高新平 杨振元

摘要：风力发电机的设计制造与诸多行业密切相关，风力发电机作为风力发电领域的关键技术点，进行探索非常必要。本文综述了国内外风力发电机的发展概况，简要介绍了风力发电机最新研究进展，但是风电技术的发展还存在着一定的问题，希望我们早日能够攻克难关，为新能源的开发利用奠定重要的基础。

关键词：风力发电机;功率變换器;发展现状

中图分类号：TM315

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（2018）12 - 0090 - 02

1 技术现状

在风电系统中，风电之所以能够转换为电能离不开核心部件的作用，即风力发电机。风力发电系统是由多个部件共同组成的，包括风轮、齿轮箱、发电机、功率变换器、变压器等。在发展初期风力发电机采用的是小容量直流发电机，而风电机组大型化已成为发展趋势，在其影响下目前风力发电机的主要形式交流发电机。

由于风力发电技术处于飞速发展阶段，早期的直流发电机、笼型异步发电机已成为历史，由双馈异步发电机所替代，而低速直驱永磁同步发电机也逐渐得到推广。由于风力发电机技术水平的不断提升，对风力发电整体技术起到积极的推动作用。由于双馈异步发电机和控制技术已趋于成熟，在风力发电系统中实现了变速恒频风力发电，占据主流地位。

对风力发电机的类型加以划分，如果遵循的标准是风力发电机的运行特征可发分为恒速、有限变速、变速三种风力发电机。

2 发展趋势

不论是现代社会还是经济发展都是以能源为基础的，但是能源工业的发展形式是严峻的，远期，面临着矿物资源枯竭危机。近期，要承担全球环境污染的压力。尤其是中国经济处于高速发展阶段，此问题显得尤为严重。为了使全球能源问题得到解决，可再生能源的开发是根本途径。而风能是典型的可再生能源，清洁环节，已引起全世界的关注，发展空间广阔。风能的蕴藏量是极其巨大的，把统计全球有2X 10 7MW可以被利用，是地球可开发利用水能的10倍，其总量极其巨大。还要注意的是风能向电能转换，无须消耗石化能源，更不会有废料及有害气体产生，环境不会受到污染，可以就地取材，无须付出运输费用。在所有新能源之中风能的成本最为低廉。而风力发电是新兴产业，其商业发展前景广阔，是解决世界能源问题的主力军。

由于各国政策的倾斜，加之科技迅速发展，对风力发电起到积极的促进作用，其发展前景是广阔的。经过研究认为在未来几年时间里，世界风力发展体现出以下发展趋势：1、风力发电机的单机容量越来越大，利用率显著提升。达到2～ 3MW以上的风电机组已实现商业化，而5MW的风电机组已正式投入使用，与小型机组相比，兆瓦级机组的经济效益更加显著;风力发电机组桨叶呈现出快速增长之势，对风能的捕捉能力达到较高水平;塔架越来越高，经过对比发现在50米处捕捉风能的能力与30米处相比，前者要高于后者20%。在国际风电市上，主流产品是兆瓦级风力机。2、变浆距功率可调节机组迅速发展起来，独立变桨技术逐渐成熟。定桨距风力发电机组具有不可比拟的优势，结构简单，性能可靠，但是变桨距功率调节方式同样具有自己的优势，具有载荷控制平稳、安全、高效等特点，在风电及大型风电机组上应用较为广泛。如果风电机组达到2MW以上，一般情况下采用三个独立电控调桨机构，在三组变速电机的作用下，并与减速箱相结合，对桨叶分别进行闭环控制。3、关键部件的可靠性更强，大型化取得更大的进步。以空气动力学为基础，并与商用软件设计优势相结合，叶片叶型已逐渐成熟起来，桨叶的材料和结构不断创新。4、风力发电走出陆地风场的限制，向海面风场延伸。以德国、丹麦等风电大国为例进行研究，这些国家加大建设力度，大规模的海上风电场项目得以建设完成。虽然容量装机相同，对海上与陆地成本加以比较，前者增加了60%，但从发电量也大幅增加，达到50%以上，而且每向海洋推进10米则使发电量大幅增加，达到30%以上。在甸东部沿海地区，风能资源极其丰富，与陆地风能资源相比，超过3倍以上;由于与电力负荷中心的距离较近，可以做出判断，我国今后新兴能源基地是海上风电场是发展的必然趋势。5、全球率变流技术已逐渐兴起。从最近几年的情况来看，以欧洲ENERCON、WINWIND为代表的大公司把全功率变流并网技术应用于实践中并取得良好的效果，风轮和发电机的调整范围显著扩大，额定转速达到O至150%，使风能的利用范围得以扩大，电网供电的电能质量得到有效的改善。

3 结论

风能向电能转换的过程中，风力发电机成为不可缺少的核心部件，早在上个世纪的70年代末各种风力发电机拓扑结构不断出现，涌现出不同的发电系统，在本论文中对国内外主要类型的风力发电机进行研究，针对其技术特点加以评述，对于不同类型风力发电机的经济技术性能进行比较分析，探讨最新发展趋势，把研究进展表现出来，对我国风力发电研发工作具有重要的参考价值。

参考文献：

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[2]孙冠群，蔡慧，陈卫民.一种开关磁阻风力发电机功率变换器系统：，CN105429538A[P].2016.

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