劉喜峰畢業(yè)論文

唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院2013屆畢業(yè)論文PAGEPAGE16唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院2013屆畢業(yè)論文PAGE1第一章緒論1.1風能風能(windenergy)是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量?？諝饬骶哂械膭幽芊Q風能?？諝饬魉僭礁?，動能越大。人們可以用風車把風的動能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的動作去推動發(fā)電機，以產(chǎn)生電力，方法是透過傳動軸，將轉(zhuǎn)子（由以空氣動力推動的扇葉組成）的旋轉(zhuǎn)動力傳送至發(fā)電機。到2008年為止，全世界以風力產(chǎn)生的電力約有94.1百萬千瓦，供應的電力已超過全世界用量的1%。風能雖然對大多數(shù)國家而言還不是主要的能源，但在1999年到2005年之間已經(jīng)成長了四倍以上。有效風能密度：為了衡量一個地方風能的大小，評價一地地區(qū)的風能潛力，風能密度是直接反映風能豐欠的指標量。風能密度表述氣流在單位時間垂直通過單位面積的風能。由于風速是一個隨機性很大的量，通常用平均風能密度和有效風能密度來評價某地帶的風能潛力。裝機容量指的是一個發(fā)電廠或一個區(qū)域電網(wǎng)具有的汽(水)輪發(fā)電機組總?cè)萘?，一般以“萬千瓦”或“兆瓦”為單位，說的是它的發(fā)電能力，是功率單位。1.2發(fā)展新能源的背景目前，生活于地球這顆行星上的人數(shù)已超過60億，到本世紀中期，大有達到百億之勢，維持人類日常生活、文化，需消費大量的能源。但過度的能源消耗在促進人類發(fā)展的同時，會使地球環(huán)境惡化，甚至成為威脅人類生存的因素。在20世紀100年間，全世界人口從16.5億增長了3.7倍，但消費的能源以驚人的速度增長到原來的9倍，由于消耗的大部分能源來自礦物燃料，必然導致CO2排放量增加，因此大氣溫室效應不斷加重。如果21世紀繼續(xù)維持這種能源消耗增長之勢，社會生活大有無法維繼的危險。因此，為了今后人類的可持續(xù)發(fā)展，由傳統(tǒng)的礦物燃料向太陽能、風能之類的綠色可再生能源的轉(zhuǎn)變是能源發(fā)展的必然趨勢。聯(lián)合國副秘書長、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署執(zhí)行主任阿西姆·施泰納也表示：“風力發(fā)電迅速發(fā)展，正在成為實現(xiàn)全球低碳、高效經(jīng)濟的核心技術(shù)之一。在哥本哈根達成一個具有雄心的協(xié)議，有助于風能在更多國家推廣”1.3風力發(fā)電的優(yōu)缺點風能的發(fā)展對環(huán)境有正面影響和負面影響.未來的發(fā)展將依賴于如何使正面影響達到最大,而同時負面影響保持在最低.優(yōu)點：1）風能為潔凈的能量來源。2）風能設施日趨進步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當?shù)攸c，風力發(fā)電成本已低于發(fā)電機。3）風能設施多為不立體化設施，可保護陸地和生態(tài)。4）風力發(fā)電是可再生能源，很環(huán)保。5)風能發(fā)電不會釋放二氧化碳,不會帶來酸雨,大霧和放射等污染,也不會造成對陸地海水,和水資源的污染.風能的大規(guī)模使用可能是減少二氧化碳排放的最經(jīng)濟快速的方法.缺點：1）風力發(fā)電在生態(tài)上的問題是可能干擾鳥類，如美國堪薩斯州的松雞在風車出現(xiàn)之后已漸漸消失，目前的解決方案是離岸發(fā)電，離岸發(fā)電價格較高但效率也高；2）在一些地區(qū)，風力發(fā)電的經(jīng)濟性不足；許多地區(qū)的風力有間歇性，更糟糕的是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日，是風力較少的時間；必須等待壓縮空氣等儲量能技術(shù)發(fā)展；3）風力發(fā)電需要大量土地興建風力發(fā)電廠，才可以生產(chǎn)比較多的能源；4）進行風力發(fā)電時，風力發(fā)電機會發(fā)出龐大的噪音，所以要找一些空曠的地方來興建；5)風力機引起的電磁干擾,當風力機被放置在一臺收音機,電視機或微波收發(fā)器之間時,他有時會反射一些電磁射線,其反射波與原信號會混合在一起,到達接收器.這可能造成原信號很大的扭曲.有些風力機使用薄木板做的葉片就可以避免這樣的問題,因為薄木板可以吸收的無線電波大于反射的電波.6）現(xiàn)在風力發(fā)電還未成熟，還有相當發(fā)展空間；1.4風能利用潛力提到能源，大家會聯(lián)想到什么？也許有人會想起初中或高中物理課程中令人頭痛的勢能、動能、熱能等問題；也有人會想起石油危機，腦海中會浮現(xiàn)出搶購衛(wèi)生紙的情景；也有人會從最近報紙、雜志等刊登的有關溫室效應的報道，聯(lián)想到礦物燃料的埋藏量、太陽能、風能等新能源的有效利用。風能作為一種重要的可再生能源，是地球上最古老，最重要的能源之一，它具有蘊藏量巨大、可再生、分布廣、無污染等特點，風力發(fā)電已成為世界可再生能源發(fā)展的重要方向。目前利用風力發(fā)電已成為風能利用的主要形式，受到世界各國的高度重視，而且發(fā)展速度非常快。與熱力發(fā)電設施不同，風力發(fā)電不需要冷卻水，應用風力發(fā)電可使公用系統(tǒng)用水減少17%，相當于不需在建設80GW的新燃煤電廠。風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染；而且從經(jīng)濟的角度講，風力儀器比太陽能儀器要便宜九成多。中國風能儲量很大，分布面廣，甚至比水能還要豐富。合理利用風能既可減少環(huán)境污染，又可減輕越來越嚴重的能源短缺的壓力。第二章風能發(fā)電實驗原理2.1風力發(fā)電原理概述風力發(fā)電有3種運行方式，通常是一臺小型風力發(fā)電機向一戶或幾戶提供電力，它用蓄電池蓄能，以保證無風時的用電；二是風力發(fā)電與其他發(fā)電方式相結(jié)合，向一個單位、一個村莊或一個島嶼供電；三是風力發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)運行，向大電網(wǎng)提供電力，常常是一處風電場安裝幾十臺甚至幾百臺風力發(fā)電機，這是風力發(fā)電的主要發(fā)展方向。風力發(fā)電機一般由風輪、發(fā)電機、調(diào)向器、塔架、限速安全機構(gòu)和儲能裝置等構(gòu)成，風力發(fā)電機的工作原理比較簡單，風輪在風的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L輪的機械能，風輪發(fā)電機在風輪軸的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。圖2-1風力發(fā)電機2.2風輪吸收的風能風能公式：式中ρ為空氣密度，單位kg/m3

V為風速，單位m/s

F是氣流通過的面積，m2

評價一地風能資源潛力，常用風功率密度：單位：瓦/米2

P=(1/2)ρV3ACpCp吸收效率ρ空氣密度，標準密度：1.225kg/mV風速A風輪面積，pD2/4P為吸收的風能2.3曹妃甸風速變化圖及風區(qū)分類1、天氣變化數(shù)據(jù)圖曹妃甸港口常年都有海風在吹，因此我搜集了曹妃甸一年的天氣變化情況，并做了統(tǒng)計。2、風區(qū)分類由于在海邊各個地區(qū)的風速是不一定的所以搜集了各種風速并做了分類。如下圖：GL規(guī)范平均風速（m／s）年最大風速（m／s）年極限風速（m／s）50年暴風風速（m／s）50年極限風速（m／s）一類風區(qū)10.0040.0056.0046.5065.10二類風區(qū)8.5034.0047.6039.5355.34三類風區(qū)7.5030.0042.0034.8848.83四類風區(qū)6.0024.0033.6027.9039.102.4實驗原理風力發(fā)電實驗裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖如圖9所示，整機實物照片及各部位標注如圖10所示，其中九孔插板上各元件標注如圖11所示。實驗裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖9表明，該實驗儀包括風源S、風速計M（通過支架Z2安裝在導軌上）、風輪（由輪轂2和葉片1構(gòu)成）、三相交流永磁同步發(fā)電機4、整流濾波電路、測量電路、電能的存儲與利用電路、帶標尺的導軌3。其中的整流濾波電路、電能的存儲與利用電路中的所有電學元件及測量電路中的可變負載插在“九孔插板”上并通過該插板實現(xiàn)連接，實現(xiàn)即插即用、方便快捷搭建電路的目的。風輪、三相交流永磁同步發(fā)電機通過水平轉(zhuǎn)動軸連接并安裝在支架Z3上。所有從葉片傳來的風力，通過輪轂傳遞到轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，再傳遞給發(fā)電機。圖3.1風力發(fā)電實驗裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖所述整流濾波電路：包括與三相交流永磁同步發(fā)電機連接的六個二極管（D1，D2，D3，D4，D5，D6）以及電容5并聯(lián)支路，其中，六個二極管按三相橋式全波整流電路連接，用以將發(fā)電機輸出的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電；所述電容5，用以對電流進一步濾波。測量電路：包括智能電壓表6支路和由一個可變負載7與一個智能電流表8串聯(lián)構(gòu)成的支路，兩個支路分別與整流濾波電路并聯(lián)。所述電能的存儲與利用電路：包括由雙刀雙擲開關K2控制的發(fā)光二極管LED回路和儲能蓄電池9回路。電能的存儲與利用電路與測量電路之間安裝有一個控制開關K1。所述導軌的兩側(cè)帶有可定位的標尺，在導軌一側(cè)面開有一凹槽，放置智能電壓表和智能電流表。2.5風能轉(zhuǎn)化為電能的大致草圖2.6電能的利用與存儲電能的利用：利用風力產(chǎn)生的電能可以取暖、用于日常照明、還有港口電氣設備的電能需求。電能的存儲：為了增進風能轉(zhuǎn)化為電能的利用效率，使用合適的電能儲存系統(tǒng)可以在不增加電網(wǎng)容量投資的基礎上，滿足負荷高峰時的需求。一個基礎性的問題在于，負荷情況可能因每天，每小時，季節(jié)變化而變化，必須有足夠容量的設備提供高峰時的需求。理論上，發(fā)電和用電應該是相等的。電能發(fā)電設備必須能較快地實現(xiàn)投入和切除，比如，微型燃氣輪機的反應時間較長，抽水蓄能電站的投入時間較短，然而，石化燃料電站及核電站均不適合頻繁起停。此外，這些電站在固定于某個輸出的時候才能達到較高的效率。因此，讓大型電站處于連續(xù)運行狀態(tài)，并通過尋找合適的電源方式以在用電低谷的時候吸收電能，用電高峰的時候發(fā)出電能以平抑需求和供給的差異的方式被認為是經(jīng)濟性和效率較高的一種方式。由于受環(huán)境影響因素較大，很少利用自然資源類型直接作為電能存儲的媒介，比如，太陽能，風能，海浪能，潮汐能，這些類型的能源也必須結(jié)合合適的電能存儲設備才能充分發(fā)揮調(diào)峰的功效。電能的存儲設備通常需要將電能轉(zhuǎn)化為其他類型的能量，在特定時間段內(nèi)，將此種類型的能量再次反轉(zhuǎn)為電能以用于生產(chǎn)生活所需。第三章風能發(fā)電的優(yōu)越性與可行性3.1風能發(fā)電的優(yōu)勢風力是一種蘊藏豐富而又潔凈的自然能源，沒有環(huán)境污染問題。建造風力發(fā)電廠的費用低廉。利用風力發(fā)電不需火電所需的煤、石油等燃料或核電站所需的核材料即可產(chǎn)生電力，除常規(guī)保養(yǎng)外，沒有其他任何消耗。風力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，市場前景廣闊。我國風力發(fā)電的區(qū)位條件：地處季風區(qū)，風能資源豐富。國家政府在政策和經(jīng)濟上大力支持。風力發(fā)電技術(shù)日益成熟。風能發(fā)電成本低，市場前景廣闊。3.2我國的發(fā)展計劃與政策發(fā)展計劃：概括地講，國家“三委”、“四部”都非常重視風力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展?！叭敝竾矣嬑铱莆?、國家經(jīng)貿(mào)委，“四部”指電力部、機械部、航天部、水利部。電力部制訂了一系列風力發(fā)電的優(yōu)惠政策，其中兩條非常重要，一是允許風力發(fā)電就近并網(wǎng)，二是風電價格要在發(fā)電成本加還本付息的基礎上，允許有合理的利潤空間，超出電網(wǎng)電價部分由全電網(wǎng)平攤。這種優(yōu)惠政策有力地支持了風電事業(yè)的發(fā)展。1992年，國家成立了第一個風能公司——福霖公司，負責風電場的投資、建設和管理，先后建成了南澳、東崗等風電場。機械部為國產(chǎn)化大型風電機組而努力，1989年，中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風力機械分會成立。在“八五”期間，曾在中國第一拖拉機廠組建了一個風電辦公室，派人去德國學習風力發(fā)電技術(shù)，在德國胡蘇姆造船廠和德國專家一起組裝了10臺HSW-250T機組。航天部1992年成立了萬電公司，專門從事大型風電機組的研制。萬電公司隸屬中國運載火箭技術(shù)研究院。1996年2月，萬電公司和奧地利比爾公司簽訂了風力發(fā)電技術(shù)引進合同，花費50萬美元從比爾公司購買了600kW機組的技術(shù)資料。水利部也非常重視風力發(fā)電。隸屬水利部的新疆達坂城一風電場，1989年建成，現(xiàn)在已利用國外政府無償援助2000多萬元人民幣，引進22臺機組，總?cè)萘窟_6100kW。1996年又在新疆布爾津建成一個風/水互補的供電系統(tǒng)。風電場裝機容量為1050kW。國家計委提出兩個計劃：一個是“光明工程”，一個是“乘風計劃”，前者是支持國內(nèi)微小型風力發(fā)電機組的發(fā)展，解決偏遠地區(qū)供電問題；后者就是支持國內(nèi)風電場建設和大型風電機組的國產(chǎn)化。政策實施：1）國家經(jīng)委1999年印發(fā)了《關于進一步促進風力發(fā)電發(fā)展的若干意見》。指出：發(fā)展新能源是我國能源建設實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，對促進電力工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、減少環(huán)境污染、推進技術(shù)進步、培育新的經(jīng)濟增長點具有重要意義。風力發(fā)電是新能源發(fā)電中技術(shù)最成熟、最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電技術(shù)之一。近年來，我國風力發(fā)電得到了快速發(fā)展，己成為電力工業(yè)的組成部分。2）為了進一步促進我國風力發(fā)電事業(yè)快速、健康發(fā)展，國家經(jīng)貿(mào)委公布的消息說，風力發(fā)電的成本主要是固定資產(chǎn)投資，約占總投資的百分之八十五以上。按照中國增值稅抵扣政策，固定資產(chǎn)投資的增值稅不能抵扣。風力發(fā)電執(zhí)行百分之十七的增值稅稅率，因為沒有購買燃料等方面的抵扣，風力發(fā)電實際稅負明顯高于火力發(fā)電。

3）國家經(jīng)貿(mào)委和國家稅務局風力電廠投資的實際情況，規(guī)定：為鼓勵風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國將對風力發(fā)電實行按增值稅應納稅額減半征收的優(yōu)惠政策。按照新的稅收政策，中國風電電價平均將降低約人民幣五到六分錢，新建風電場電價水平有望降低到零點五元/千瓦以下。

4）目前，國家發(fā)展計劃委員會“全球環(huán)境基金（GEF）世界銀行中國再生能源商業(yè)化發(fā)展促進項目”的啟動，將對我國風力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展起到積極的促進作用。氣象部門也將在發(fā)展我國風力發(fā)電事業(yè)上將大有作為。

5）我國到1996年底尚有近720萬人口沒有用上電，這些人口分布在邊遠地區(qū)以及部分海島、邊防哨所、微波通訊站、氣象站等，這些地區(qū)遠離電網(wǎng)，然而，大部分無電區(qū)都有著豐富的風能和太陽能資源。據(jù)悉，“光明工程”首期計劃將用5年時間完成300個無電鄉(xiāng)、100個無電哨所和100個微波通訊站的風電系統(tǒng)建設，使100萬人中能用上電。

6）我國風能資源豐富，風力發(fā)電在國外已經(jīng)商業(yè)推廣應用，因其環(huán)境效益好，許多國家將發(fā)展風電作為減少溫室氣體排放的重要措施，應制定激勵政策，促進發(fā)展。國家經(jīng)貿(mào)委指出：我國應有計劃組織風力發(fā)電組的生產(chǎn)，實現(xiàn)國產(chǎn)化、標準化、批量化，在條件適宜的地區(qū)（如新疆、沿海等）開辟規(guī)模化風電場。規(guī)劃風力發(fā)電規(guī)模，爭取在20年內(nèi)使上網(wǎng)電價政策，以激勵風電的發(fā)展。3.3風力發(fā)電與火力發(fā)電的成本比較與煤電相比，風電的成本要高33％～60％。

風電成本高的原因在于：首先，固定資產(chǎn)折舊費高；其次，發(fā)電系數(shù)低；例如與煤電相比，風力發(fā)電的固定資產(chǎn)折舊費是煤（20%～22%）的1倍多，但發(fā)電系數(shù)只相當于煤電的1/2。主要原因是風能的密度和分布差異大等物理因素的影響。

據(jù)研究，中國風電在綜合考慮了裝機容量、技術(shù)水平提高等因素變化的前提下，成本有逐步下降的趨勢，預測的極限成本為0.22元/kWh。而當成本到達0.25元/kWh時，風電在價格上就有了和煤電競爭的條件。

第四章中國風力發(fā)電應用進展4.1中國風力發(fā)電的進展中國風能儲備在世界上排名第一，陸上可用風能高達2.5億kw，海上可利用風能高達7.5億kw，中國幅員遼闊，陸疆總長達約20000km，還有約18000km的海岸線，邊緣海中有島嶼5000多個，風能資源豐富，中國現(xiàn)有風電場地區(qū)的年平均風速都達到6m/s以上，實際發(fā)利用的風能資源儲備量為2.53億kw，東南沿海及其附近島嶼是風能資源豐富地區(qū)有效風能密度大于或等于200w/m2的等線平行于海岸線，沿海島嶼有效風能密度在300w/m2以上，全年中風速大于或等于3m/s的時數(shù)為7000-8000h，大于或等于6m/s的時數(shù)為4000h；新疆北部、內(nèi)蒙古、甘肅北部也是中國風能資源豐富的地區(qū)，有效風能密度為200-300w/m2，全年中風速大于或等于3m/s的時數(shù)為5000h以上，大于或等于6m/s的時數(shù)為3000h以上。4.1—1中國各地風能資源分布風能資源潛力的多少，是風能利用的關鍵。中國地域遼闊，風能資源豐富，特別是東南沿海及其附近島嶼，不僅風能密度大，年平均風速也高，發(fā)展風能利用的潛力很大。根據(jù)年有效風能密度和年風速大于等于3m/s風的年累計小時數(shù)的多少,將全國分為四個區(qū),如下表所示:表4-1中國風能資源的區(qū)劃豐富區(qū)較豐富區(qū)可利用區(qū)貧乏區(qū)年有效風能密度/(W/m2)≥200200-150150-50≤50風速≥3m/s的年小時數(shù)/h≥50005000-40004000-2000≤2000占全國面積(%)8185024我國現(xiàn)在風電廠廠址的年平均風速均達到6m/s以上。一般認為，可將風電場況分為三類:年平均風速6m/s以上時為較好；7m/s以上為好；8m/s以上為很好，我國相當于6m/s以上的地區(qū)，在全國范圍內(nèi)僅僅限于較少數(shù)幾個地帶，就內(nèi)陸而言，大約僅占全國總面積的1/100，這些地區(qū)是我國最大的風能資源區(qū)以及風能資源豐富區(qū)包括:1)內(nèi)蒙古內(nèi)蒙古風能具有分布范圍廣、穩(wěn)定性高、連續(xù)性好等特點，年可利用時間4400-7800wh，近年來，內(nèi)蒙古風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐明顯加快，風電裝機容量于2005年底達17萬kw，2006年年底增加到60萬kw，2007年增加到165萬kw。2)新疆新疆是我國開發(fā)風力發(fā)電項目最佳地區(qū)之一，風力資源占全國陸上風能源總量的37%,僅次于占40%的內(nèi)蒙古。中國目前已建成的最大風力發(fā)電場位于新疆達坂城。3）寧夏寧夏是我國能源最豐富的地區(qū)之一，全年有效風速的時間為5500-7400h。寧夏發(fā)展風力發(fā)電還有很多便利條件，首先入網(wǎng)簡單，風場不需要很多線路成本，就可以就近入電網(wǎng)，成本低，其次是破壞性風較少；另外，在半荒漠地帶建設的風力發(fā)電廠，有望成為銀川本地一項可開發(fā)的旅游資源。4）甘肅甘肅是全國是全國風能資源最豐富的地區(qū)之一，風能資源理論儲量為2.37億kw。居全國第五位。可開發(fā)利用的風能面積為17.66萬平方千米，占全國總面積的39%。5）青海青海省格爾木是于2008年5月與北京新華能源控股有限公司簽訂10萬kw風力發(fā)電項目投資協(xié)議，在格爾木市建設2座風力發(fā)電廠。還有黑龍江，遼寧，山東，江蘇，重慶，廣東，福建，河北等，在上述地區(qū)，利用風力發(fā)電，以節(jié)約能源，改善環(huán)境，緩解電力供應緊張狀況，具有重要意義。4.1—2中國風力發(fā)電的特點風力發(fā)電是利用風能來發(fā)電，而風力發(fā)電機組是將風能轉(zhuǎn)化為電能的機械，在理論上，最好的風輪約60%的風能轉(zhuǎn)化為機械能?，F(xiàn)代風力發(fā)電機組風輪效率可達40%，在風力發(fā)電機組輸出達到額定功率之前，其功率與風速的立方成正比，風力發(fā)電的突出優(yōu)點是環(huán)境效益好，不排放任何有害氣體和廢物，風電場雖然占了大片土地，但是風力發(fā)電機組基礎使用面積很小，農(nóng)田和牧場的正常生產(chǎn)，同時開發(fā)了旅游資源。世界風能協(xié)會（WWEA）發(fā)布“世界風能報告”指出，2005年以來，風能行業(yè)與世界其他工業(yè)部門相比，創(chuàng)造了較多就業(yè)機會，截至2009年，已有55萬人從業(yè)于風能行業(yè)。我國發(fā)展風力點的特點：在風能資源豐富或較豐富的邊遠無電，缺電地區(qū)，以發(fā)展小型或中型獨立運行的風電系統(tǒng)（包括風力/柴油聯(lián)合發(fā)電和風/光聯(lián)合發(fā)電等）為主，利用風力發(fā)電解決邊遠地區(qū)的生活用電和部分生產(chǎn)用電；在風力資源豐富，電網(wǎng)通達的地區(qū)，風力發(fā)電則作為一種清潔能源，補充和逐步代替部分常規(guī)能源，緩解電力供應緊張的矛盾，提高當?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量，所以應從發(fā)展大型電廠為主。4.2中國風力發(fā)電的規(guī)模風力發(fā)電廠是將多臺并網(wǎng)型風力發(fā)電機安裝在風力資源好的場地，按照地形和主要風向排成陣列，組成集群向電網(wǎng)供電，簡稱風電場。風電場是大規(guī)模利用風電的有效方式，于20世紀80年代在美國興起，我國計劃到2010年，并網(wǎng)電裝機達500萬千瓦，目前，我國的風電裝機容量還不到全國總裝機容量（4·5億千瓦）的0·5%，根據(jù)我國能源發(fā)展規(guī)劃，我國風電具有大規(guī)模的前景和市場需求。風力發(fā)電能夠成為中國結(jié)構(gòu)的重要組成部分，發(fā)展風電有利于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。目前，中國的電源結(jié)構(gòu)中75%是煤電，排放污染嚴重，增加風電等清潔電源比重刻不容緩。尤其在減少二氧化碳等溫室氣體排放，緩解全球氣候變暖方面，風電是有效措施之一。從長遠來看，中國常規(guī)能源資源人均擁有量相對較少，為保持經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展，必須采取措施解決能源供應。中國風能資源豐富，如果能夠充分開發(fā)，按目前估計的技術(shù)可開發(fā)儲量計算，用電年發(fā)電量可達幾萬千瓦時。根據(jù)官方和專家的推算，中國2020年需要10億千瓦的發(fā)電裝機，4千億千瓦時的發(fā)電量，之后如果按照人均2千瓦，達到中等發(fā)達國家生活水平的基本要求，在2050年中國需要大約30億千瓦的發(fā)電裝機和12萬億時發(fā)電量。龐大的裝機和發(fā)電量需求，給風力發(fā)電的發(fā)展提供了足夠的空間。第五章風能利用的展望至2008年年底，在全球金融危機的大環(huán)境下，其他行業(yè)的投資都受到了不同程度的影響，風能行業(yè)一些新的項目以及風力渦輪和組件的合同實施也有所減緩，但風電市場的投資依然方興未艾，這主要是由風電自身的發(fā)展狀況決定的。風電目前在電源結(jié)構(gòu)中的比例不高，其裝機不到世界發(fā)電裝機容量的3%，發(fā)電量約1%，潛力巨大；變速恒頻風電機組的開發(fā)和商品化，目前，安裝在世界各地風電場的風力發(fā)電組，絕大多數(shù)為恒速運行機組，而采用變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)后，風力機就可以改恒速運行為變速運行，這樣就可能使風輪的轉(zhuǎn)速隨風速度變化并保持一個恒定的最佳葉尖池，使風力發(fā)電機的風能利用系數(shù)在額定風速以下的整個運行風速范圍內(nèi)都處于最大值，從而可以恒速運行獲取更多的能量，尤其是這種變速機組可適應不同的風速。1)單機容量增大隨著技術(shù)逐漸成熟,多樣化的設計概念也逐漸走向統(tǒng)一。由于風力場中所采用的大的渦輪風力機比小的更加經(jīng)濟,因而風力機的容量不斷增加。渦輪風力機的容量將繼續(xù)增大。2)風力機槳葉的變化單機容量不斷增大,槳葉的長度也不斷增長,目前最長的葉片已做到50米。渦輪風力機技術(shù)現(xiàn)已成熟,機器的可靠性極高,可利用率通常在98%-99%之間。3)塔架高度上升在中小型風電機的設計中,采用了更高的塔架,以捕獲更多的風能,在50米高度捕捉的風能要比30米高處多20%。4)控制技術(shù)的發(fā)展近年來發(fā)展了一種變速風