文 献 综 述

1.1 课题的背景和意义

目前，能源、环境是影响人类生存和发展的两个紧迫问题。以煤炭、石油、天然气为主的常规能源不仅对空气造成严重污染，而且资源有限。我国人口约占世界的 21%，煤炭占世界的 12%、石油占世界的 2.3%，天然气占世界的 2.3%，人均能源占有率仅为世界人均水平的1/2^[1]。

随着人口的急剧增长和经济的快速发展，人类在面临资源枯竭的能源问题的同时也

感受到了环境日益恶化的威胁，全世界纷纷寻找利用可再生能源和新能源方法和措施，用以处理环境污染问题与常规化石燃料供应不足的窘迫处境^[2-3]。

能源是国家宏观经济的血脉，是维持社会发展和提高人民生活水平的重要保障。而 21 世纪是可再生能源的世纪，其中风能以其清洁、资源丰富、不产生温室气体的自然可再生能，在当前矿石能源面临枯竭、环境日益恶化的情况下, 无论从经济上或是技术上都是一项可以首选的替代能源^[4]。

风能是太阳辐射下流动所形成的，与其它能源相比，风能的优势特别明显：它不仅有丰富的储备、广泛的分布、用之不竭，特别是对交通不便的边远地区和岛屿非常重要；而风电设备的加工和建设属于劳动密集型产业，它会创造许多就业机会。风力发电是风能被当代人利用的最常见的形式，并且风力发电时不排放 CO₂，因此不会引起温室效应。风力发电机的研制始于19世纪末的丹麦。自上世纪能源危机以来，人们逐渐意识煤炭、石油等能源将会枯竭，并对风能的开发和应用重视起来^[5]。

1.2 风力发电机发展和意义

风力发电机作为风力发电的主要设备结构形式多种多样。按照风轮旋转轴在空间的安置位置，可将风力发电机分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两大类^[6-7]。水平轴风力发电机的风轮绕水平轴旋转，且风轮轴线安装位置与水平夹角不大于 150#176;，主轴旋转平面与风向垂直。垂直轴风力发电机的风轮绕垂直轴旋转，风轮轴线安装位置与水平面垂直，旋转面为一空间曲面。

水平轴风力发电机是目前世界上的主流风力发电机类型，因其扫风面积较大，风能利用系数较高，经过 30 多年的发展，从最初的定桨距类型到变桨距类型，又到主动失速类型，从最初的几十千瓦的小型风力发电机组到兆瓦级别的大型风力发电机组，又到几十兆瓦型的海上风力发电机组，其技术已经发展的相对成熟。