风电基础知识

风力发电技术基础知识目录1.上海电气风电公司简介2.风的形成与特点3.风力发电原理4.风力发电设备类型1上海电气风电公司简介上海电气风电设备有限公司上海电气风电设备有限公司是上海电气集团股份有限公司投资组建的合资公司，是大型风力发电机组设计、制造、销售、技术咨询、售后服务的新能源装备制造公司。2MW机组与世界一流设计公司aerodyn联合设计引进全套设计平台技术团队培训对标国际的A级认证专门设计的叶片具备独立设计叶片、定制塔筒能力3.6MW海上风电自主研发国际校核与龙源、三峡、华能等集团捆绑合作2010年6月样机下线，国内最大1.25MW机组引进德国DeWind成熟技术业绩超过600台，其中上海电气生产安装超过300台磨练了整个技术、采购、制造、服务队伍国内首家MW级风机出口，达到欧洲制造标准许可证引进1联合设计2自主研发3W2000机型气动性能优越，风轮大、切入早、切出晚，发电量较市场同等级机型优越。直接增加客户发电收益。闵行生产基地厂房面积:10000平方米主要生产1.25MW产品，年产能400台临港新城生产基地已经投产厂区面积：40000平方米主要生产2MW产品，目前年产能150台规划产能2008年2009年2010年2011年2012年W1250200350200200200W20001150800800900W3600／／10100300总计201500101011001400山东莱州39内蒙白云36山西平鲁27山西右玉33内蒙哲里根图39内蒙阿巴嘎40吉林洮北40内蒙乌力吉40内蒙扎鲁特39辽宁鞍钢3内蒙乌拉特40天津大神堂18辽宁铁岭25山东荣城15江苏启东47上海崇明10上海崇明70海南东方24吉林四平22W1250业绩W2000合同英国泰国2008年12月，2台1.25MW风机出口泰国，是泰国第一个MW级风机项目2009年1月，3台1.25MW风机出口到英国2风的形成与特点什么是风能•因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。•空气流具有的动能称风能。•空气流速越高，动能越大。风速与风级的关系320.836VB风速与风级的关系风速随高度变化风模型的发展轮毂处紊流风速脉动年平均风速为8.1m/s风场的威布尔分布051015202500.020.040.060.080.10.120.14风速/(m/s)概率密度k=1.25k=1.5k=2k=2.5k=3风功率密度等级高度10米50米应用于并网型风力发电风功率密度等级风功率密度(W/m2)年平均风速参考值(m/s)风功率密度(W/m2)年平均风速参考值(m/s)11004.42005.62100-1505.1200-3006.43150-2005.6300-4007.0较好4200-2506.0400-5007.5好5250-3006.4500-6008.0很好6300-4007.0600-8008.8很好7400-10009.4800-200011.9很好风能区域等级划分风能区划年有效风能功率密度(W/m2)年有效风速小时(3m/s~20m/s)(h)年平均风速(10米高)(m/s)风能丰富区20050006风能次丰富区150~2004000~50005.5风能可利用区100~1502000~40005风能贫乏区10020004.5国内风资源储量与利用国内风资源储量与利用不同强度的热带气旋（TC）及在中国近海出现的次数风速（米/秒）风力（级）强度名称在中国近海出现次数≥51≥16超强台风(superTY)8841.5－50.914～15强台风(severeTY)7032.7－41.412～13台风(TY)13724.5－32.610～11强热带风暴(severeTS)12517.2－24.48～9热带风暴(TS)5810.8－17.16～7热带低压(TD)101台风TC路径图超强台风主要路径图11012013014015010203040强台风主要路径图110120130140150102030402610203040台风主要路径图11012013014015010203040区域超强台风强台风台风强热带风暴热带风暴合计海南0.541.617.265.652.962.15雷州半岛-0.811.612.691.080.81粤西-0.543.765.652.420.54珠江口-0.542.151.341.340.54粤东0.270.814.575.651.611.08闽南-0.540.810.271.080.54闽中0.275.112.692.690.54闽北-0.541.082.960.270.54浙江0.271.612.962.690.811.88上海--0.270.27--江苏--0.270.27--山东---1.34--辽宁---0.27--广西---0.27--合计1.347.2629.8431.9914.25100各区域登陆TC频率（％）40米/秒（13级风）以上的区域集中在珠江口以东的广东沿海和海南东部沿海、浙江南部和福建北部沿海。10011012013020304050504642.54037.5343025151031961-2007年TC影响期间气象站出现的最大风速1961-2007年TC影响下海上各网格点出现的最大风速TC影响下海上各网格点50年一遇最大风速1101151201252030405042.537.53025103TC影响下气象站50年一遇最大风速•2006年桑美台风登陆浙江省苍南县•检测到的最大风速达78.1M/S（3秒平均）•桑美台风对苍南风电场造成毁灭性的打击什么是风力发电发展风力发电的意义“风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。”我国能源现状煤碳的运输•占铁路运量的40%以上;•占沿海和长江中下游水运运量1/3.煤碳开采的代价•开采1万吨煤,地陷0.2公顷;•开采1吨煤,排出2吨污水.我国能源的出路3风力发电原理风力发电的基本原理风轮发电机风能机械能电能风力发电的基本原理风力发电设备的2个基本要素：•风轮•发电机2132181PCVDP风能利用与风力发电的历史风能利用与风力发电的历史中国利用风能发电，始于二十世纪七十年代。当时以微小型风力发电机组为主，单机容量在50～500W不等，主要用于满足内蒙、青海等省区牧民的汲水、照明需求。直到二十世纪八十年代，才开始研制“中、大型”风力发电机组。风能利用与风力发电的历史1996年，中国实施“乘风计划”，先后在新疆、内蒙、广东、山东、辽宁、福建、浙江、河北等省区建设了19个风电场。风能利用与风力发电的历史2005年，《中华人民共和国可再生能源法》的颁布，标志着中国的风力发电事业进入了一个前所未有的发展时代。全球总装机容量截至2008年全球风机装置容量国家截至2008年总装置容量(MW)1德国22,2472美国16,9713西班牙15,1454印度7,8445中国5,9066丹麦3,1247意大利2,7268英国2,4259法国2,37010葡萄牙2,15013日本1,53825台湾22426韩国213国家人均风电装置容量(W)1丹麦589.42西班牙384.43德国271.34爱尔兰217.85葡萄牙2156奥地利122.87荷兰110.68瑞典88.59卢森堡87.510挪威85.814美国59.426日本12.128台湾1030印度7.735中国4.636韩国4.52008年新增装机市场份额2008年累计装机市场份额4风力发电设备类型风力发电机组的类型风力发电机组的类型风力发电机组的分类方法有很多种按照机组的容量可划分为：•小型风力发电机组•中型风力发电机组•大型风力发电机组•我公司产品就有1.25MW、2MW、3.6MW风力发电机组的类型按照机组的运行方式可划分为：•离网型风力发电机组•并网型风力发电机组风电机组类型按安装地理位置区分高原型风电机组海上风电机组陆上风电机组风力发电机组的类型按照机组风轮轴的状态划分垂直轴风力发电机风力发电机组的类型按照机组风轮的叶片数目可划分为：•单叶片风力发电机组•双叶片风力发电机组•三叶片风力发电机组•多叶片风力发电机组叶片数目叶片数目风能利用系数扭矩系数推力系数风力发电机组的类型按照叶尖速比：•慢速比风电机•快速比风电机风力发电机组的类型按照机组风轮的位置可划分为：•上风向风力发电机组•下风向风力发电机组风力发电机组的类型按照机组的控制方式可划分为：•定桨距风力发电机组•变桨距风力发电机组RotoraxisVV4V3V2V1=const.VR叶片入流升力阻力合力推进力气动力分解变桨失速versus变桨vs.失速V=20m/sV=12m/sV失速V=24m/sV=12m/s变桨010020030040050060070001234567891011121314151617181920风速[m/s]功率[kW]功率曲线–变桨vs.失速风力发电机失速变桨Muchbetterperformanceofthepitchcontrolledturbine!风力发电机组的类型按照机组的转速与电能频率的关系可划分为：•恒速恒频风力发电机组•变速恒频风力发电机组n=konst.n=var.nttn50Hz50Hz变转速vs.定转数1/minkW4m/s6m/s8m/s10m/s12m/s1/minkW4m/s6m/s8m/s10m/s12m/s变转速vs.定转数风力发电机组的类型按照机组驱动链的型式可划分为：•直驱型风力发电机组•半直驱型风力发电机组•传统有齿箱型风力发电机组直驱风力机结构风力发电机组的类型按照偏航方式：•主动偏航•被动偏航风力发电机组虽然有很多种分类，但目前占据主导地位的却是“三叶片、水平轴、上风向、变桨、变速、恒频型风力发电机组”。Sewind的产品，就是此种类型。陆上风电项目投资构成比例陆上风力发电项目度电成本构成海上风电场项目成本分析海上风电关键问题-基础海上风电关键问题-基础风电场的基础种类种类陆上风电场潮间带、滩涂风电场近海风电场深海风电场基础形式——重力式基础基础形式——单桩基础HornsRev基础形式——三角架组合式基础基础形式——桁架式基础•基础形式——各种浮体式基础设计基础形式的深入研究是海上风电场前期工作的重要部分风力发电机组的基本结构电器控制柜叶轮塔架偏航系统双馈异步发电机齿轮箱高速轴刹车底架主轴蓄能器主轴承主冷却器变频器冷却器谢谢！