风力发电需要什么技术(风力发电技术有哪些)

风力发电技术有哪些

风机叶片是风力发电技术进步的关键核心

风力机部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。我国风机叶片行业的发展是伴随着风电产业及风电设备行业的发展而发展起来的。由于起步较晚，我国风机叶片最初主要是依靠进口来满足市场需求的。随着国内企业和科研院所的共同努力，我国风机叶片行业的供给能力迅速提升。我国风机叶片市场已经形成外资企业、民营企业、研究院所、上市公司等多元化的主体投资形式。外资企业主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，国内企业以时代新材、中材科技、中航惠腾、中复连众为代表。截至到2008年5月，中国境内的风电机组叶片厂商共有31家。其中，已经进入批量生产阶段的公司有10家。2008年，已经批量生产的叶片公司生产能力为460万千瓦。预计2010年，这些叶片公司全部进入批量生产阶段后，综合生产能力将达到900万千瓦。

风力发电技术有哪些专业

1、金风GOLDWIND

金风科技成立于1998年，是中国风电事业的推动者，致力于成为全球清洁能源和节能环保解决方案的行业领跑者。GOLDWIND是在深交所、港交所两地上市的公司，2019年获得“全国质量奖”，金风科技已实现全球风电装机容量超过60GW，35,000台风电机组，全球员工近9,000人，在全球设立 7大研发中心，拥有专利技术申请4,500余项。所属公司新疆金风科技股份有限公司。

2、远景能源ENVISION

远景能源是全球领先的智慧能源技术解决方案提供商，聚合全球可再生与智慧能源技术创新实力，以智能风电为切入，通过创造性的技术与设计，把能源科技打造为让人类生活更美好的产品，目前拥有覆盖智能风机、智慧风场、分布式风电、智慧储能等领域的产品和技术服务。其业务足迹遍布全球，收获的订单遍布全球多个国家和地区。所属公司远景能源有限公司。

3、明阳智能

明阳智能致力于能源的绿色、普惠和智慧化，是全球化清洁能源整体解决方案提供商，上交所主板上市公司（股票代码：601615）。业务涵盖风能、太阳能产业，是全球海上风电创新企业。已发展成为具有重要影响力的智慧能源企业集团。公司获得超过30种机型的设计，900余项技术专利，投运遍布全国400多个风力发电场项目。所属公司明阳智慧能源集团股份公司。

4、Vestas维斯塔斯

维斯塔斯是全球可持续能源解决方案的合作伙伴，业务覆盖风力发电机的设计、制造、安装和服务，在全球83个国家和地区装机逾132GW，是全球领先的风电解决方案提供商。1986年进入中国，在山东安装了中国最早的风力发电机。1999年在北京设立代表处。2005年在天津建设其全球最大的风电设备一体化生产基地。2020年底在中国的装机总量超过8.4GW。所属公司维斯塔斯风力技术(中国)有限公司。

5、西门子歌美飒

Siemens Gamesa是一家以风力发电机系统设计与制造为主的可再生能源公司，提供陆上和海上风电服务。作为全球海上风电的行业领先者，致力于突破海上风电技术发展的界限。1991年推出全球首个安装于Vindeby风电场的海上风机。其生产基地遍布全球，业务覆盖全球所有重要地区市场。所属公司西门子歌美飒可再生能源科技(中国)有限公司。

6、上海电气

上海电气风电集团成立于2006年，主要从事风电机组智能设计制造、风场智能运维、风资源评估、数字化风场投资开发、风电场资产智能管理、智慧能源等，目前风机产品实现1.25MW-8MW+风电机组全覆盖，是国内海上风电领先者。上海电气风电集团拥有6大研发中心，12个制造生产基地和8大区域服务中心。所属公司上海电气集团股份有限公司。

7、运达风电WINDEY

运达风电是国内较早从事大型风力发电机组研究与制造的企业，是中国风电发展史的拓荒者和创新者，2019年上市（上市代码：300772），公司主要提供覆盖风电项目全生命周期的系统服务，同时将业务链延伸至风电场的投资运营。公司拥有员工1200余人，在杭州、河北和宁夏设有三个生产基地。所属公司浙江运达风电股份有限公司。

8、中车风电

中国中车旗下，主要提供风电整机、发电机、叶片等风电设备研发制造，并提供后市场运维、风电场开发等服务，是国内较早从事风电装备制造的企业之一。中车子公司山东中车风电有限公司、中车株洲所从事风力发电设备及零部件研发、制造与销售。中车株洲所风电事业部是国内高海拔型风力发电机组领先企业。所属公司中国中车股份有限公司。

9、中国海装

中国海装成立于2004年，隶属于中国船舶集团，是国家海上风力发电工程技术研究中心平台建设单位，专业从事风电装备研制及其系统总成、风电场工程技术服务和新能源投资开发的高新技术企业。在国内布局了八大总装基地，在海外布局了欧洲研发中心和北美总装维护基地，目前为近200个风场提供运维服务。所属公司中国船舶重工集团海装风电股份有限公司。

10、东方风电

东方风电是中国东方电气集团整合旗下风电业务资源，组建成立的一家风电产业一体化专业公司。东方风电致力于为用户提供能效最佳整体解决方案和科学化、定制化运维服务方案，在行业内率先推出4.5SMW系列陆上、7MW和10MW等级海上风力发电机组，以及具有自主知识产权的iPACOM风电智慧系统。产品批量出口国外多个国家。

列举几种风力发电技术

大容量风电的技术领域是利用大容量的风力技术来发电

风力发电知识

人类在古代已懂得利用风能，帆船即是驱动的。

利用风能发电，始于19世纪末。1891年，丹麦制造了世界上第一座试验性的风能发电站。到了20世纪初，荷兰、法国等也纷纷开展风能发电研究。世界上现有的风力电站，按容量可分为大、中、小3种。容量在10千瓦以下的为小型，10～100千瓦的为中型，100千瓦以上的为大型。中小型风力发电设备的技术问题早已解决，主要用于充电、照明、卫星地面站电源、灯塔和导航设备的电源、以及边远地区人口稀少而民用电力达不到的地方。过去这种中小型风力电站都是孤立运行的，有的国家已把风力电站与电网并列运行，如德国设在斯捷京的一座100千瓦的风力电站，自1959年起一直向电网供电。据报道，世界最大的风力发电装置已在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行。发电能力为2000千瓦，风车高57米，所发电量75%送入电网，其余供附近一所学校用电。

风力发电技术应用

风力发电正在世界上形成一股热潮，风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行，我国也在西部地区大力提倡。因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，是一种特别好的发电方式。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。

风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国近几年风电产业突飞猛进。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。

风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。 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，它是一以大气为工作介质的能量利用机械。

机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。

转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很像飞机的机翼。

轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。

低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。

齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。　高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。

发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。　偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。

电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。

液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。

冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。

塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。

风速计及风向标：用于测量风速及风向 前言　　第1章绪论1　　1 1风能利用及风力发电历史2　　1 2中国风能资源与开发前景4　　1 2 1风能特点4　　1 2 2我国风能资源分布特点及　　开发前景5　　1 2 3风电发展概况7　　1 3风力发电技术现状与发展8　　1 3 1风力发电机组的类型8　　1 3 2大型水平轴并网风电机组的　　基本结构10　　1 3 3风力发电技术的发展状况11　　1 4风电机组相关设计标准14　　1 4 1国际电工委员会标准14　　1 4 2国外主要风电标准15　　1 4 3中国主要风电标准16　　思考题17　　第2章风能及其转换原理18　　2 1风的种类及其特性18　　2 1 1风的形成及其基本特性18　　2 1 2全球性的风21　　2 1 3地方性的风22　　2 1 4平均风23　　2 1 5脉动风27　　2 1 6极端风29　　2 1 7地形地貌对风的影响31　　2 2风的测量与估计32　　2 2 1风向的测量33　　2 2 2风速的测量33　　2 2 3风能估计34　　2 3风能资源评估及风电场选址概述37　　2 3 1风能资源评估38　　2 3 2风电场选址38　　2 4风能转换基本原理40　　2 4 1叶片上的气动力40　　2 4 2风能转换基础理论42　　2 5风力机的特性46　　2 5 1风轮空气动力特性46　　2 5 2风力机的运行特性47　　2 5 3实度对风力机特性的影响48　　思考题50　　第3章风力发电机组的结构51　　3 1水平轴风电机组概述51　　3 1 1风电机组的基本结构、性能　　和类型51　　3 1 2风电机组主要参数56　　3 1 3风电机组设计级别60　　3 2风轮61　　3 2 1叶片61　　3 2 2轮毂66　　3 2 3变桨机构67　　3 3风电机组传动系统69　　3 3 1风轮主轴69　　3 3 2增速齿轮箱71　　3 3 3轴的连接与制动79　　3 4机舱、主机架与偏航系统80　　3 4 1机舱80　　3 4 2主机架80　　3 4 3偏航系统81　　3 5塔架与基础84　　3 5 1塔架84　　3 5 2陆上风电机组的基础88　　3 5 3海上风电机组的基础90　　3 6风电机组其他部件91　　思考题91　　第4章风力发电机92　　4 1发电机的工作原理92　　4 1 1发电机的基本类型92　　4 1 2直流发电机的基本工作原理94　　4 1 3同步交流发电机的基本工作　　原理95　　4 1 4异步交流发电机的基本工作　　原理97　　4 2风力发电系统中的发电机98　　4 2 1并网风电机组使用的发电机99　　4 2 2离网风电机组使用的发电机100　　4 3并网风力发电机101　　4 3 1同步发电机101　　4 3 2异步发电机103　　4 3 3双馈异步发电机104　　4 3 4直驱型发电机107　　思考题110　　第5章风力发电机组的控制及安全　　保护111　　5 1风力发电机组的控制技术111　　5 1 1风力发电机组的基本控制　　要求111　　5 1 2风力发电机组的控制系统　　结构114　　5 1 3风力发电机组的运行控制　　过程115　　5 2风力机控制117　　5 2 1风力机控制的空气动力学　　原理117　　5 2 2定桨距风力机控制118　　5 2 3变桨距风力机控制119　　5 2 4功率控制121　　5 3发电机控制123　　5 3 1风力发电机控制要求123　　5 3 2异步风力发电机控制124　　5 3 3双馈式发电机控制129　　5 3 4直驱式发电机控制132　　5 4风力发电机组信号检测135　　5 4 1风速及风向信号检测135　　5 4 2转速信号检测135　　5 5控制系统的执行机构136　　5 5 1制动保护系统137　　5 5 2变桨距执行系统137　　5 5 3偏航系统139　　5 6风电机组的安全保护140　　5 6 1风电机组安全保护系统设计140　　5 6 2风电机组安全链系统141　　5 6 3风力发电机组防雷保护142　　思考题143　　第6章垂直轴风力发电机组145　　6 1垂直轴风力发电机组及其发展　　概况145　　6 1 1垂直轴风力发电机组的发展　　概况145　　6 1 2垂直轴风力机的类型146　　6 1 3垂直轴风力机的主要特点148　　6 2垂直轴风力机基本原理149　　6 2 1阻力型垂直轴风力机149　　6 2 2升力型垂直轴风力机151　　6 3水平轴与垂直轴风力机的对比152　　思考题153　　第7章离网风力发电系统154　　7 1离网风力发电机组的应用154　　7 1 1向大用户直接供电154　　7 1 2向农户、村落、农牧场供电155　　7 2微、小型风力发电机组结构156　　7 2 1叶片与风轮157　　7 2 2调速装置157　　7 2 3调向装置158　　7 2 4发电机159　　7 2 5塔架160　　7 2 6蓄电池160　　7 2 7控制器和逆变器160　　7 3互补发电系统160　　7 3 1风 光互补发电系统160　　7 3 2风力发电机与蓄电池系统162　　7 3 3风力 柴油互补发电系统164　　7 4储能装置166　　7 4 1蓄电池166　　7 4 2抽水蓄能170　　7 4 3飞轮储能170　　7 4 4超导储能171　　7 4 5其他储能方式171　　思考题171　　附录风力发电名词术语汉英对照172　　参考文献178

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风能与风力发电技术

太阳能照射到地球上，不同地方空气受热不均匀，产生了流动，太阳能就转到了风能。风力发电会用到风车，风车的转轴连接着发电机，这是基本的物理连接，有风风车就会转动，风车一转就会带动转轴转动，转轴转动利用发电机里切割磁场的物理原理，在发电机的线圈绕组中就产生了电流，再经过连接发电机的电气设备就调整可存储的电能，在并入国家电网。

风力发电技术有哪些应用

风能，地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的瑞典奥兰岛的风车含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，使得近海风力发电技术成为近来研究和应用的热点。多兆瓦级风力发电机组在近海风力发电场的商业化运行是国内外风能利用的新趋势。随着风力发电的发展，陆地上的风机总数已经趋于饱和，海上风力发电场将成为未来发展的重点。海上发电是近年来国际风力发电产业发展的新领域，是“方向中的方向”。 中国海上风能资源储量远大于陆地风能，储量10m高度可利用的风能资源超过7亿kW，而且距离电力负荷中心很近。目前上海已开始海上风力发电项目的建设，到2010年，上海的风力发电总装机容量将达到200-300兆瓦。为达到这一目标，中国第一座长距离跨海大桥东海大桥两侧将建成中国内地首个海上风力发电场。

风力发电有哪些新技术

控制系统，它是风电机组中最为关键的核心部件，也是目前国内风电产业中最为薄弱的环节，直到现在大多数主机厂仍然使用国外产品，虽然金风公司已经能为自己配套失速型小机组，国产1.5兆瓦系统已经试运行，但远远满足不了国内需求。

变流器：目前我国主机公司主要基本采用进口产品。

主轴承和发电机的精密轴承，几乎全部从国外进口。

其次很多配套部件，因为部件技术难度大、投资强度高，没有实力的企业难以介入。拿齿轮箱为例，其中关键零件行星齿圈需要大型数控磨齿机加工，精度要求很高，而且可靠性要求很高。要建一个齿轮箱生产企业，需要上亿元人民币。所以很多设备还是进口。

风机叶片制造技术不断提升

风机叶片是体现风能技术进步的关键风力机组部件，风机叶片产业是伴随着风电产业及风电设备产业的发展而迅速蹿升的。随着国内企业和科研院所的共同努力，中国风机叶片产业的供给能力迅速提升。截至2008年，中国境内的风电机组叶片厂商共有40余家。其中，已经进入批量生产阶段的公司有14家。2008年，已投入批量生产的叶片公司生产能力为460万千瓦。预计到2010年，这些叶片公司全部进入批量生产阶段后，综合生产能力将达到900万千瓦。

复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动力部件，直接影响着整个系统的性能，要求其具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性，匹配合理的价格。因此，叶片的设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电机系统的关键技术和技术水平代表。

风电叶片是一种高性能的复合材料产品，制造条件要求高，温度要求16℃~25℃，空气湿度要求低于70%。

传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺制造。

手糊工艺的主要特点在于手工操作、开模成型（成型工艺中树脂和增强纤维需完全暴露于操作环境中）、生产效率低，树脂固化程度（树脂的化学反应程度）往往偏低，适合产品批量较小、质量均匀性要求较低的复合材料制品的生产。因此手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，生产效率低，产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品率较高。特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架，以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。

手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中，往往由于工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等，引发裂纹、断裂和叶片变形等问题。此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。

真空灌注工艺适宜大型风机叶片批量生产。

主要原理为先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统，以保证树脂流动顺畅，并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统，可进行加热固化而成型复合材料构件，属于半机械化的复合材料成型工艺。工人只需将设计好的干纤维预成型体放到模具中合模，随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保障，没有任何树脂的暴露，因而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺，并可有效地控制产品质量。

与手糊工艺相比，真空灌注工艺不但节约了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了工作时间，提高了生产效率，降低了生产成本。同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大提高了复合材料质量和生产效率。中材科技、中复连众、中航惠腾，棱光实业、东方电气等国内大型叶片制造商均已采用真空灌注工艺。

风机叶片产业发展日臻成熟 叶片是风机设备的核心部件，从零部件价值量的角度来看，叶片的价值量最大，造价约占整个设备的25％。同时，风机叶片产业是风电机组部件中确定性较高、市场容量较大、盈利模式清晰的复合材料行业。

目前，丹麦的LMlasfiber公司是全球领先的风机叶片生产商，全球市场占有率达到45%。由于风机叶片的技术含量与进入门槛较高，国内目前具备叶片规模生产能力的企业并不多。主要有中材科技、中复连众、中航惠腾，棱光实业。国际知名的叶片制造商丹麦艾尔姆(LM)公司、维斯塔斯(Vestas)公司、西班牙歌美飒(Gamesa)公司和印度苏司兰(Suzlon)公司，已在天津独资设厂生产风电叶片。 国内目前已经超过40家叶片制造商。这其中的大部分企业由于本身没有独特的技术优势，注定要被边缘化，甚至淘汰。根据国内几家企业的规划和目前的扩产进展，包括中材科技、中复连众、中航惠腾均有1000套规模的扩产计划，棱光实业今年产能将达到550套，2010年将继续提高，这4家企业的预计规模将接近4000套。

目前对市场规模预测的变数在于外资叶片厂，外资叶片制造商生产规模已超过国内企业，根据其扩产规划，达产后生产规模将接近2000套，加上4家国内大厂的产能规划，已经可以满足市场需求，更何况还有零零散散的诸多小厂。

随着供需紧张形势的缓解，行业竞争逐渐激烈。叶片行业将经历从纷乱到寡头、从短缺到均衡、从暴利到薄利的过程，市场将形成少数几个1000套以上规模的寡头，这些企业将获得高于行业平均水平的盈利能力，而其他厂商将逐渐淡出竞争格局。同时国内叶片生产企业将日臻成熟，产品除满足内需外，出口有望实现较大的增长。

叶片制造商的收益主要取决于销售价格和成本两方面，随着叶片市场规模的扩大，成本和售价都将明显下降，但具备规模、技术和成本优势的企业成本下降速度超过售价降低速度，盈利超过平均水平。随着国际原油价格的下降，风机叶片的主要原材料树脂、玻璃纤维布和PVC等都会下调，风机叶片保持10%~15%的净利润率是比较合理的指数。 国内整机企业的高速扩张带来对上游零部件的需求增长，目前叶片、齿轮箱、轴承等零部件供需均较紧张，为零部件企业带来良好的景气周期。

由于境外制造商在国内设置的叶片厂主要面对国际竞争对手，而同样型号产品境外叶片制造商的售价较国内制造商高，因此在可选的情况下，国外制造商基本都会采用国内叶片制造商作为供应方。加之国内整机商的迅速发展，也给叶片制造业带来了更多机会。

随着供需形势的缓解，行业竞争逐渐激烈，盈利能力将回归平均水平。叶片行业目前盈利能力颇高，因此厂商控制成本的压力不大，但在未来，成本控制能力、技术创新水平在很大程度上决定了企业的盈亏。