用问题1a的方法绘制曲线拟合和概率分布的比较，选出最好的概率分布，并计算每种分布下的数值特征。 对于问题3，首先利用MATLAB软件绘制出时间窗宽分别为5s和1min时的功率波动图，发现两者的概率的波动情况基本相同，分别计算两种情况下的信息波动率以及信息波动损失率，得出结论为两者的波动基本相同，但是时间窗宽为5s时会有局部信息损失。 对于问题4，我们筛选出时间窗宽为1min、5min、15min的数据，并利用MATLAB软件进行曲线拟合以及概率分布的拟合，并计算出每种概率分布下的特征值，用相同的方法求1min和5min时的信息波动率，计算得出信息波动损失率为0.27%。 对于问题5，采用灰色预测模型对数据进行预测。利用5min和15min的功率预测之后的功率走向，并分析方法的优缺点。 论文的创新之处有： 模型中利用MATLAB软件编程的方法进行数据的筛选，可以筛选出任意时间窗宽的数据。 关键词：风电机组；概率分布；功率预测；SPSS

风力发电控制技术

风力发电及其控制技术 摘要: 风力发电是将风能转换成电能，风能推动叶轮旋转，叶轮带动转动轴和增速机，增速机带动发电机，发电机通过输电电缆将电能输送地面控制系统和负荷。风力发电技术是一项多学科的，可持续发展的，绿色环保的综合技术。风力发电系统中的控制技术和伺服传动技术是其中的关键技术，这是因为自然风速的大小和方向是随机变化的，风力发电机组的切入（电网）和切出（电网）、输入功率的限制、风轮的主动对风以及对运行过程中故障的检测和保护必须能够自动控制。同时，风力资源丰富的地区通常都是海岛或边远地区甚至海上，分散布置的风力发电机组通常要求能够无人值班运行和远程监控，这就对风力发电机组的控制系统的可靠性提出了很高的要求 一、风电控制系统简述 风电控制系统包括现场风力发电机组控制单元、高速环型冗余光纤以太网、远程上位机操作员站等部分。现场风力发电机组控制单元是每台风机控制的核心，实现机组的参数监视、自动发电控制和设备保护等功能；每台风力发电机组配有就地HMI人机接口以实现就地操作、调试和维护机组；高速环型冗余光纤以太网是系统的数据高速公路，将机组的实时数据送至上位机界面；上位机操作员站是风电厂的运行监视核心，并具备完善的机组状态监视、参数报警，实时/历史数据的记录显示等功能，操作员在控制室内实现对风场所有机组的运行监视及操作。风力发电机组控制单元（WPCU）是每台风机的控制核心，分散布置在机组的塔筒和机舱内。由于风电机组现场运行环境恶劣，对控制系统的可靠性要求非常高，而风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计，应具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力。 风电控制系统的现场控制站包括：塔座主控制器机柜、机舱控制站机柜、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。 风力发电的基本原理 风能具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电。 风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋 转，再通过增速器将旋转的速度提高来促 使发电机发电的。依据目前的风车技术， 大约3m/s的微风速度便可以开始发电。风 力发电的原理说起来非常简单，最简单的 风力发电机可由叶片和发电机两部分构成 如图1-1所示。空气流动的动能作用在叶 轮上，将动能转换成机械能，从而推动片 叶旋转，如果将叶轮的转轴与发电机的转