微型風(fēng)力發(fā)電演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)分解

1、成績：學(xué)院：專業(yè)：班號(hào)：項(xiàng)目研究報(bào)告微型風(fēng)力發(fā)電演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)新能源的現(xiàn)代化應(yīng)用學(xué)號(hào)：姓名：手機(jī)號(hào)碼：E-mail ：摘要根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)水平，只需微風(fēng)（大約 3 米 / 秒）即可實(shí)現(xiàn)發(fā)電功效，但是供電的可靠性非常差，而這套風(fēng)力發(fā)電演示系統(tǒng)就是基于這種不穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)的，目的在于減弱外部的因素引起的風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定。這套系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流進(jìn)行穩(wěn)流處理，達(dá)到外部設(shè)備工作需要的功率和頻率，從而輸出特定的穩(wěn)定電流供外部設(shè)備工作使用。同時(shí)這套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電流穩(wěn)壓的同步處理，消除了時(shí)間差對于設(shè)備的損害。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電，同步調(diào)整，穩(wěn)流處理,。中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：論文類別：C、科技發(fā)明制作項(xiàng)目研究類

2、別：E、能源化工（包括能源、材料、石油、化學(xué)、化工、生態(tài)、環(huán)保等）Title:The design of micro wind power demonstration system- modernization of new energyAbstract： According to the current level of technology, just the breeze (about 3 m/ s) can realize the power北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文efficiency, but the reliability of power su

3、pply is very poor, and this set of wind power demonstration system is designed based on this instability, the aim of factors weakened external wind instability. This system will flow processing current generated by the wind power generator,to achieve external equipment needs of the power and frequen

4、cy, and thus the output stable current specific for external equipment use. Synchronous processing at the same time the system can realize the current regulator, eliminate the time difference for equipment damage.Keywords： Wind power, steady flow processing, synchronous adjustment.1 引言風(fēng)能作為一種清潔能源，在當(dāng)今

5、社會(huì)有了十分廣泛的應(yīng)用。但是由于風(fēng)力能源本身所具有的不穩(wěn)定性嚴(yán)重影響了風(fēng)能發(fā)電的并網(wǎng)的利用。所以，這套微型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)就是一套以穩(wěn)流為主要目的的設(shè)備。并且微型的發(fā)電系統(tǒng)也一改過去的那種體積龐大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的弊端。這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的更加廣泛的利用。甚至人們可以根據(jù)自身需求，在緊急時(shí)刻利用風(fēng)能小范圍發(fā)電。并且，該系統(tǒng)還嘗試了內(nèi)部的儲(chǔ)電的設(shè)計(jì)，對于其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)具有很大的借鑒意義。并且，這套系統(tǒng)的穩(wěn)流部分由一個(gè)電力電子借口組成。電力電子接口主要由兩個(gè)模塊組成:第一個(gè)模塊是功率調(diào)節(jié)模塊,根據(jù)風(fēng)能和負(fù)載用電量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率匹配自動(dòng)跟蹤其功率點(diǎn);第二個(gè)模塊為充放電控制模塊。1.1立項(xiàng)依據(jù)1.1

6、.1項(xiàng)目研究或論文選題的目的及意義這套系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流進(jìn)行穩(wěn)流處理，達(dá)到外部設(shè)備工作需要的功率和頻率，從而輸出特定的穩(wěn)定電流供外部設(shè)備工作使用。同時(shí)這套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電流穩(wěn)壓的同步處理，消除了時(shí)間差對于設(shè)備的損害。1.1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀分析1974 年起，美國開始對風(fēng)能利用技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，能源部對風(fēng)能項(xiàng)目的投資已超過25 億美元。許多著名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都參與了風(fēng)能的研究與開發(fā)。隨著常規(guī)化石能源的消耗和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，世界各國都紛紛出臺(tái)各項(xiàng)政策，大力支持發(fā)展可再生能源，強(qiáng)力推進(jìn)節(jié)能減排，打造低碳經(jīng)濟(jì)。在目前已經(jīng)開發(fā)利用的可再生清潔能源中，風(fēng)力發(fā)電是發(fā)展最快，技術(shù)最成熟，也是最具有大規(guī)

7、模開發(fā)利用前景和市場競爭力的發(fā)電方式。近些年來，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)消息，2009 年全球風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到157.9GW但新增裝機(jī)容量中有近三分之一來自中國。中國風(fēng)電裝機(jī)容量連續(xù)第5 年實(shí)現(xiàn)100%增長， 2009 年增加到了26.1 kMW ，超過德國成為全球第二大風(fēng)電國家。按照中國資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)的估計(jì)，2010 年底，中國風(fēng)電裝機(jī)容量有望超過歐美，成為世界風(fēng)電第一大國，預(yù)計(jì)到2020 年我國風(fēng)力裝機(jī)容量將達(dá)到1.5 億 kW 。眾所周知，風(fēng)電具有隨機(jī)性、間歇性特性，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)將給電力系統(tǒng)帶來一系列挑戰(zhàn)，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、電能質(zhì)量以

8、及經(jīng)濟(jì)性。隨著我國風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中所占的比重將會(huì)越來越大。研究表明，如果風(fēng)電裝機(jī)容量占1北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文電網(wǎng)總?cè)萘康谋壤_(dá)到20% 以上，電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運(yùn)行將面臨巨大挑戰(zhàn)。我國多數(shù)風(fēng)電場由于位于電網(wǎng)末梢，電網(wǎng)建設(shè)會(huì)相對薄弱，風(fēng)電場輸出功率的波動(dòng)嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。因此，風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展必須有大規(guī)模先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)作支撐。對于并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)，配套適當(dāng)容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以在很大程度上解決風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性問題，平滑風(fēng)電輸出功率，提高風(fēng)電的可控性，保證風(fēng)力發(fā)電連續(xù)性和穩(wěn)定性，減小風(fēng)電輸出功率波動(dòng)性對電網(wǎng)的影響，使大規(guī)模風(fēng)電能

9、夠方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)，很好解除風(fēng)電場難并網(wǎng)運(yùn)行的瓶頸；通過合理配置還能有效增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越（LVRT ）能力，增大風(fēng)電穿透功率（WPP）；同時(shí)可以用于電網(wǎng)的“削峰填谷”，降低電網(wǎng)調(diào)峰負(fù)擔(dān)，增加風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)效益和使用價(jià)值。對于風(fēng)電離網(wǎng)系統(tǒng)，配套適當(dāng)容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮風(fēng)電分布式供電優(yōu)勢和風(fēng)力發(fā)電的作用。1.1.3相關(guān)文獻(xiàn)綜述風(fēng)電場由于受風(fēng)速所固有的隨機(jī)波動(dòng)性和間歇性的影響，其輸出功率會(huì)隨機(jī)波動(dòng)，因此，大規(guī)模風(fēng)電場并網(wǎng)會(huì)影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。特別是定速異步風(fēng)電機(jī)組和現(xiàn)在主流雙饋機(jī)型，由于異步風(fēng)電機(jī)組在啟動(dòng)及運(yùn)行過程中需吸收大量無功，從而導(dǎo)致風(fēng)電場接入電網(wǎng)公共點(diǎn)的電壓波動(dòng)，引起閃變，

10、對于電網(wǎng)薄弱地區(qū)很容易引起電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性問題；而在有功備用不足的孤立電網(wǎng)中，過高比例的風(fēng)電將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)頻困難，頻率穩(wěn)定問題突出。目前，我國已并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組主要有異步電機(jī)、雙饋電機(jī)和永磁同步電機(jī)三種，風(fēng)電機(jī)組還不具備常規(guī)機(jī)組所具有的低電壓穿越能力，抗電網(wǎng)故障能力弱。當(dāng)電網(wǎng)故障或受到?jīng)_擊時(shí)出現(xiàn)電壓閃變時(shí)，風(fēng)電機(jī)組往往為保護(hù)機(jī)組自動(dòng)切除，使電網(wǎng)故障處理變得更加困難，有可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大、甚至引發(fā)電網(wǎng)電壓崩潰，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。隨著風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模發(fā)展，風(fēng)電滲透率不斷增加，目前世界各國電力系統(tǒng)對風(fēng)電場接入電網(wǎng)時(shí)的要求越來越嚴(yán)格。國家電網(wǎng)2009 年印發(fā)了國家電網(wǎng)公司風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（修訂

11、版）中明確指出，風(fēng)電場在任何運(yùn)行方式下，應(yīng)保證其無功功率具有一定的調(diào)節(jié)容量；當(dāng)風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)的電壓偏差在正負(fù)10%之間時(shí)，風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保持正常運(yùn)行；在電壓跌落至20%時(shí)要求機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行625 ms；當(dāng)?shù)浒l(fā)生3s 內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時(shí)，風(fēng)電機(jī)組保持并網(wǎng)運(yùn)行的低電壓穿越要求。這就要求風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)故障時(shí)必須具備一定的低電壓穿越能力，并能向電網(wǎng)提供一定的無功以支持電網(wǎng)電壓。風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電。 依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三米的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度 ),便可以開始發(fā)電。風(fēng)能發(fā)電的主要形式有三種：一是獨(dú)立運(yùn)行；二是風(fēng)力發(fā)電與其

12、他發(fā)電方式(如柴油機(jī)發(fā)電)相結(jié)合；三是風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電。由于并網(wǎng)發(fā)電的單機(jī)容量大、發(fā)展?jié)摿Υ?，故本文所指的風(fēng)電，未經(jīng)特別說明，均指并網(wǎng)發(fā)電。1、小型獨(dú)立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)小型獨(dú)立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般不并網(wǎng)發(fā)電，只能獨(dú)立使用，單臺(tái)裝機(jī)容量約為100 瓦 -5 千瓦，通常不超過10 千瓦。它的構(gòu)成為：風(fēng)力發(fā)電機(jī)充電器數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。因風(fēng)量不穩(wěn)定，故小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的是13 25V 變化的交流電，須

13、經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使2北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V 市電，才能保證穩(wěn)定使用。2、并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)德國、丹麥、西班牙等國家的企業(yè)開發(fā)建立了評估風(fēng)力資源的測量及計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，發(fā)展變槳距控制及失速控制的風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)理論，采用新型風(fēng)力機(jī)葉片材料及葉片翼型，研制出變極、變滑差、變速恒頻及低速永磁等新型發(fā)電機(jī)，開發(fā)了由微機(jī)控制的單臺(tái)及多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的機(jī)群的自動(dòng)控制技術(shù)，從而大大提高了風(fēng)力發(fā)電的效率及可靠性。在此基礎(chǔ)上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)裝機(jī)容量可以達(dá)到600 千瓦以上。

14、 不少國家建立了眾多的中型及大型風(fēng)力發(fā)電場，并實(shí)現(xiàn)了與大電網(wǎng)的對接?，F(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為水平軸式。一部典型的現(xiàn)代水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括葉片、輪轂(與葉片合稱葉輪 )、機(jī)艙罩、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、塔架、基座、控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓裝置等。其工作原理是：當(dāng)風(fēng)流過葉片時(shí)，由于空氣動(dòng)力的效應(yīng)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪透過主軸連結(jié)齒輪箱，經(jīng)過齒輪箱(或增速機(jī) )加速后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。目前也有廠商推出無齒輪箱式機(jī)組，可降低震動(dòng)、噪音，提高發(fā)電效率，但成本相對較高。風(fēng)力發(fā)電機(jī)并不能將所有流經(jīng)的風(fēng)力能源轉(zhuǎn)換成電力，理論上最高轉(zhuǎn)換效率約為59%，實(shí)際上大多數(shù)的葉片轉(zhuǎn)換風(fēng)能效率約介于30-50%之間，經(jīng)過機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)

15、換成電能后的總輸出效率約為20-45% 。一般市場上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速約為 2.5-4 米/ 秒，于風(fēng)速 12-15米秒時(shí)達(dá)到額定的輸出容量。當(dāng)風(fēng)速更高時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制機(jī)構(gòu)將力輸出穩(wěn)定在額定容量左右， 為避免過高的風(fēng)速損壞發(fā)電機(jī)，大多于風(fēng)速達(dá) 20-25米 /秒范圍內(nèi)停機(jī)。 一般采用旋角節(jié)制或失速節(jié)制方式來調(diào)節(jié)葉片之氣動(dòng)性能及葉輪的輸出。依據(jù)目前的技術(shù)， 3 米 /秒左右的風(fēng)速 (微風(fēng)的程度 )便可以進(jìn)行發(fā)電。 但在進(jìn)行風(fēng)場評估時(shí)，通常要求離地10 米高的年平均風(fēng)速達(dá)到5-5.5 米 /秒以上。風(fēng)機(jī)葉片從風(fēng)的流動(dòng)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比。風(fēng)速之外，葉輪直徑?jīng)Q定了可擷取風(fēng)能的多寡，約

16、與葉輪直徑平方成正比。葉片的數(shù)量也會(huì)影響到風(fēng)機(jī)的輸出。一般來說，2 葉、3葉風(fēng)機(jī)效率較高力矩較低，適用于發(fā)電。此外?，F(xiàn)代風(fēng)機(jī)的葉片多采用機(jī)翼的翼型。近年來，風(fēng)電機(jī)組技術(shù)改進(jìn)的主要方向是降低制造成本、提高單機(jī)容量、提高風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率、自動(dòng)控制等。主流風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量為600-2000 千瓦，容量越大，發(fā)電效率越高，技術(shù)難度越大。目前，國內(nèi)單機(jī)容量 750-2000 千瓦的機(jī)組最受歡迎。 國外正在開發(fā)、 應(yīng)用的機(jī)組單機(jī)容量是3000-5000 千瓦。2003年，德國 Enercon 公司安裝了第一臺(tái) 4500 千瓦的風(fēng)電機(jī)組樣機(jī)。目前商用大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它由風(fēng)輪、增速齒輪箱

17、、發(fā)電機(jī)、偏航裝置、控制系統(tǒng)、塔架等部件所組成。風(fēng)輪的作用是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，它由氣動(dòng)性能優(yōu)異的葉片（目前商業(yè)機(jī)組一般為 2 3 個(gè)葉片）裝在輪轂上所組成，低速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪通過傳動(dòng)系統(tǒng)由增速齒輪箱增速，將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。上述這些部件都安裝在機(jī)艙平面上，整個(gè)機(jī)艙由高大的搭架舉起，由于風(fēng)向經(jīng)常變化，為了有效地利用風(fēng)能，必須要有迎風(fēng)裝置，它根據(jù)風(fēng)向傳感器測得的風(fēng)向信號(hào)，由控制器控制偏航電機(jī)，驅(qū)動(dòng)與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)艙始終對風(fēng)。風(fēng)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)有兩種方式，一種是失速調(diào)節(jié)，另一種是變槳距調(diào)節(jié)即葉片可以繞葉片上的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，改變?nèi)~片氣動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)；整臺(tái)機(jī)組由電控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視與控制，

18、可以實(shí)現(xiàn)無人操作管理。風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包括水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。其中，水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前技術(shù)最成熟、生產(chǎn)量最多的一種形式。它由風(fēng)輪、增速齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航裝置、控制系統(tǒng)、塔架等3北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文部件所組成。風(fēng)輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，低速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪通過傳動(dòng)系統(tǒng)由增速齒輪箱增速，將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。整個(gè)機(jī)艙由高大的塔架舉起，由于風(fēng)向經(jīng)常變化，為了有效地利用風(fēng)能，還安裝有迎風(fēng)裝置，它根據(jù)風(fēng)向傳感器測得的風(fēng)向信號(hào)，由控制器控制偏航電機(jī)，驅(qū)動(dòng)與塔架上大齒輪嚙合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使艙始終對風(fēng)。風(fēng)力發(fā)電場（簡稱風(fēng)電場），是將多臺(tái)大型并網(wǎng)式的風(fēng)力

19、發(fā)電機(jī)安裝在風(fēng)能資源好的場地，按照地形和主風(fēng)向排成陣列，組成機(jī)群向電網(wǎng)供電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)就像種莊稼一樣排列在地面上，故形象地稱為 “風(fēng)力田 ”。風(fēng)力發(fā)電場于20 世紀(jì) 80 年代初在美國的加利福尼亞州興起，之前世界上最大的風(fēng)電場是洛杉磯附近的特哈查比風(fēng)電場，裝機(jī)容量超過50 萬千瓦，年發(fā)電量為14 億千瓦 時(shí)，約占世界風(fēng)力發(fā)電總量的 23。風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)越性可歸納為三點(diǎn)：第一，建造風(fēng)力發(fā)電場的費(fèi)用低廉，比水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠或核電站的建造費(fèi)用低得多； 第二，不需火力發(fā)電所需的煤、 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；第三，風(fēng)力是一種潔凈的自然能源，沒有煤電、

20、油電與核電所伴生的環(huán)境污染問題。風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)輪與紙風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)原理一樣，但是，風(fēng)輪葉片具有比較合理的形狀。為了減小阻力，其斷面呈流線型。前緣有很好的圓角，尾部有相當(dāng)尖銳的后緣，表面光滑，風(fēng)吹來時(shí)能產(chǎn)生向上的合力，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪很快地轉(zhuǎn)動(dòng)。對于功率較大的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速是很低的，而與之聯(lián)合工作的機(jī)械，轉(zhuǎn)速要求較高，因此必須設(shè)置變速箱，把風(fēng)輪轉(zhuǎn)速提高到工作機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速。風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)只有當(dāng)風(fēng)垂直地吹向風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)面時(shí)，才能發(fā)出最大功率來，由于風(fēng)向多變，因此還要有一種裝置，使之在風(fēng)向變化時(shí)，保證風(fēng)輪跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)對淮風(fēng)向，這就是機(jī)尾的作用。風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)是多種工作機(jī)械的原動(dòng)機(jī)。利用它帶動(dòng)水泵和水車，就是風(fēng)力提水

21、機(jī)；帶動(dòng)碾米機(jī)，就是風(fēng)力碾米機(jī)；此類機(jī)械統(tǒng)稱為風(fēng)能的直接利用裝置。帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的就叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)。它們均由兩大部分組成，一部分是風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本體和附件，是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置；另一部分是電氣部分，包括發(fā)電機(jī)及電氣裝置，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并可靠地提供給用戶。小風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量不大，功率一般從幾瓦到幾千瓦，大都具有結(jié)構(gòu)簡單，搬運(yùn)方便的優(yōu)點(diǎn)。按風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的連接方式分，有變速連接的和直接連接的兩種。在風(fēng)能的利用中，蓄能是一個(gè)重要的問題。特別是對于風(fēng)力發(fā)電，在很大程度上，其生命力由蓄能裝置（如蓄電池）的可靠程度來決定。有了蓄能裝置，在有風(fēng)的時(shí)候，把多余的能量儲(chǔ)存起來；在無風(fēng)時(shí)，輸出應(yīng)用。各種蓄能

22、方式的研究是風(fēng)能利用的一個(gè)急待解決的重要任務(wù)。1.2 項(xiàng)目介紹1.2.1項(xiàng)目研究內(nèi)容這套系統(tǒng)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流進(jìn)行穩(wěn)流處理，達(dá)到外部設(shè)備工作需要的功率和頻率，從而輸出特定的穩(wěn)定電流供外部設(shè)備工作使用。同時(shí)這套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電流穩(wěn)壓的同步處理，消除了時(shí)間差對于設(shè)備的損害。該系統(tǒng)還嘗試了內(nèi)部的儲(chǔ)電的設(shè)計(jì)，對于其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)具有很大的借鑒意義。并且，這套系統(tǒng)的穩(wěn)流部分由一個(gè)電力電子借口組成。電力電子接口主要由兩個(gè)模塊組成:第一個(gè)模塊是功率調(diào)節(jié)模塊 ,根據(jù)風(fēng)能和負(fù)載用電量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率匹配自動(dòng)跟蹤其功率點(diǎn);第二個(gè)模塊為充放電控制模塊。1.2.2研究目標(biāo)通過這套系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)

23、流化處理。最終能夠?qū)L(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的不穩(wěn)定電流轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電流，就可以一方面并入國家電網(wǎng)，另一方面可以自己使用一些電器。通過這樣的研究最后4北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文要達(dá)到這樣的效果：可以將風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電流實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流利用。1.3 擬解決的關(guān)鍵問題關(guān)于起穩(wěn)流作用的電力電子接口的設(shè)計(jì)。通過這個(gè)接口可以實(shí)現(xiàn)外來電粗范圍穩(wěn)定再進(jìn)行內(nèi)部的儲(chǔ)電器件實(shí)現(xiàn)真正意義上的穩(wěn)流。而這個(gè)電力電子的借口需要兩個(gè)基本的模塊。關(guān)于這兩個(gè)模塊的設(shè)計(jì)便是需要解決的關(guān)鍵問題。1.3.1技術(shù)關(guān)鍵風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片部分的工作效率可根據(jù)公式P0.49V 3D 2CP得出。其中P 為葉片發(fā)電功率 ;V 表額

24、定風(fēng)速 ,即無限遠(yuǎn)來流速度 ;D 為風(fēng)輪直徑 ;Cp 是功率系數(shù)。風(fēng)輪葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件。 它的平面形狀與剖面幾何形狀和風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力特性密切相關(guān),特別是剖面幾何形狀即翼型氣動(dòng)特性的好壞,將直接影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)。為了確定風(fēng)機(jī)葉片的大致參數(shù),需要知道以上各量的值。對于室內(nèi)的演示實(shí)驗(yàn),風(fēng)輪直徑應(yīng)在1m 以內(nèi)。同時(shí)演示實(shí)驗(yàn)的最終演示結(jié)果是對40W 燈泡供電 ,因此考慮功率損失,葉片發(fā)電功率在 50W左右。功率系數(shù)Cp 可由貝茨理論確定。貝茨理論假定風(fēng)輪是一平面槳盤;通過風(fēng)輪的氣流無阻力;風(fēng)輪掃掠面上氣流是均勻的;氣流速度方向在通過風(fēng)輪前后都沿軸線。設(shè) V 為風(fēng)輪前方遠(yuǎn)處的風(fēng)速，V

25、1 為通過風(fēng)輪截面A 的實(shí)際速度 ,V2 為風(fēng)輪后方遠(yuǎn)處的風(fēng)速,通過風(fēng)輪的氣流在風(fēng)輪前方的截面為A1,A1, 在風(fēng)輪后方的截面為A2 。由能量守恒定律 ,流體動(dòng)量方程及力與作功關(guān)系分別有Em (V127V227 )FV172Emax8 p7 AV 3727由定義 ,風(fēng)能利用系數(shù)Cpmax=Emax/Em, 其中Em1PAV32160.5937所以， C p max277Cpmax 給出理想風(fēng)輪的最大理論效率,就是貝茨極限。 通常風(fēng)輪葉片接受風(fēng)能的效率達(dá)不到此值。根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn) ,Cp 在工程中一般取為0.35。這樣可確定額定風(fēng)速V 約為 6.6m/s。葉片的理論計(jì)算參數(shù)確定后,結(jié)合市售基本葉片型

26、號(hào),選用的葉片參數(shù)如下:中心槳距 50cm,起動(dòng)風(fēng)速約7m/s,發(fā)電功率約 50w。功能模塊由風(fēng)光互補(bǔ)控制器、蓄電池、逆變器等則組成。設(shè)計(jì)中需要考慮各部分之間的工作過程與相互關(guān)系。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作過程是,當(dāng)風(fēng)力達(dá)到并穩(wěn)定在一定的風(fēng)速時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為交流電能。在有陽光充足照射的情況下,光伏太陽能電池板(四塊太陽電池板構(gòu)成共30W), 將太陽能直接轉(zhuǎn)換成直流形式的電能。風(fēng)能和光能轉(zhuǎn)化的電能在控制器的配合下同時(shí)向蓄電池充電。蓄電池起著儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)電能的作用在環(huán)境改變時(shí)維持電量的恒定。為了對蓄電池的工作狀態(tài)進(jìn)行變換和調(diào)節(jié)就需要設(shè)計(jì)專門的控制器,它可根據(jù)風(fēng)力的大小、日照的強(qiáng)弱及負(fù)荷的

27、變化,使蓄電池在充、放電等多種工作狀況下運(yùn)行,以保證風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。我們設(shè)計(jì)的控制器采用PWM 方式控制風(fēng)機(jī)和太陽能電池對蓄電池5北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文進(jìn)行限流限壓充電,即在蓄電池電量較低時(shí),采用限流充電,當(dāng)風(fēng)機(jī)和太陽能總充電流小于限電流時(shí),風(fēng)機(jī)和太陽能的全部能量給蓄電池充電。當(dāng)風(fēng)機(jī)和太陽能總電流大于限流點(diǎn)時(shí),以限流點(diǎn)的電流給蓄電池充電,多余的能量通過PWM 方式卸載 ; 在蓄電池電量較高時(shí),采用限壓充電,當(dāng)蓄電池電壓低于限壓點(diǎn)時(shí),風(fēng)機(jī)和太陽能的能量全部給蓄電池充電,當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到限壓點(diǎn)時(shí),風(fēng)機(jī)和太陽能會(huì)以限壓點(diǎn)對蓄電池充電,多余的

28、能量通過 PWM 方式卸載?？刂破骶哂型晟频谋Ｗo(hù)功能,包括 :太陽能電池防反沖、蓄電池過充電、蓄電池過放電、負(fù)載短路、過載、風(fēng)機(jī)限流、風(fēng)機(jī)自動(dòng)剎車?？刂破鞯囊壕K顯示蓄電池電壓、風(fēng)機(jī)電壓、光電池電壓、風(fēng)機(jī)功率、光電池功率、風(fēng)機(jī)功率、光電池功率、風(fēng)機(jī)電流、光電池電流、蓄電池電量狀態(tài)。逆變器將12V 的直流電轉(zhuǎn)換成 220V 、50Hz 的交流電或其它類型的交流電,以便供給負(fù)載使用。逆變器利用電子元件對直流電進(jìn)行開關(guān)使之變?yōu)榻涣麟?然后用變壓器升壓。蓄電池是風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能光伏發(fā)電和用電器之間的儲(chǔ)能裝置,為整個(gè)系統(tǒng)提供長時(shí)間的均衡供電。我們選用的是12A 、 20V 的鉛酸蓄電池。1.3.2主

29、要技術(shù)指標(biāo)國際電工委員會(huì)（IEC， International Electrotechnical Commission）于 1994 年起率先提出了風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)IEC61400 系列標(biāo)準(zhǔn)，之后被歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、法國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)、日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)、丹麥標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)、挪威電工委員會(huì)、芬蘭標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)等組織作為地區(qū)或國家內(nèi)相關(guān)行業(yè)的重要標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)對IEC61400 系列標(biāo)準(zhǔn)解讀如下。IEC61400-1：1994，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第1 部分：安全要求 ，其經(jīng)過 1999 年和 2004 年兩次修改，內(nèi)容主要涉及范圍和對象、參考標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語和定義、符號(hào)和縮寫、主要部件、外部條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制和保護(hù)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)

30、、電子系統(tǒng)、外部條件評估、裝配安裝、運(yùn)營維護(hù)等。IEC61400-2： 1996，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第2 部分：小型風(fēng)輪機(jī)的安全，內(nèi)容主要涉及范圍和對象、參考標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語和定義、符號(hào)和縮寫、主要部件、外部條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、SWTGS保護(hù)、支撐結(jié)構(gòu)、SWTGS的電子系統(tǒng)、測試。IEC 61400-11： 1998 ，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第11 部分：噪音測量技術(shù)，后被2002 年 11 月出版的IEC61400-11 替代，內(nèi)容主要涉及范圍和對象、參考標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語和定義、符號(hào)和單位、方法概述、使用儀器、測量及測量過程、數(shù)據(jù)處理過程、報(bào)告所呈現(xiàn)的信息。IEC61400-12： 1998，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第12 部分

31、：風(fēng)輪機(jī)動(dòng)力性能試驗(yàn)，內(nèi)容主要涉及總則、試驗(yàn)條件 ( 風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)和測試地點(diǎn)) 、試驗(yàn)裝置 ( 電力、風(fēng)速、風(fēng)向、空氣密度、系統(tǒng)狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等) 、測定過程、結(jié)論推導(dǎo)( 數(shù)據(jù)查正、確定測量功率曲線、年度能量產(chǎn)出、功率系數(shù)) 和報(bào)告形式六部分。IEC61400-13 ： 2001，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第 13 部分：機(jī)械載荷的測量 ，內(nèi)容主要涉及總則、測試安全守則、載荷測量程序、測量數(shù)據(jù)處理。IEC61400-21： 2001，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第21 部分：管道連接風(fēng)輪機(jī)功率質(zhì)量特性的測量和評定，內(nèi)容主要涉及范圍、參考標(biāo)準(zhǔn)、定義、符號(hào)和單位、縮寫、風(fēng)力機(jī)功率質(zhì)量特性參數(shù)、測定過程( 額定值、最大容許

32、功率、最大測量功率、無功功率、電壓波動(dòng)等) 、功率質(zhì)量評估( 穩(wěn)定狀態(tài)電壓、電壓波動(dòng)等) 。IECTS61400-23：2001，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第23 部分：轉(zhuǎn)子葉片的全尺寸比例結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，屬技術(shù)規(guī)范，內(nèi)容主要涉及范圍、參考標(biāo)準(zhǔn)、定義、符號(hào)、總則、葉片數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)和測試載荷間的差異、測試載荷、載荷系數(shù)測量、測試載荷分布與設(shè)計(jì)要求相比的評估、失效模式、測試過程和方法、確定葉片特性的其它測試 ( 偏轉(zhuǎn)、硬度分布、質(zhì)量分布、模型、自然頻率、阻尼、蠕變等) 、報(bào)告。IECTR 61400-24： 2002，風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)第24 部分：避雷裝置 ，屬技術(shù)報(bào)告，內(nèi)容主要涉及范圍、定義、雷電和風(fēng)力機(jī)、損失

33、統(tǒng)計(jì)( 風(fēng)力機(jī)雷電損失統(tǒng)計(jì)、損失統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)庫優(yōu)缺點(diǎn)) 、風(fēng)力機(jī)雷電損失的風(fēng)險(xiǎn)評估、風(fēng)力機(jī)葉片的雷電保護(hù)、齒輪箱和軸承的保護(hù)、電子系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的保護(hù)、地面、人身安全、總結(jié)。6北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文1.4 預(yù)期成果1.4.1成果形式公開發(fā)表論文實(shí)物、產(chǎn)品；模型；圖紙；磁盤；現(xiàn)場演示；圖片；錄像； 樣品。1.4.2知識(shí)產(chǎn)權(quán)無專利申報(bào)說明及軟件著作權(quán)登記說明2 項(xiàng)目執(zhí)行方案2.1 擬采取的研究方法通過對于電力電子口下的兩個(gè)主要模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)。主要通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)是否這兩個(gè)模塊能夠起到穩(wěn)流的作用。另外還需對于實(shí)驗(yàn)中所用的風(fēng)力的葉片的發(fā)電的實(shí)際功率進(jìn)行考察，檢

34、驗(yàn)其是否符合風(fēng)力發(fā)電的固有理論。在風(fēng)速為 33mph（約 15米 /秒）的情況下，多數(shù)大型渦輪機(jī)能夠達(dá)到其額定功率，在45mph（ 20米 /秒）下，多數(shù)大型渦輪機(jī)關(guān)閉。有許多可在風(fēng)速威脅結(jié)構(gòu)時(shí)關(guān)閉渦輪機(jī)的安全系統(tǒng)，其中包括一種部分渦輪機(jī)所用的非常簡單的振動(dòng)傳感器，這類傳感器的基本組成是一個(gè)位于小底座上的與鏈條相連的金屬球。如果渦輪機(jī)的振動(dòng)開始超過某個(gè)閾值，球?qū)牡鬃下湎拢瓌?dòng)鏈條并觸發(fā)關(guān)閉。渦輪機(jī)中最常用的敏感性安全系統(tǒng)可能是受超過閾值的風(fēng)速觸發(fā)的“制動(dòng) ”系統(tǒng) 。這些裝置使用電源控制系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)速過高時(shí)啟動(dòng)制動(dòng)裝置，當(dāng)風(fēng)速下降低于45mph（ 20米 /秒）時(shí) “松開制動(dòng)裝置”?，F(xiàn)代大型渦

35、輪機(jī)設(shè)計(jì)使用多種不同類型的制動(dòng)系統(tǒng)：角度控制 渦輪機(jī)的電子控制器監(jiān)視渦輪的功率輸出。當(dāng)風(fēng)速高于45mph （ 20米 /秒）時(shí)，輸出功率將過高，此時(shí)控制器通知葉片改變角度，使葉片與風(fēng)向不一致。這樣做可以減慢葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)。角度控制系統(tǒng)要求（轉(zhuǎn)子上的）葉片安裝角度是可調(diào)整的。被動(dòng)停止控制 葉片以固定角度安裝在轉(zhuǎn)子上，但設(shè)計(jì)使得葉片中的扭曲角度可在風(fēng)速過高時(shí)對葉片進(jìn)行制動(dòng)。葉片具有一個(gè)特殊的角度，可在風(fēng)速超過某一值時(shí)導(dǎo)致葉片的逆風(fēng)面產(chǎn)生湍流，從而使葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)。簡單來說，當(dāng)面對風(fēng)向的葉片角度過陡，以至于開始消除上升力，從而降低葉片速度時(shí)，空氣動(dòng)力學(xué)作用將停止。主動(dòng)停止控制 這種功率控制系統(tǒng)的葉片可以調(diào)

36、整角度，類似角度控制系統(tǒng)中的葉片。主動(dòng)停止系統(tǒng)按照角度控制系統(tǒng)的方式讀取功率輸出，但不是調(diào)整葉片角度使其與風(fēng)向不一致，而是調(diào)整角度使它們停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2.2 技術(shù)路線（或?qū)嵤┓桨福┰诖怪陛S風(fēng)力渦輪機(jī)中，轉(zhuǎn)軸安裝在垂直軸上，與地面垂直。與水平軸式的同類產(chǎn)品不同，垂直軸風(fēng)力渦輪機(jī)始終與風(fēng)向保持一致，因此當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)無需調(diào)整；但垂直軸風(fēng)力渦輪機(jī)不能自己啟動(dòng) 它需要電力系統(tǒng)的推動(dòng)才能啟動(dòng)。它通常使用拉索而不是塔架進(jìn)行支撐，因此轉(zhuǎn)子高度較低。較低的高度意味著風(fēng)速因地面阻礙而較慢，所以垂直軸風(fēng)力渦輪機(jī)的效率通常要比水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)低。從有利的一面來說，所有設(shè)備都處于地面高度便于安裝和維修；但這意味著渦輪機(jī)的占

37、地面積較大，對于農(nóng)作物種植區(qū)來說，這是相當(dāng)不利的一面。2.3 可行性分析風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)（包括裝置） 、調(diào)向器（尾翼） 、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。7北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或 3個(gè)葉

38、片構(gòu)成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有3種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著風(fēng)向，從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部是利用尾翼來控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。限速安全機(jī)構(gòu)是用來保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)，稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用

39、在電器上的，先要儲(chǔ)存起來。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)充電器數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組

40、成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是13 25V 變化的交流電， 須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。通常人們認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定，總想選購大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使

41、用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小，而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地，小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電，持續(xù)不斷的小風(fēng)，會(huì)比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來的電能，也就是說一臺(tái)200W 風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W 甚至 1000W 乃至更大的功率出。使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電，其節(jié)約的程度是明顯的，一個(gè)家庭一年的用電只需 20元電瓶液的代價(jià)。而現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)比幾年前的性能有很大改進(jìn)，以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)接一個(gè) 15

42、W 的燈泡直接用電，一明一暗并會(huì)經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn)步，采用先進(jìn)的充電器、逆變器，風(fēng)力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng)，并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個(gè)常年不花錢的路燈；高速公路可用它做夜晚的路標(biāo)燈；山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí)； 城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機(jī)， 這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。 家庭用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學(xué)校、部隊(duì)乃至落后的山區(qū)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在成為人們的采購熱點(diǎn)。無線電愛好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務(wù)，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動(dòng)致富。2.4 項(xiàng)目特色與創(chuàng)新之處

43、2.4.1 該項(xiàng)目的主要貢獻(xiàn)( 創(chuàng)新部分 )該項(xiàng)目打破了原有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的固有框架，采用了內(nèi)蓄電的方式使得其能起到穩(wěn)流的作用。該項(xiàng)目還一種全新的理論詮釋了風(fēng)力發(fā)電的新利用。最重要的是這項(xiàng)研究給后來的風(fēng)力發(fā)電研究提供了范本，給大家提供了風(fēng)力發(fā)電的新思路。人們對于風(fēng)力發(fā)電這樣的領(lǐng)域的拓展范圍也因此而變得格外廣闊。此外，8北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文這個(gè)項(xiàng)目的研究還填補(bǔ)了國內(nèi)對于風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)流設(shè)計(jì)的技術(shù)與理論空白。2.4.2論文工作的創(chuàng)新性該論文填補(bǔ)了國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電研究的穩(wěn)流部分，使得人們對于風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)實(shí)化應(yīng)用有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。該論文以其獨(dú)特的內(nèi)蓄電穩(wěn)流技術(shù)使人們對

44、于風(fēng)力發(fā)電的理論有了更加深刻的理解。2.4.3預(yù)期研究成果的展示說明說明研究成果所處的階段為： 實(shí)驗(yàn)室階段； 中試階段； 生產(chǎn)階段，2.4.4項(xiàng)目研究及論文成果和學(xué)術(shù)影響該項(xiàng)目打破了原有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的固有框架，采用了內(nèi)蓄電的方式使得其能起到穩(wěn)流的作用。該項(xiàng)目還一種全新的理論詮釋了風(fēng)力發(fā)電的新利用。最重要的是這項(xiàng)研究給后來的風(fēng)力發(fā)電研究提供了范本，給大家提供了風(fēng)力發(fā)電的新思路。人們對于風(fēng)力發(fā)電這樣的領(lǐng)域的拓展范圍也因此而變得格外廣闊。此外，這個(gè)項(xiàng)目的研究還填補(bǔ)了國內(nèi)對于風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)流設(shè)計(jì)的技術(shù)與理論空白。該論文填補(bǔ)了國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電研究的穩(wěn)流部分，使得人們對于風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)實(shí)化應(yīng)用有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。

45、該論文以其獨(dú)特的內(nèi)蓄電穩(wěn)流技術(shù)使人們對于風(fēng)力發(fā)電的理論有了更加深刻的理解。2.5 已有的研究基礎(chǔ)2.5.1 對自身研究創(chuàng)新能力的具體評價(jià)2.5.2 已經(jīng)完成的主要工作集體項(xiàng)目中自身的工作分工2.6 進(jìn)一步完善該項(xiàng)目的設(shè)想3 研究進(jìn)度安排與經(jīng)費(fèi)預(yù)算表 1 經(jīng)費(fèi)預(yù)算（金額單位：元）進(jìn)度內(nèi)容（計(jì)劃進(jìn)度安排、實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求、完成時(shí)間、經(jīng)費(fèi)預(yù)進(jìn)度時(shí)間計(jì)依據(jù)與執(zhí)行時(shí)間說明等）預(yù)計(jì)經(jīng)費(fèi)2013/6/1對于電力電子接口的研究與實(shí)驗(yàn)。1000 元2013/7/1實(shí)驗(yàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)際發(fā)電功率。2000 元2013/8/1對于買來的內(nèi)蓄電池進(jìn)行研究測試。1500 元2013/9/1將已經(jīng)測試過的器件組裝，調(diào)試。500 元可涉及以下費(fèi)用：測試/ 計(jì)算 / 分析費(fèi)，會(huì)議費(fèi)/ 差旅費(fèi)，出版物/ 文獻(xiàn) / 信息傳播費(fèi)，實(shí)驗(yàn)材料費(fèi)，小型儀器設(shè)備費(fèi)，國際合作與交流費(fèi)，勞務(wù)費(fèi)，專家咨詢費(fèi)等9北京理工大學(xué)導(dǎo)航通信技術(shù)與應(yīng)用2012-2013-2結(jié)課論文4 項(xiàng)目檢查、驗(yàn)收、鑒定時(shí)間與方法4.1項(xiàng)目查新結(jié)論4.1.1文獻(xiàn)檢索結(jié)果分析檢索詞：風(fēng)力發(fā)電對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池組的分析內(nèi)蒙古輕化工設(shè)計(jì)院應(yīng)新宇介紹了蓄電池在風(fēng)