《可再生能源发电技术》 课件 第2章 风力发电

新能源及其发电技术2第2章风力发电2.1风与风资源2.2风力机基本原理与结构2.3风力发电机2.4风力发电机组的运行与控制2.5风力发电现状与展望32.1

风与风资源风的产生风是空气流动的结果太阳辐射地球自转、公转地面形态差异，各处受热不均匀风的特性随机性随高度的增加而变化随季节、日夜变化大气压差是风产生的根本原因！大气环流：地球上的风带与三圈环流季风环流在一个大范围地区内，盛行风向或气压系统有明显的季节变化，这种在一年内随着季节的不同，有规律转变风向的风，称为季风。季风盛行地区的气候又称季风气候。局地环流海陆风山谷风4白天夜间白天夜间5风速沿高度的相对增加量因地而异，大致上可表示为(a)典型分布；(b)不同地形风速与高度的关系.1—大城市；2—城市及多树农村；3—平原、沿海一般取H0=10m,n为修正指数，其值为1/2~1/8。6风的测量风能单位时间内流过垂直于风速截面积S（m2）的风能，即风功率为风能密度风向风频某风向风频=某风向出现的次数/风向的总观测次数x100%(kg/m3)7风频风频玫瑰图风速风频分布曲线变化陡峭，最大频率出现在低风速区变化平缓，最大频率在较高风速区8风速与风级共17级，前13级如表飓风9风能资源分布我国是风力资源较丰富的国家之一，陆地潜在可开发利用风能约23亿kW中国风能密度分布图(W/m2)10中国每年3-20m/s风速累计时数分布1年=365天=8760小时11中国风能资源分布图12百万千瓦级风能资源区5、河西走廊3、张北1、吉林4、内蒙草原9、苏沪沿海8、山东半岛12、广东10、浙江2、河北北部6、新疆戈壁7、黑龙江11、福建13千万千瓦级风电基地规划甘肃酒泉地区1100万千瓦新疆哈密地区2000万千瓦内蒙古地区5000万千瓦河北沿海和北部地区1000万千瓦江苏沿海和近海地区1000万千瓦14中国风能分区及占全国面积百分比指标丰富区较丰富区可利用区贫乏区年有效风能密度(W/m2)>200200-150<150-50<50年风速

3m/s累计小时数(h)>50005000-4000<4000-2000<2000年风速

6m/s累计小时数(h)>22002200-1500<1500-350<350占全国面积的百分比（%）8185024风能最佳区：东南沿海、山东半岛、辽东半岛及海上岛屿，内蒙古、甘肃北部，黑龙江南部、吉林东部。此外，近海风能资源也非常丰富风能较佳区：西藏高原中北部，东南沿海，三北的南部区风能可利用区：两广沿海（包括福建50~1000km的沿海地带）、大小兴安岭山区，中部地区等风能贫乏区：云贵川、甘南、陕西、湘西、鄂西和福建、两广的山区等；塔里木盆地、雅鲁藏布江各地15中国风能资源分布特点风能最佳区：根据中国气象局2014年公布的最新评估结果，我国陆地70米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为72亿千瓦，风功率密度达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为50亿千瓦；80米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为102亿千瓦，达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为75亿千瓦。风能较佳区：西藏高原中北部，东南沿海，三北的南部区风能可利用区：两广沿海（包括福建50~1000km的沿海地带）、大小兴安岭山区，中部地区等风能贫乏区：云贵川、甘南、陕西、湘西、鄂西和福建、两广的山区等；塔里木盆地、雅鲁藏布江各地162.2

风力机基本原理与结构一、风力发电系统组成1718二、风力机类型－水平轴19

白城”55”型风车(1955)简易风力机(安徽滁县1959)20单叶片21双叶片22三叶片23顺风型优点：可以不需要偏航系统；风轮转子制造更加灵活，可减轻重量缺点：由于塔影效应，风功率波动大；疲劳负荷较上风向风机大24二、风力机类型－垂直轴优点：无需对风不需大型塔架发电机装在地面，维修方便内蒙古化德首台垂直轴风力机25垂直轴26三、风能转换基本原理阻力型风机：叶片速度<风速，效率低。在风力发电机中很少采用。2728前缘后缘FD:与相对风速平行FL:与相对风速垂直升力与阻力之比称为升阻比L/D节距角29无论采用何种风轮，都不可能将风能全部转化成机械能！

阻力阻力风轮（传统的风车）升力升力风轮（现代风力机）风轮从风中吸收的功率攻角a（度）当攻角增加到某一临界值时，升力突然减小，而阻力急剧增加，此时叶片突然丧失支承力，这种现象称为失速。30贝茨理论（贝茨极限）理想风轮的气流模型风轮的最大理论效率（理论风能利用系数）无论采用何种风轮，都不可能将风能全部转化成机械能！ΩRR31叶尖速比lCp（风能利用系数）32不同型式风机的风能利用系数垂直轴达里厄风轮叶片面积与风轮扫风面积之比称为实度低实度(0.10)=高速，低转矩高实度(>0.80)=低速，高转矩RAa实度=3a/A实度34实度及其对利用系数的影响单叶双叶三叶四叶五叶1、实度小，曲线宽而平坦；2、实度大，则曲线尖而窄，对叶尖速比敏感；3、最佳实度为三叶风轮，其次为二叶风轮（最大Cp虽低，但峰值分布广，有可能捕获更大的风能）35叶片数的选择36四、风力机特性风速风功率风功率：风轮从风中吸收的功率37风轮直径增大一倍，功率增大4倍！3839风力机直径越做越大的原因P：功率D：风轮直径H：塔高40五、风力机功率控制定桨距失速型风力机(Stallcontrol)主动失速型定桨距风力机(activestallcontrol)变桨距风力机(Pitchcontrol)变速风力机组(Variablespeed)定桨距风力机的气动特性桨叶与轮毂固定连接，桨叶的迎风角度不随风速而变化依靠桨叶的气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定。叶尖扰流器——风轮制动叶尖扰流器结构定桨距失速型风力发电机组是通过风轮叶片失速来控制风力发电机组在大风时的功率输出，以及通过叶尖扰流器来实现极端情况下的安全停机问题。41失速正常运行气流紧贴42影响风力机输出功率的其他因素海拔高度温度标准状态下的空气密度：kg/m3温度变化10°C，空气密度就变化±4%。而桨叶的失速性能只与风速有关，因此，海拔高度和温度会影响风机输出功率。冬季和夏季应对桨叶的安装角各作一次调整同样的风机安装在不同地点，其桨叶角度不应该相同。43定桨距失速型风力机的优点：叶片固定，无复杂的变桨机构，结构简单，部件少，成本低缺点：因失速控制依赖于独特的翼型结构，叶片本身结构较复杂，工艺难度大随着功率增大，叶片加长，叶片的刚度减弱，失速动态特性不易控制在MW级风机上很少采用44主动失速型定桨距风力机

开机时将桨叶节距推进到可获最大功率位置，当风力发电机组超过额定功率后，减小节距角，相应的攻角增大，使失速效应加深，从而限制风能的捕获，将功率调整在额定值上。主动失速1）V=3m/s，叶片与风速垂直，切入风速2）V=8m/s3）V=12m/s4）V<=25m/s5)V>25m/s，叶片与风速平行，切出停机45变桨距风力机额定功率以下时，叶片节距在0°附近不作变化，等同于定桨距。功率根据叶片气动特性随风速而变化大于额定功率时，调整叶片使节距角b增大，从而减小攻角a,使功率限制在额定功率附近在额定点具有较高的风能利用系数对于定桨距风机，一般在低风速区有较高的风能利用系数，而在额定点附件，利用系数大幅下降，风速上升，功率上升趋缓或随风速上升而下降，使功率保持恒定。对于变桨距风机，无需担心额定点后的功率控制问题，故在额定点可具有较高风能利用系数。46不同桨距角时的功率曲线（40m直径，33rpm,500kW)474849主动失速与变桨距的区别：桨距调节方向不同：主动失速型风机使节距角减小，增大攻角，使风叶失速；变桨型风机使节距角增大，减小攻角，限制吸收的风功率。桨距调节频率不同：变桨型风机节距角可连续调节；主动失速型风机的节距角只有很少的几步，精度不高。50功率特性比较51变速风力机（风能利用系数）（叶尖速比）变速风力机可在很宽的风速范围保持较高的风能利用系数，实现最大功率跟踪（MPPT），而定速风力发电机组只能在某一风速下获得较高风能利用系数。522.3风力发电机风力发电机将机械能转换为电能；风力发电机不同于电网中的普通发电机/photos/photo.asp?PhotoID=2748953风力发电机分类按照发电机转子速度分TypeA:恒速发电机TypeB:有限变速发电机TypeC:部分容量功率变换器的变速发电机TypeD:全容量功率变换器的变速发电机54SpeedControlPowerControlStallPitchActiveStallFixedSpeedTypeATypeA0TypeA1TypeA2VariableSpeedTypeBTypeB0TypeB1TypeB2TypeCTypeC0TypeC1TypeC2TypeDTypeD0TypeD1TypeD2表中阴影部分在当今风机中不用。55风力发电机类型离网型发电机（独立运行）直流发电机交流发电机——永磁式发电机，硅整流自励交流发电机，电容自励异步发电机并网型发电机同步发电机异步发电机双馈异步发电机无刷双馈异步发电机低速交流发电机（直驱）56笼型异步发电机57异步发电机的机械特性58

转差率绝对值越大，则系统平衡阵风扰动的能力越好。一般在（2-5）%59笼型异步发电机的运行特点：（1）发电机励磁消耗无功功率，皆取自电网。应选用较高功率因数发电机，并在机端并联电容；（2）绝大部分时间处于轻载状态，要求在中低负载区效率较高，希望发电机的效率曲线平坦；（3）风速不稳，易受冲击机械应力，希望发电机有较软的机械特性曲线，Ｓmax绝对值要大；（4）并网瞬间与电动机起动相似，存在很大的冲击电流，应在接近同步转速时并网，并加装软起动限流装置；60异步发电机的并网方式直接并网：方法简单，但冲击电流较大，只适用于百千瓦级以下容量电机降压并网：在电机与电网之间串入电阻或电抗或自耦变压器，以降低并网时的冲击电流通过晶闸管软并网：将并网时的冲击电流限制在允许的限度内。

步骤：1、检查相序一致2、启动风力机，接近同步速（99-100）%3、晶闸管导通角由0到180度逐渐增大，异步机经晶闸管平稳并入电网4、当转差为零时自动开关闭合，晶闸管被短接，5、在发电机端并入补偿电容，将功率因数提高到0.95以上。61异步发电机软并网62从定速到变速概念变速笼型异步风力发电系统SiemensWind,SWTserieswindturbineswith1.5MW,2.5MWand3.6MW兼具笼型异步电机维护性好（无刷）、成本低的优点，但需采用全功率变换器并网。牺牲了经济性，换取发电机组高的并网性能。63

双馈异步风力发电机适用于半变速风力发电系统64Vestas,GEWind,Siemens-GamesaGoldwind,UnitedPower,Envision6566双馈异步发电机的三种运行状态（1）亚同步速运行：n<n1,n+n2=n1（2）超同步速运行：n>n1,转子旋转磁场的转向与转子转向相反，n-n2=n1.转子绕组必须能自动改变相序。（3）同步运行：n=n1,f2=0.67双馈异步发电机的功率传递关系亚同步运行超同步运行Pm—输入机械功率；Pem—电磁功率(1-S)Pem68亚同步运行超同步运行69基本控制方法(1)转矩控制or70转矩控制环基本控制方法(1)转矩控制71电压控制环基本控制方法(2)电压控制72双馈异步风力发电机系统的特点（1）连续变速运行，风能转换率高；（2）部分功率变换(约三分之一），变流器成本相对较低；（3）电能质量较好（输出功率平滑，功率因数高）；（4）并网简单，无冲击电流；（5）降低桨距控制的动态响应要求；（6）改善作用于风轮桨叶上机械应力状况；（7）双向变流器结构和控制较复杂；（8）电刷与滑环间存在机械磨损。73

低速直驱永磁同步发电机1.5MW88极定子外径4.3m外转子结构7475半直驱概念是一个折中方案，采用一级增速齿轮箱，将风力机转速增高8~9倍，与多级增速齿轮箱相比，其可靠性和效率均较高。传动链76分数槽绕组外转子永磁同步发电机扁平型碟式结构77功率变换器及其控制采用双PWM功率变换器的直驱风力发电系统78永磁驱动同步发电机系统特点：永磁发电机具有最高的运行效率；永磁发电机的励磁不可调，导致其感应电动势随转速和负载变化。采用可控PWM整流或不控整流后接DC/DC变换，可维持直流母线电压基本恒定，同时可控制发电机电磁转矩以调节风轮转速；在电网侧采用PWM逆变器输出恒定频率和电压的三相交流电，对电网波动的适应性好；永磁发电机和全容量全控变流器成本高；永磁发电机存在定位转矩，给机组起动造成困难。79电励磁直驱同步风力发电机系统特点：通过调节转子励磁电流，可保持发电机的端电压恒定；定子绕组输出电压的频率随转速变化；可采用不控整流和PWM逆变，成本较低；转子可采用无刷旋转励磁；转子结构复杂，励磁消耗电功率；体积大、重量重，效率稍低。80直接驱动同步风力发电机系统去除齿轮箱，直接驱动的理由：•由齿轮箱引起的风电机组故障率高；•齿轮箱的运行维护工作量大，易漏油污染；•系统的噪声大，效率低，寿命短。直驱带来的问题：•发电机转速低、转矩大，体积重量明显增大；•全功率整流逆变，变流器成本高。81各种类型发电机的对比（1）笼型异步发电机成本低、可靠性高，在定速和变速全功率变换风力发电系统中将继续扮演重要角色；（2）双馈异步发电机系统具有最高的性价比，特别适合于变速恒频风力发电。将在未来数年内继续成为风电市场上的主流产品；（3）直驱型同步风力发电机及其变流技术发展迅速，利用新技术有望大幅度减小低速发电机的体积和重量。82无刷双馈发电机83无刷双馈电机（Brushlessdoubly-fedmachine–BDFM）

定子侧具有两套极对数不同的独立绕组，极对数为P的定子绕组称为功率绕组，极对数为Pe的定子绕组称为控制绕组，转子采用自行闭合的环路结构，两套定子绕组在电路和磁路上完全解耦，取消了滑环和电刷，因而特别适用于风力发电。研究表明，变速恒频无刷双馈电机发电技术是当今世界风力发电的趋势。84无刷双馈异步发电机原理极对数p极对数pe85

无刷双馈异步发电机原理励磁机定子绕组产生的旋转磁场励磁机转子绕组中感应电势频率相同取“-”，相反取+主发电机转子绕组磁场转速：主发电机转子磁场相对定子的转速主发电机定子电势频率可见，当nR变化时，只要改变fe1，就可实现主发电机定子绕组输出电流的频率为恒值50Hz.转子转速86无刷双馈异步发电机的功率传递关系低风速时能量传递关系高风速时能量传递关系n1>nR，ne1与nR旋转方向相反。P1=Pm+Pe1nR>n1，ne1与nR旋转方向相同。Pm=P1+Pe1控制绕组从电网吸收功率控制绕组向电网输出功率87无刷双馈电机转子独立同心式转子回路公共端环和独立同心式转子回路由无刷双馈电机的工作原理可知,定子极数不同的两个空间磁场是通过转子实现耦合,与转子电流产生的磁场相互作用而产生电磁转矩。转子磁场需要进行极数转换才能与定子磁场匹配。因此,转子结构应该具备“极数转换器”的功能88无刷双馈发电机的转子磁阻转子结构混合转子结构89六、变桨系统主要作用风轮开始旋转时，产生起动转矩；风轮停止时，保持“顺桨”位置（90o桨距角）；额定风速以上，调节功率/载荷不超设计的限定值；并网过程中变桨距控制可实现快速无冲击并网。变桨机构的实物照片90六、变桨系统变桨系统组成框图独立变桨技术旨在减小叶片载荷和转矩波动，目前仍在发展之中91七、风力机偏航系统用尾舵控制对风，用于小型风力机在风力机两侧装设舵轮，多用于中型风力机利用传动机构；多用于大型风力机92八、风轮制动高速轴制动盘93九、叶片的结构形式 (a)用玻璃纤维蒙皮的木制叶片结构；(b)用金属作蒙皮的管状梁叶片结构；(c)用玻璃纤维作蒙皮的管状梁叶片结构；(d)典型的帆翼结构94十、风轮防雷系统叶片防雷方法TypeAandB:有限感受器；CandD:防护整叶片95十一、塔架用料省，成本低，塔影小，但外观差。大型风机中已少见重量轻，成本低，但难以靠近。适用于小型风机对维护人员而言安全、舒适，美观；但用料多，成本高962.4风力发电机组运行与控制一、控制目标二、基本控制内容三、定速定桨距风电机组的运行与控制四、定速变桨距风电机组的运行与控制五、变速变桨距风电机组的运行与控制97一、控制目标根据风速和风向变化，控制机组保持高的风能转换效率和发电质量，还要抑制机组的动态载荷，保证安全运行。基本控制策略：低风速区（区间I）：最大可能获取风功率；典型风力机组的功率曲线高风速区（区间III）：通过变桨距来限制风力机获得能量，使风力发电机在额定功率下发电；转换区间（区间II）：控制风力机转子速度在允许范围。98二、基本控制内容工作状态之间的转换运行暂停停机紧急停机风力发电机组的基本工作状态及其转换机械刹车松开允许机组并网机组自动调向液压系统保持工作压力叶尖阻尼板回收刹车松开液压系统保持工作压力自动调向叶尖阻尼板回收机组空转刹车松开叶尖阻尼板弹出液压系统保持工作压力调向系统停止工作刹车动作紧急电路开启计算机输出信号无效计算机运行并测量所有输入99风电机组的起动过程待机状态：风力机处于自由转动状态，但没有并网，机械刹车已松开，风轮处于迎风状态，机组的所有状态参数均在控制系统检测之中。一旦风速增大，转速升高，发电机即可并网。自起动及其条件：v>4m/s即可自起动到发电机的额定转速。起动条件：1、电网：连续10分钟内无过电压、低电压；电网电压0.1s内跌落值小于设定值；电网频率在设定范围内；三相平衡2、风况：连续10分钟风速在(3~25m/s)范围内3、机组：发电机温度、油温正常，压力正常，控制系统电源正常等。1004、风轮对风：连续10分钟平均风速>3m/s允许风轮对风5、制动解除：松开盘式制动器，准备起动自起动：早期定桨距风机要在发电机的协助下完成起动，现代变桨距风机具有良好的自起动能力。当风速达到起动风速时，桨叶从静止状态的90o，向0o方向转动，风轮开始转动。风力发电机组退出电网：1、风速高于25m/s，持续10min，正常停机2、风速>33m/s，持续2s，正常停机3、风速>50m/s，持续1s，安全停机，侧风90度101

风力机特性（风能利用系数）（叶尖速比）

由于风速测量的不可靠性，实际上并不是根据风速来调整转速。以电机转速为变量的功率方程：以风速为变量的功率方程风力机性能曲线三、变速变桨距风电机组的运行与控制102

风力机的转矩-转速特性安全运行区OAdcC五个速度运行区切入前—Oa段恒最佳功率系数区—ab段恒转速区—bc段，与定桨距相同恒功率区—cd段，需降低Cp

切出区实际功率并不是无限的，有两个限制：功率限制，所有电路和电力电子器件受功率限制转速限制，所有旋转部件的机械强度受转速限制功率极限103

变速风电机组的基本控制策略起动阶段，风速在切入风速以下，不涉及发电机转速控制额定风速以下区a)变速运行区，使转速跟随风速变化，保持Cp恒定b)恒速运行区。受机械限制，转速不能再高，恒功率运行区104三个区域Cp值变化情况CP恒定区转速恒定区功率恒定区105减小Cp的途径：降低风轮转速，改变叶尖速比改变桨距角106Cp恒定区的控制设发电机原工作点为A2，现风速变为v2，风力机工作点为A1。因PA1>PA2，过剩功率使转速增大。风力机和电机的工作点都向A3点变化，在A3点功率达成平衡。107

转速恒定区的控制转速控制方式功率恒定区的控制要靠降低发电机转速或改变桨距角使功率低于其极限转速恒定区n=nr功率恒定区P=Pr108

低于额定风速时的转速控制—最大功率点跟踪根据风机的风能捕获公式：可以看出：在某一风速下：因此可以捕获最大风能传统的最大功率点跟踪控制方法功率信号反馈法爬山寻优法109

最佳叶尖速比控制110功率信号反馈控制－PowerSignalFeedback(PSF)control在风速不可测的情况下，先测量出风力机的转速，再根据最大功率曲线计算出相应的最大输出功率，并作为风力机的输出功率给定值，对风力机的转速进行控制，以实现对最大功率点的捕获。111功率信号反馈控制－PowerSignalFeedback(PSF)control优点：通过对最大功率曲线表的查询，可以控制系统输出最大功率曲线适用于大功率系统方法较为简单，易于实现对风速的变化不敏感缺点：需获得最大功率曲线，对风机设计参数依赖性较强功率曲线的误差将会影响控制的准确性112爬山法寻优控制爬山法控制原理给风力机施加人为的转速扰动，这一扰动将引起输出功率的变化。若该变化量大于零，则在系统趋于稳态的时候，加上与前次同符号的扰动量，直到输出功率变化量开始小于零才改变下一次扰动量的符号。如此反复。113爬山法控制的关键点当转速指令发生阶跃变化时，速度环调节器工作，系统的瞬时输出功率为减小的，因此对功率进行采样时，采样时间要大于速度环的调节时间。转速指令可以采用定步长和变步长指令。由于采用定步长指令时，其跟踪速度较慢，且在最大功率点附近可能会引起系统振荡，因此采用变步长控制。由于转速指令为离散的，因此不可能完全达到最大功率点，因此定义一区间，当系统输出功率落入该区间，则认为已经达到最大功率点。区间的大小，与跟踪步长以及控制精度有关。爬山法寻优控制114优点：独立于风机的设计参数可以自主的追踪到最大功率点由于风机惯性的存在，因此较适用于小容量风机系统缺点：当风速变化较快时，不易采用此方法，可能引起系统震荡风速变化时，由于叶轮的惯性，一部分能量存储在风轮中，因此对系统输出功率的采样不能完全反映系统对风能的捕获情况爬山法寻优控制115并网导则和低电压穿越Operateawindfarm/windturbinelikeapowerstationSteadystateVoltagesupport/reactivepowercompensationFrequency/PowercontrolLow/highfrequencysupportPowerQuality,flicker,harmonicsTransient/dynamicstateFaultridethrough,tostayconnectedduringlowvoltageonthegridRamprateCommunication/powerdispatchReliablecommunicationWindforecastingParticipatepowermarketGridCode:Technicaldocumentcontainingtherulesgoverningtheoperation,maintenance,&developmentofthesystem2.5风电机组的故障穿越116低电压穿越（LowVoltageRide-Through）中国对风电机组LVRT的要求风电机组LVRT功能，是指当系统发生故障时，要求风电机组能够承受短时电压降低而不退出运行，使之能继续向系统输送功率以支撑系统频率和电压的稳定性。117低电压对风力发电机组的影响DFIGsystemDirect-drivenPMSGsystemOvervoltageorcurrentatrotorsideOverrotorspeedReactivepowershortageandfurtherdecreasinggridvoltagelevelSurpluspowerleadtoincreasingDCvoltageonconvertersRelativelygoodperformancethanDFIGsystem118转子crowbar旁路保护技术低电压穿越技术119直流环节crowbar旁路保护技术高压耗能型Buck电路型直流储能型高电压穿越HighVoltageRide-ThroughHighvoltageatpointofcommoncoupling(PCC)occursduetothesurplusofreactivepowerCountries

HVRTrequirementDenmarkPCC

Voltage1.2~1.3p.u.,keepconnectedatleast0.1sGermanyE.ONPCC

Voltage1.2p.u.，keepconnectedatleast0.1sUSAWECCPCC

Voltage>1.2p.u.，keepconnectedatleast1sPCC

Voltage1.175~1.2p.u.，keepconnectedatleast1sPCC

Voltage1.15~1.175p.u.，keepconnectedatleast2sPCC

Voltage1.1~1.15p.u.，keepconnectedatleast3sAustraliaPCC

Voltage1.1~1.3p.u.，keepconnectedatleast0.9sPCC

Voltage1.3p.u.，keepconnectedatleast0.06sHighVoltageRide-ThroughChinarequirementissuedin2017byNationalEnergyAdministrationPCCvoltageWTcouldcut-offWTshouldstayin中国对风电机组HVRT测试规程要求122InfluenceofHighVoltagePMSGsystemVoltagesurgeduetosurplusofreactivepowerChargingcurrentgoesintoDC-linkcapacitorOvervoltageinDC-linkDFIGsystemTransientDCcurrentinstatorandrotorwindingsduetothestatordirectlyconnectedwithgrid(Fluxconservationtheory)NegativesequencecurrentinimbalancefaultsituationsInhighrotorspeedoperation,theinducedvoltageandcurrentinrotorsidewillbehighduetothetransientDCcurrent高电压穿越技术SimilarwithLVRT,DVR,SVC,STATCOMcouldbeusedForDFIGsystem,crowbartechnologyisacommonwayforHVRTprotection.Powerconsuming,powerstorageinDC-linkImprovementsofwindturbine’scontrolstrategy斩波电路1242.5海上风电AdvantagesBetterwindresource;Nolandoccupation;Shortdistancetotheloadcenter.DisadvantagesHighrequirementontechnics;Highcost;Challengesonoperationandmaintenance;Specialconstructionandmaintenancefacilities;Extrememarineclimate.125TwoMainConstraintsHighcostcomparedwiththeon-shorewindfarms;Morecomplicatedinstallationtechnologies.Proportionalofoff-shorewindfarmCostAnalysis:TypicalEurope0.14europerkWhChinaoffshore0.85YuanperkWhChinaIntertidal0.75YuanperkWhKeytechnologies:Adoptionofextremelylarge-scalewindturbines;Whynotadoptsfurtherlarge-scalewindturbines?LackoflargemanufacturingequipmentandmarineengineeringequipmentInsufficientconstructiontechnologyLackofeconomicperformanceFromdesignview,thegeneratorwithlargecapacity,thebladelengthandsizeofgearbox&generatorwillbeincreased.However,thesizelimitationoflanddoesnotexistformarinetransportation.Itdoeshelptoadoptlargergenerator.Thelargegeneratormaycapturemorewindenergyfromtheair,duetobetterusageofhigh-altitudewindenergy.海上风电技术Keytechnologies:Adoptionofextremelylarge-scalewindturbines;Differentwindloadandwaterloadconsiderations;Foundationdesign;Windfarmintegrations.SinglecolumnJacketFloatFloatSinglecolumnJacketThreecolumnsGravityTripod基础选型与设计1292.4风力发电现状与展望2001-2016年全球累计风电装机容量（MW）从1996年起全球累计风电装机连续增速超过20%，平均增速达到28.35%。2009年全球风电装机总量增长31％，2010年降为25％，2016年累计同比增长12.5%，其中中国占全球风电累计装机容量的34.7%。1302.6风力发电现状与展望2001-2