风力发电技术的现状与发展趋势0引言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53000TWh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16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600750kW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79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35属于恒速恒频风力发电机11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12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r