风力发电的基本原理

1 引言

风是最常见的自然现象之一，是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”，流动空气具有的动能称之为风能。因此，风能是一种广义的太阳能。据世界气象组织（WMO）和中国气象局气象科学研究院分析，地球上可利用的风能资源为200亿kW，是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m高度层可利用的风能为2.53亿kW，海上可利用的风能是陆地上的3倍，50m高度层可利用的风能是10m高度层的2倍，风能资源非常丰富。

风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水，而且还有风力致热、风帆助航等。因此，开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。在本文中，将对风力发电技术的基本原理和发电机的发展方向进行论述。

1.1 温度、大气压力和空气密度

通过温度计和气压计测试出实验地点的环境温度和大气压，由下式计算出空气密度。

352.99h （1）

(273t)101325式中的是空气密度，H是当地大气压力，T是温度（单位是摄氏度）。

从空气密度公式可以看出，空气密度的大小与大气压力、温度有关。

1.2 风能的计算公式

空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面面积为A，则当风速为V的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为（本论文公式中的物理量除特殊情况说明外均采用国际单位）

p1mv2 （2）

211AV

V2AV3 （3）

22其中：单位时间质量流量m=ρAV

P而风能发电机实际转换的有用功率是：

Pw1CpmeAV3 （4）

2式中的PW是每秒空气流过风力发电机叶轮断面面积的风能，即风能功率，单位W，CP是叶轮的风能利用系数，m是齿轮箱和传动系统的机械效率，一般为0.80—0.95，直驱式风力发电机为1.0，e是发电机效率，一般为0.70—0.98，是空气密度，A是风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，V是风速。

1.3 贝茨（Betz）理论

第一个关于风轮的完整理论是由德国哥廷根研究所的A·贝茨于1926年建立的。

贝茨假定风轮是理想的，也就是说没有轮毂，而叶片数是无穷多，并且对通过风轮的气流没有阻力。因此这是一个纯粹的能量转换器。此外还进一步假设气流在整个风轮扫掠面上的气流是均匀的，气流速度的方向无论在风轮前后还是通过时都是沿着风轮轴线的。

通过分析一个放置在移动空气中的“理想”风轮得出风轮所能产生的最大功率为

Pmax8AV3 （5）

27式中的Pmax是风轮所能产生的最大功率，ρ是空气密度，A是风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，V是风速。

这个表达式称为贝茨公式。其假定条件是风速与风轮轴方向一致并在整个风轮扫掠面上是均匀的。

将(5)式除以气流通过扫掠面A时风所具有的动能，可推得风力机的理论最大效率

maxPmax13AV1283AV116270.593 （6）

1327AV12(6)式即为有名的贝兹（Betz）理论的极限值。它说明，风力机从自然风中所能索取的能量是有限的，其功率损失部分可以解释为留在尾流中的旋转动能。

能量的转换将导致功率的下降，它随所采用的风力机和发电机的型式而异，因此，风力机的实际风能利用系数Cp<0.593。

1.4 风力机的主要组成

1.4.1 小型风力发电机

小型水平轴风力机主要组成部分有：风轮、发电机、塔架、调向机构、蓄能系统、

逆变器等。风轮是风力机从风中吸收能量的部件，其作用是把空气流动的动能转变为风轮旋转的机械能。水平轴风力发电机的风轮是由1~3个叶片组成的。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。小型风力发电机多采用同步或异步交流发电机，发出的交流电通过整流装置转换成直流电。塔架用于支撑 发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位面积捕捉的风能越多，但造价、安装费等也随之加大。垂直轴风力机可接受任何方向吹来的风，因此不需要调向机构。对于水平轴风力机，为了得到最高的风能利用效率，应用风轮的旋转面经常对准风向，需要对风装置。常用的调向机构主要有尾舵、舵轮、电动对风装置。当风速高于风力机的设计风速时，为了防止叶片损坏，需要对风轮转速进行控制需要限速装置。贮能装置对独立运行的小型风力机是十分重要的。其贮能方式有热能贮能、化学能贮存。逆变器用于将直流电转换为交流电，以满足交流电气设备用电的要求。

1.4.2 大型风力发电机

大型风力发电机组由两大部分组成：气动机械部分和电气部分。气动机械部分包括风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴，其功能是驱动发电机转子，将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网，其功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来，又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组（无增速齿轮箱）。

1.5 风力发电的功率曲线

在风速很低的时候，风电机风轮会保持不动。当到达切入风速时（通常每秒3到4米），风轮开始旋转并牵引发电机开始发电。随著风力越来越强，输出功率会增加。当风速达到额定风速时，风电机会输出其额定功率。之後输出功率大致会保持不变。当风速进一步增加，达到切出风速的时候,风电机会剎车，不再输出功率，为免受损.风力发电机的性能可以用功率曲线（参见图1）来表达。功率曲线是用作显示 在 不 同 风

速 下 （ 切 入 风 速 到 切 出 风 速 ） 风 电 机 的 输 出 功 率。

1.6 风力发电机的额定输出功率

风力发电机的额定输出功率是配合特定的额定风速而设定的。由于能量与风速的立方成正比,因此，风力发电机的功率随风速变化会很大。同样构造和风轮直径相同

的风电机可以配以不同大小的发电机。因此两座同样构造和风轮直径相同的风电机可

能有相当不同的额定输出功率值，这取决于它的设计是配合强风地带（配较大型发电

机）还是弱风地带（配较小型发电机）而定。

图1 V52-850 千瓦风力发电机功率曲线

2 风力发电的过程以及原理

2．1 风力发电机的工作过程及原理

总体来说风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统(如图2所示)：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

现 代 风 力 发 电 机 的设计符合空 气 动 力 学 原 理 ， 就 像 飞 机 的 机 翼 一 样 。 风 并 非 "

推 " 动 风 轮 叶 片 ， 而 是 吹 过 叶 片 形 成 叶 片 正 反 面 的 压 差 ， 这 种 压 差 会 产 生 升 力 ，

令 风 轮 旋 转 并 不 断 横 切 风 流 。风 力 发 电 机 的 风 轮 并 不 能 提 取 风 的 所 有 功 率 。 根

据 Betz 定 律 ， 理 论 上 风 电 机 能 够 提 取 的 最 大 功 率 ， 是 风 的 功 率 的 59.6% 。 大 多 数

风 电 机 只 能 提 取 风 的 功 率 的 40% 或 者 更 少 。风 力 发 电 机 主 要 包 含 三 部 分 ∶ 风 轮 、机 舱 和 塔 杆 。 大 型 与 电 网 接 驳 的 风 力 发 电 机 的 最 常 见 的 结 构 是 横 轴 式 三 叶

风

能

叶片

转动

机头产生电能

充电器整流

蓄电瓶充电

逆变器转化为交流

尾翼使叶片始终对着风

转体使机头灵活转动

图2 风力发电机的工作流程图

片 风 轮 ， 并 安 装 在 直 立 管 状 塔 杆 上 （参见图3）。不 像 小 型 风 力 发 电 机 ， 大 型 风

电 机 的 风 轮 转 动 相 当 慢 。 比 较 简 单 的 风 力 发 电 机 是 采 用 固 定 速 度 的 。 通 常 采 用

两 个 不 同 的 速 度 - 在 弱 风 下 用 低 速 和 在 强 风 下 用 高 速 。 这 些 定 速 风 电 机 的 感 应

式 异 步 发 电 机 能 够 直 接 发 产 生 电 网 频 率 的 交 流 电 。比 较 新 型 的 设 计 一 般 是 可 变

速 的 （ 比 如 Vestas 公 司 的 V52-850 千 瓦 风 电 机（参见图3） 转 速 为 每 分 钟 14 转 到 每 分 钟

31.4 转 ） 。 利 用 可 变 速 操 作 ， 风 轮 的 空 气 动 力 效 率 可 以 得 到 改 善 ， 从 而 提 取 更 多

的 能 量 ， 而 且 在 弱 风 情 况 下 噪 音 更 低 。 因 此 ， 变 速 的 风 电 机 设 计 比 起 定 速 风 电

机 ， 越 来 越 受 欢 迎 。机 舱 上 安 装 的 感 测 器 探 测 风 向 ， 透 过 转 向 机 械 装 置 令 机 舱 和

风 轮 自 动 转 向 ， 面 向 来 风 。风 轮 的 旋 转 运 动 通 过 齿 轮 变 速 箱 传 送 到 机 舱 内 的 发

电 机 （ 如 果 没 有 齿 轮 变 速 箱 则 直 接 传 送 到 发 电 机 ） 。 在 风 电 工 业 中 ， 配 有 变 速

箱 的 风 力 发 电 机 是 很 普 遍 的 。 不 过 ， 为 风 电 机 而 设 计 的 多 极 直 接 驱 动 式 发 电

机 ， 也 有 显 著 的 发 展 。设于塔 底 的 变 压 器 （ 或 者 有 些 设 于 机 舱 内 ） 可 提 升 发 电 机

的 电 压 到 配 电 网 电 压 。所 有 风 力 发 电 机 的 功 率 输 出 是 随 著 风 力 而 变 的 。 强 风 下

最 常 见 的 两 种 限 制 功 率 输 出 的 方 法 （ 从 而 限 制 风 轮 所 承 受 压 力 ） 是 失 速 调 节 和

斜 角 调 节 。 使 用 失 速 调 节 的 风 电 机 ， 超 过 额 定 风 速 的 强 风 会 导 致 通 过叶片 的 气 流

产 生 扰 流 ， 令 风 轮 失 速 。 当 风 力 过 强 时 ，叶片 尾 部 制 动 装 置 会 动 作 ， 令 风 轮 剎 车 。

使 用 斜 角 调 节 的 风 电 机 ， 每 片 叶 片 能 够 以 纵 向 为 轴 而 旋 转 ， 叶 片 角 度 随 著 风 速

不 同 而 转 变 ， 从 而 改 变 风 轮 的 空 气 动 力 性 能 。 当 风 力 过 强 时 ， 叶 片 转 动 至 迎 气

边 缘 面 向 来 风 ， 从 而 令 风 轮 剎 车 。叶 片 中 嵌 入 了 避 雷 条 ， 当 叶 片 遭 到 雷 击 时 ， 可

将 闪 电 中 的 电 流 引 导 到 地 下 去 。

图3 风力发电机 图4 Vestas V52-850 风 力 发 电 机 机 舱 内 的 组 成 部 份

2.2 风力发电机组的控制系统的工作过程及原理

风力发电机组的控制系统是综合性控制系统，不仅要监视电网、风况和机组运行参数，对机组进行并网、脱网控制，以确保运行过程的安全性和可靠性，而且还要根据风速、风向的变化，对机组进行优化控制，以提高机组的运行效率和发电量。风力发电控制系统的基本目标分为3 个层次：保证可靠运行、获取最大能量、提供良好的电力质量。风力发电机组控制系统的作用是对整个风力发电机组实施正常操作、调节和保护。

控制系统对风力发电机组实现控制功能的过程为(如图5所示)：

① 启动控制

当风速检测系统在一段持续时间内测得风速平均值达到切入风速，并且系统自检无故障时，控制系统发出释放制动器命令，机组由待风状态进入低风速起动；

② 并/ 脱网控制

当风力发电机转速达到同步转速时，执行并网操作。为了减小对电网的冲击，通常采用晶闸管软切入并网。软切入时，限制发电机并网电流并监视三相电流的平衡度，如果不平衡度超出限制则需停机。除此之外，软切入装置还可以使风力发电机在低风速

下起动。当风速低于切入风速时，应控制已并网的发电机脱离电网，并在风速低于4 m/

s 时进行机械制动；

③ 偏航与解缆

偏航控制即根据风向自动跟风。由于连续跟踪风向可能造成电缆缠绕，因此控制系统还具有解缆功能；

④ 限速及刹车

当转速超越上限发生飞车时，发电机自动脱离电网，桨叶打开实行软刹车，液压制动系统动作，抱闸刹车，使桨叶停止转动，调向系统将机舱整体偏转90o侧风，对整个塔架实施保护。

另外，控制系统还应具有以下功能：根据功率以及风速自动进行转速和功率控制；根据功率因数自动投入（或切出）相应的补偿电容；机组运行过程中，对电网、风况和机组运行状况进行检测和记录，对出现的异常情况能够自行判断并采取相应的保护措施，而且还能根据记录的数据生成各种图表，以反映风力发电机组的各项性能指标；对在风电场中运行的风力发电机组还应具备远程通信功能。运行过程中，控制系统需要监测的主要参数包括以下几个方面：① 电力参数———电网三相电压、发电机输出的三相电流、电网频率及发电机功率因数等；② 风力参数———风速、风向；③ 机组状态参数———转速（ 发电机、风轮）、温度（ 发电机、控制器、轴承、增速器油温等）、电缆扭转、机械刹车状况、机舱振动、油位（ 润滑油位、液压系统油位）；④ 反馈信号———回收叶间扰流器、松开机械刹车、松开偏航制动器、发电机脱网及脱网后的转速降落信号。

风速的平均值达到切入风速

系统自检无故障

发电机转速达到同步转速

启

动

并网

风速低于切入风速

脱网

转速超越上限发生飞车

偏航与解缆

图5 风力发电机组的控制系统对风力发电机组控制的示意图

3 风力发电机组的并网

当平均风速高于3m/s时，风轮开始逐渐起动；风速继续升高，当v>4m/s时，机组

可自起动直到某一设定转速，此时发电机将按控制程序被自动地联入电网。一般总是小发电机先并网；当风速继续升高到7～8m/s，发电机将被切换到大发电机运行。如果平均风速处于8～20m/s，则直接从大发电机并网。发电机的并网过程，是通过三相主电路上的三组晶闸管完成的。当发电机过渡到稳定的发电状态后，与晶闸管电路平行的旁路接触器合上，机组完成并网过程，进入稳定运行状态。为了避免产生火花，旁路接触器的开与关，都是在晶闸管关断前进行的。

3.1 大小发电机的软并网程序

1)发电机转速已达到预置的切人点，该点的设定应低于发电机同步转速。

2)连接在发电机与电网之间的开关元件晶闸管被触发导通(这时旁路接触器处于断开状态)，导通角随发电机转速与同步转速的接近而增大，随着导通角的增大，发电机转速的加速度减小。

3)当发电机达到同步转速时，晶闸管导通角完全打开，转速超过同步转速进入发电状态。

4)进入发电状态后，晶闸管导通角继续完全导通，但这时绝大部分的电流是通过旁路接触器输送给电网的，因为它比晶闸管电路的电阻小得多。

并网过程中，电流一般被限制在大发电机额定电流以下，如超出额定电流时间持续3.0s，可以断定晶闸管故障，需要安全停机。由于并网过程是在转速达到同步转速附近进行的，这时转差不大，冲击电流较小，主要是励磁涌流的存在，持续30～40ms。因此无需根据电流反馈调整导通角。晶闸管按照0°，15°，30°，45°，60°，

75°，90°，180°导通角依次变化，可保证起动电流在额定电流以下。晶闸管导通角由0°大到180°完全导通，时间一般不超过6s，否则被认为故障。晶闸管完全导通1s后，旁路接触器吸合，发出吸合命令1s内应收到旁路反馈信号，否则旁路投入失败，正常停机。在此期间，晶闸管仍然完全导通，收到旁路反馈信号后，停止触发，风力发电机组进入正常运行。

3.2 从小发电机向大发电机的切换

为提高发电机运行效率，风力发电机采用了双速发电机。低风速时，小发电机工作，高风速时，大发电机工作。小发电机为6极绕组，同步转速为1000r/min，大发电机为4极绕组，同步转速1500r/min。小发电机向大发电机切换的控制，一般以平均功率或瞬时功率参数为预置切换点。例如NEGMicon 750kW机组以10min平均功

发电机转速达到切入点

晶闸管开始导通

发电机达到同步转速

晶闸管导通角完全打开

转速超过同步转速

发电

大部分电流送给电网

晶闸管导通角继续完全导通

图6 大小发电机的软并网过程图

低风速时

小发电机工作

功率值全部大于某一预置值

断开小发电机接触器

断开旁路接触器

执行大小发电机的软并网程序

大发电机工作

发电机脱网

图7 从小发电机向大发电机的切换过程示意图

率达到某一预置值P1或4min平均功率达到预置值P2为切换依据。采用瞬时功率参数时，一般以5min内测量的功率值全部大于某一预置值P1，或lmin内的功率全部大于预置P2值作为切换的依据。

执行小发电机向大发电机的切换时，首先断开小发电机接触器，再断开旁路接触器。此时，发电机脱网，风力将带动发电机转速迅速上升，在到达同步转速1500r/min附近时，再次执行大小发电机的软并网程序（切换的过程如图7所示）。

3.3 大发电机向小发电机的切换

当发电机功率持续10min内低于预置值时，将执行大发电机向小发电机的切换。

P3时,或10min内平均功率低于预置值P4

首先断开大发电机接触器，再断开旁路接触器。由于发电机在此之前仍处于出力状态，转速在1500r/min以上，脱网后转速将进一步上升。由于存在过速保护和计算机超速检测，因此，应迅速投入小发电机接触器，执行软并网，由电网负荷将发电机转速拖到小发电机额定转速附近。只要转速不超过超速保护的设定值，就允许执行小发电机软并网。

由于风力机是一个巨大的惯性体,当它转速降低时要释放出巨大的能量，这些能量在过渡过程中将全部加在小发电机轴上而转换成电能，这就必然使过渡过程延长。

高风速

执行大小发电机的软并网程序

小发电机工作

发电机脱网

时

大发电机工作

发电机功率低于预置值

断开大发电机接触器

断开旁路接触器

图8 从大发电机向小发电机的切换过程示意图

为了使切换过程得以安全、顺利地进行，可以考虑在大发电机切出电网的同时释放叶尖扰流器，使转速下降到小发电机并网预置点以下，再由液压系统收回叶尖扰流器。稍后，发电机转速上升，重新切人电网。国产FD23—200/40kW风力发电机组便是采用这种方式进行切换的。NEGMicon750/200kW风力发电机组也是采用这种方式进行切换的。

3.4 电动机起动

电动机起动是指风力发电机组在静止状态时，把发电机用作电动机将机组起动到额定转速并切人电网。电动机起动目前在大型风力发电机组的设计中不再进入自动控制程序。因为气动性能良好的桨叶在风速v>4m／s的条件下即可使机组顺利地自起动到额定转速。电动机起动一般只在调试期间无风时或某些特殊的情况下，比如气温特别低，又未安装齿轮油加热器时使用。电动机起动可使用安装在机舱内的上位控制器按钮或是通过主控制器键盘的起动按钮操作，总是作用于小发电机。发电机的运行状态分为发电机运行状态和电动机运行状态。发电机起动瞬间，存在较大的冲击电流(甚至超过额定电流的10倍)，将持续一段时间(由静止至同步转速之前)，因而发电机起

动时需采用软起动技术，根据电流反馈值，控制起动电流，以减小对电网冲击和机组的机械振动。电动机起动时间不应超出60s，起动电流小于小发电机额定电流的3倍。

3.5 小型风力发电机的独立运行与并网发电

图9 小型风力发电机的非并网独立运行应用

从图4我们可以看到这种风力发电机可以大量应用于家庭使用，它的电力传输过程是很简单的，首先由风力发电机通过上述过程把风能转化为电能，通过导线（我们家庭常用电线即可）传输，中间并上蓄电池组储存电能以便在风力状况不佳的情况下保障电力的供应。逆变器的作用是把直流电转换成符合要求的交流电供那些用电器使用。

并网传输和非并网传输的结构很大程度上是不同的，首先在传输电路中不再并入蓄电池组，因为用电设备的电力不是由发电机直接供给而是由电网供应，即使风力状况不好电力可以在电网中得到补偿保障用户的正常使用。另外在电网和用户之间要串入计量器以计量用户所消费电量。

4 风力发电机发展方向

在风力发电系统中两个主要部件是风力机和发电机。风力机向着变浆距调节技

术、发电机向着变速恒频发电技术，这是风力发电技术发展的趋势，也是当今风力发电的核心技术。下面简单介绍这两方面的情况。

4.1 风力机的变浆距调节

风力机通过叶轮捕获风能，将风能转换为作用在轮毂上的机械转矩。 变距调节

图10 小型风力发电机的并网传输

方式是通过改变叶片迎风面与纵向旋转轴的夹角，从而影响叶片的受力和阻力，限制大风时风机输出功率的增加，保持输出功率恒定。采用变距调节方式，风机功率输出曲线平滑。在额定风速以下时，控制器将叶片攻角置于零度附近，不做变化，近似等同于定浆距调节。在额定风速以上时，变浆距控制结构发生作用，调节叶片攻角，将输出功率控制在额定值附近。变浆距风力机的起动速度较定浆距风力机低，停机时传递冲击应力相对缓和。正常工作时，主要是采用功率控制，在实际应用中，功率与风速的立方成正比。较小的风速变化会造成较大的风能变化。

由于变浆距调节风力机受到的冲击较之其它风力机要小得多，可减少材料使用率，降低整体重量。且变距调节型风力机在低风速时，可使桨叶保持良好的攻角，比失速调节型风力机有更好的能量输出，因此比较适合于平均风速较低的地区安装。

变距调节的另外一个优点是，当风速达到一定值时，失速型风力机必须停机，而变距型风力机可以逐步变化到一个桨叶无负载的全翼展开模式位置，避免停机，增加风力机发电量。

变距调节的缺点是对阵风反应要求灵敏。失速调节型风机由于风的振动引起的功

率脉动比较小，而变距调节型风力机则比较大，尤其对于采用变距方式的恒速风力发电机，这种情况更明显，这样不要求风机的变距系统对阵风的响应速度要足够快，才可以减轻此现象。

4.2 变速恒频风力发电机

变速恒频风力发电机常采用交流励磁双馈型发电机，它的结构类似绕线型感应电机，只是转子绕组上加有滑环和电刷，这样一来，转子的转速与励磁的频率有关，从而，使得双馈型发电机的内部电磁关系既不同于异步发电机又不同于同步发电机，但它却具有异步机和同步机的某些特性。

交流励磁双馈变速恒频风力发电机不仅可以通过控制交流励磁的幅值、相位、频率来实现变速恒频，还可以实现有功、无功功率控制，对电网而言还能起无功补偿的作用。

交流励磁变速恒频双馈发电机系统有如下优点:

a) 允许原动机在一定范围内变速运行，简化了调整装置，减少了调速时的机械应力。同时使机组控制更加灵活、方便，提高了机组运行效率。

b) 需要变频控制的功率仅是电机额定容量的一部分，使变频装置体积减小，成本降低，投资减少。

c) 调节励磁电流幅值，可调节发出的无功功率；调节励磁电流相位，可调节发出的有功功率。应用矢量控制可实现有、无功功率的独立调节。

结 论

本文在分析风力发电机发电、控制系统的原理和机组的并网过程基础上，分别提出了三个过程的框图模型。风力发电机的工作流程模型图包括风轮、发电机及装置、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风力发电机组的控制系统模型图指出了控制系统对整个风力发电机组实施正常操作、调节和保护的控制过程。大小发电机的软并网过程图、小发电机和大发电机间的互切换过程图清晰地展示了风力发电机组的并网过程，解决了一些并网带来的问题。

参 考 文 献

1 西北水利设计院.电力工程电气设计手册.第1版.北京：中国电力出版社.1999

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15 薛桁,朱瑞兆,杨振斌等.中国风能资源贮量估算[J].太阳能学报.2001.22

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16 The European Wind Energy Association, Greenpeace International.

WindForce 12.2002. /?id=45，2006.11.5

致 谢

历时三个月的毕业设计已经告一段落，经过自己不断的摸索以及郝老师的耐心指导和热情帮助，本设计已经基本完成。在这段时间里，郝老师给了我很大的帮助，从开始的确定题目，寻找资料到后期的排版，改错，定稿郝老师都是事无巨细亲历亲为，这种严谨的治学态度和热忱的工作作风令我十分钦佩，他的指导使我受益非浅。

通过这次毕业设计，我又一次深刻的认识到我所学习的专业是很适用很重要的，非常感谢在这大学期间孜孜不倦传授给我知识的老师们，他们的博学和严谨使我有了比较好的知识储备，这在我以后的工作和学习中都是受益无限。

由于自身水平有限，设计中一定存在很多不足之处，敬请各位老师批评指正。