我国风力发电的发展_风力发电的发展
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在我国，发展风能具有很大现实意义，不仅是环保原因，我国确实具有巨大的风能资源。我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源非常丰富，既有陆地的、也有海上的。据中国气象科学研究院测算，我国东南沿海及其附近岛屿是风能资源非常丰富的地区，有效风能密度大于或等于 200W/m2的等值线平行于海岸线，沿海岛屿有效风能密度在 300W/m2以上，全年风速大于或等于 3m/s 的时数约为 7000～8000h，大于或等于 6m/s 的时数为 4000h。新疆北部、内蒙古、甘肃北部是风能资源丰富地区，有效风能密度为 200～300W/m2，全年风速大于或等于 3m/s 的时数为 5000h 以上，全年风速大于或等于 6m/s 的时数为 3000h 以上，黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的风能资源也较好，有效风能密度为 200W/m2以上，全年风速大于和等于 3m/s 的时数为 5000h，全年风速大于和等于 6m/s 的时数为3000h。青藏高原北部有效风能密度在 150～220W/m2之间，全年风速大于和等于3m/s 的时数为 4000～5000h，全年风速大于和等于 6m/s 的时数为 3000h。目前探明全国陆地风能理论储量为 32.26 亿 kW，可开发利用的储量为 2.53 亿 kW，近海7.5 亿 kW，合计风能可达 10.03 亿 kW，居世界前列[6]。
1.3.1 小型风力发电行业的现状
我国于 20 世纪 50 年代后期开始风力发电技术的研究工作，1957—1958 年在江苏、吉林、辽宁、新疆等地建造了一些功率在 10kW 以下、风轮直径在 10 米以下的小型风力发电装置，但由于受当时的技术经济条件限制，其后处于停滞状态。我国较大规模地开发和应用风力发电始于 20 世纪 70 年代。我国自主开发研制生产的小型风力发电机，解决了居住分散的农、牧、渔民的生产生活用电。20 世纪 80 年代初，我国把小型风力发电作为农村电气化的措施之一，供农村一家一户使用。特别是在内蒙古地区由于风自然资源丰富和当地群众的需求，并得到了政府的支持，小型风力发电机的研究和推广得到了长足的发展，对于解决边远地区居住分散的农牧民群众的生活用电和部分生产用电起了很大作用。我国目前生产的小型风力发电机按额定功率从100W 到 10kW 共十种。其主要技术特点是：2～3 个叶片，侧偏调速、上风向，配套高效永磁发电机，再配以尾翼、立杆、底座、地锚和拉线。其中以户用微型机组技术最为成熟，有 50，100，150，200，300，500W 微型机组系列定型产品，并进行批量生产，不但满足了国内需求，还远销国外。
到 2006 年底，我国从事小型风力发电机组及其配套件开发、研制、生产的单位达到 78 家，其中：大专院校、科研院所 15 家，生产制造单位 38 家，配套件生产单位 25 家，目前我国小型风力发电机的年生产能力达 8 万台。从 1983—2006 年底，全国各生产厂家累计生产各种小型风力发电机组达 37.6 万余台，总容量为 6.52 万 kW，预计年发电量约
1.33 亿 kWh。所生产的小型风力发电机组，除满足国内用户需要外，还出口远销到 25 个国家和我国台湾、香港地区，累计出口各种小型风力发电机近 1.7万余台。我国小型风力发电机保有量、年产量、生产能力均列世界之首
自 20 世纪的最后两年以来，全世界风力发电的装机容量快速增长，特别是在欧洲，为了实现减排温室气体的目标，对风电执行较高收购电价的激励政策促进了风电技术和产业的发展，风电成本继续下降。由于海上风能资源比陆地丰富，海上风电场在欧洲已经从可行性示范进入商业化示范阶段。风电机组技术继续向着增大单机容量的方向发展，正在研制风轮直径超过 100m 的 5MW 机组，预计 2013 年，单机容量达到 15MW。1996 年至 2000 年世界上风电增长率 5 年平均达到 31%，2000 年末装机总容量为 1770 万 MW，2001 年末达到 2447 万 MW，一年增加 677 万 kW，增长率为32%，说明风电高增率趋势仍然继
续。2004 年全世界新增装机容量为 8000MW，2004年底全世界风电装机总容量为 47000MW，并作了 2020 年风电达到世界电力总量的12%的规划蓝图（即风力 12）。2005 年世界各国风电装机容量排在前十名的国家是德国、西班牙、美国、丹麦、印度、意大利、荷兰、英国、日本和中国。
世界上，在小型风力发电方面，中国和美国主要生产制造功率为 300W 到 3kW风力机，其中美国在 3kW 到 10kW 小型风力机上占明显优势。在欧洲，主要生产制造功率为 300W 到 100kW 风力发电机。到 2020 年，美国预计安装小型风力机容量为50000MW，可解决 10000 人就业。英国正在研制屋顶用小型风力发电机。世界各国的小型风力发电机正在努力向着：运动部件少、维护少、寿命长、采用新的电力电子技术和计算机技术等方向发展
我国的风力发电事业始于 20 世纪 50 年代，目前已经形成一定的规模。在大型风电方面，拥有 750kW 以下各类风力发电设备的制造能力，2006 年 1 月 28 日，首台兆瓦级变速恒频双馈异步风力发电机及控制装置研制成功，填补国内空白。2006 年 1月 10 日，1.2MW 永磁直驱风力发电机在哈尔滨试制成功，它是我国自主创新研制的容量最大的风力发电机。到 2005 年，全国 15 个省(自治区)已建风电场 62 座，累计运行风力发电机组 1864 台，总容量 126.6 万 kW。2010 年目标为总容量 500 万 kW，2020 年目标为总容量 3000 万 kW，2050 年预计达到 3-5 亿 kW 装机容量。但是，目前我国自行研制和开发大型风力发电机组的技术力量与国外相比相差很多，继续加大对风力发电技术研究的投入，实现关键技术的国产化是保证我国风电事业的持续稳定发展的当务之急。
设计了风力机电动变桨距系统方案，变桨距机构采用单片机控制，并搭建好电动变桨距风力机的试验样机。通过对风力样机做测试，得出风力机组的力矩与风速比的一些重要数据。并通过Matlab51mu11nk软件分别在风速低于额定风速和在额定风速左右两种情况下进行仿真，最终提出的控制规律进行的变桨距调节能满足风力机的功率控制要求，为后续研究做好铺垫工作。
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