文 献 综 述

当今世界能源，环境及全球气候变暖问题已经日益突出，加快发展科再生的能源已经成为大部分国家的共识。能源是关系经济持续健康发展的主要推动力。但是随着全球化石资源的渐渐枯竭，使的传统的能源价格不断上升以及气候的大幅变化使得人们不得不去反思，不开发利用新的能源。

如今世界除了小型的水利发电站之外应用最多和最广泛的就是风力发电了，而且风力发电的成本还算比较低，技术也渐渐成熟，具有很大的开发价值。无论是对生态环境还是对本国的经济都将有着巨大的影响。有利于人与自然更好的和谐相处。

1887年世界上第一台风电组在格拉斯大学诞生，这台风机连接了电池板，可以驱动100个白炽灯，三个弧光灯以及一些小功力的马达。随后，1891年丹麦教授在阿斯科夫建立了第一个风力发电实验站，通过风电机组电解水来制造氢气。这台风电机组蓄电池来充放电，得到了广泛使用。但是传统的风电机组转速比较低并不充分的利用风能。这段时期仅仅是风力发电的起步，技术还不成熟。

20世纪30年代为了能更好的利用风能降低风力发电的成本发达国家开始研究较为复杂的风力发电机组。1941年世界上第一台兆瓦级的风电机组在美国佛盟特州的卡斯尔顿市并网发电。1956年盖瑟安装了一台风轮直径为24米的风电机组，这个与现代用的商业风电机组相似，随后德国一个教授研究出了一些列的先进的水平轴中型风电机组他利用机翼型玻璃纤维和所料材质的叶片做成，并且通过对变桨距的控制，是先了风电机组重量减轻，效率高。现代垂直轴的风电机组最早由由法国的大里厄提出。他提出的一种设计是顶部细长弯曲，翼型截面的叶片，而底部是旋转垂直管的风力电机组。从20世纪30年代到70年代风力发电技术有了很大的提高但是相对于廉价的化石燃料，风力发电还存在很大的劣势，因此在这段时期仅仅是技术上有了进步但还没有广泛的应用于工业以及人民的生活。

20世纪70年代，化石能源消耗的越来越多，使得能渐渐匮乏，化石能源的价格不断上升，世界各国开始探求新的能源，以缓解矛盾，这时风能的开发利用的到了重视。美国，丹麦等国家开始将风力发电打规模运用，并投入商业化使用随后我国也开始了对风力发电的研究。1972年美国成立了能源部，并对风力发电头入了更多的人力物力，开创了先代化的风力发电设计的理念。这段时期风电机稳步向前发展，中小型的风电机组技术日渐成熟，且成本大幅下降，在各国的政策支持下各国建立了大量接入配电网的并网风电场。这一时期还出现了一些大型风电机组。

进入20世纪90年代能源问题环境问题更加突出，风电机组进入了快速发展的时期。大型的风力发电机组不断成熟，20世纪末期，出现了100千瓦以上的商业化机组。随着大型风电机组技术日益成熟，风电机组的装机规模也大幅增加。

风力发电的发展将保持着很强的生命力，根据全球风能理事会的预测，未来全球的风力发电将始终保持着百分之二十以上的增长速度，到2012年全球的风电装机容量将达到两个亿千瓦，年发电达到5000亿千瓦时，风力发电将节约全球电力供应的百分之三。其中欧洲亚洲等国家风电装机容量预期将打1亿千瓦6600万千瓦，占全球的百分之四十，亚洲的市场份额明显上升。风电机组的发展将不断有利于资源的节约环境的保护，具有很大的研究和使用价值。

随着技术的不断成熟风电在电网中的角色越来越重要并且对电网的影响也越来越大。目前风力提供的电力占欧洲电力需求的百分之三但是到2030年将超过百分之二十，这将是风力发电成为未来主力电源的重要标志。风力接入电网有两种模式：一是小型风电场通过配电网分散接入电网；第二种是大型风电场集中输入。由于风能具有波动性导致风电也有波动性。特别是恶劣的天气影响更加突出，大规模接入是电网调风和调频成为一个重要的难题，有用功力的的波动导致无功功力的波动给系统带来了很大的影患，因此需要加入大量无功电压控制设备。

风力发电的原理从宏观上来讲包含了风能到机械能转化和机械能到电能的转换两个过程。从微观上来讲，它用到了很多技术，功力调节技术、变转速运行技术、恒频技术风轮机迎风技术、风电品质、风力机结构和空气动力学、风力机控制技术等等。按照风力发电系统可分为恒速发电系统、恒频发电系统、变速发电系统、小型直流发电系统等等。由于发电系统直接影响转换过程的运行方式、效力和装置结构。因此要选用正确的发电系统是很重要的一部分。