新能源技术风力发电1樊资料.pptx
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1、第第3章章风力发电风力发电 本章主要内容本章主要内容3.1 3.1 风的特性及风能利用风的特性及风能利用3.2 3.2 风力发电机组及工作原理风力发电机组及工作原理3.3 3.3 风力发电机组的控制策略风力发电机组的控制策略3.4 3.4 中国风电和世界风电中国风电和世界风电 绪绪 论论 在新能源发电技术中,风力发电是其中最接近实用和在新能源发电技术中,风力发电是其中最接近实用和推广的一种。风力发电是一个综合性较强的系统,涉及空推广的一种。风力发电是一个综合性较强的系统,涉及空气动力学、机械、电机和控制技术等领域。气动力学、机械、电机和控制技术等领域。风力发电是在大量利用风力提水的基础上发展起
2、来的,风力发电是在大量利用风力提水的基础上发展起来的,它首先起源于丹麦,目前丹麦已成为世界上生产风力发电它首先起源于丹麦,目前丹麦已成为世界上生产风力发电设备的大国。设备的大国。20世纪世纪70年代世界连续出现石油危机,随之年代世界连续出现石油危机,随之而来的环境问题迫使人们考虑可再生能源利用问题,风力而来的环境问题迫使人们考虑可再生能源利用问题,风力发电很快重新提上了议事日程。风力发电是近期内最具开发电很快重新提上了议事日程。风力发电是近期内最具开发利用前景的可再生能源,也将是发利用前景的可再生能源,也将是21世纪中发展最快的一世纪中发展最快的一种可再生能源。种可再生能源。3.1 3.1 风
3、的特性及风能利用风的特性及风能利用 3.1.1 3.1.1 风的产生风的产生 风是大气对流运风是大气对流运动的表现形式,由太动的表现形式,由太阳辐射热和地球自转、阳辐射热和地球自转、公转和地表差异等引公转和地表差异等引起。起。地球上风的运动地球上风的运动3.1.2 3.1.2 风的特性与风能风的特性与风能1 1、风的表示法、风的表示法(1 1)风向的表示法)风向的表示法 风吹来的地平风吹来的地平方向定为风的方向。方向定为风的方向。风向一般用风向一般用16个方个方位表示,也可以用位表示,也可以用角度表示。观测风角度表示。观测风向的仪器,目前使向的仪器,目前使用最多的是风向标。用最多的是风向标。风
4、向方位图风向方位图 风频指风向的频率,风频指风向的频率,即在一定时间内某风向出现即在一定时间内某风向出现的次数占各风向出现总次数的次数占各风向出现总次数的百分比。可用的百分比。可用“风频玫瑰风频玫瑰图图”来表示。来表示。风频玫瑰图风频玫瑰图 在实际的风能利用中,在实际的风能利用中,总是希望某一风向的频率尽总是希望某一风向的频率尽可能大些,尤其是不希望在可能大些,尤其是不希望在较短的时间内出现风向频繁较短的时间内出现风向频繁变化的情况。变化的情况。(2 2)风速的表示法)风速的表示法 由于风时有时无、时大时小,每一瞬时的速度都不相同,由于风时有时无、时大时小,每一瞬时的速度都不相同,所以风速是指
5、一段时间内的平均值,即平均风速。国际上的所以风速是指一段时间内的平均值,即平均风速。国际上的单位为单位为m/sm/s或或km/hkm/h。风速频率,即一定时间内某风速时数占各风速出现总时风速频率,即一定时间内某风速时数占各风速出现总时数的百分比数的百分比。风速频率分布曲线风速频率分布曲线 从风能利用的观点看,从风能利用的观点看,曲线曲线2所代表的风况比曲线所代表的风况比曲线1表明的要好。表明的要好。(3 3)风速与风级)风速与风级 风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象,按风力的强度等级来估计风力的大小。国际上采用的现象,按风力的强
6、度等级来估计风力的大小。国际上采用的为蒲福风级,从静风到飓风共分为为蒲福风级,从静风到飓风共分为1313个等级。个等级。风力等级与风速的关系风力等级与风速的关系:式中式中 VNN级风的平均风级风的平均风(m/s);N风的级数。风的级数。2 2、风的特性、风的特性(1 1)风的随机性)风的随机性 风的产生是随机的,但可以根据风随时间的变化总结风的产生是随机的,但可以根据风随时间的变化总结出一定的规律。如出一定的规律。如地面上夜间风弱,白天风强;高空中夜地面上夜间风弱,白天风强;高空中夜里风强,白天风弱,里风强,白天风弱,这个逆转的零界高度为这个逆转的零界高度为100150m。我国大部分地区风随季
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