2。2 风力发电的运行方式

风力发电的运行方式主要有三种[21]：

（1）独立运行方式，一般为一台小型的向用户（一户或者多户）提供电力，它使用蓄电池进行蓄能，以确保没有风时可以用电；

（2）风力发电和其他发电的方式相结合，例如与柴油机发电相结合，向一个村庄或一个单位或一个海岛进行供电；

（3）风力发电并入常规电网运行，可以向大电网提供电力，往往是一处风电场需要安装几十台甚至几百台的风力发电机，这也是风力发电的主要发展方向。

2。3 风力发电结构论文网

(1) 机舱：位于塔架顶端，承担容纳所有的机械部件，包括主轴（高速轴和      低速轴），发电机，齿轮箱等。一般小型风电机组主要是发电机，而大型风电机组中有齿轮箱、发电机、偏航、制动器联轴器、风速风向仪等主要部件。

(2) 叶轮：又称为风轮，由叶片和轮毂组成，吸收风能中的动能，将其转化为机械能通过主轴传送给增速齿轮箱，达到发电机的同步转速。其中叶片吸收风能，轮毂固定叶片，连接齿轮箱。当叶片受力后，叶片带动轮毂顺时针旋转，将风能转化为机械能。叶轮吸收风能的公式如式2-1所示：

(3) 齿轮箱：将风能中的动能传送给发电机，并且使发电机得到相应的转速

一侧连接低速轴（风轮），另一侧连接高速轴（发电机）。

(4) 低速轴：联接叶轮轮毂与齿轮箱，转子速度很慢。

(5) 高速轴：作用是通过升速齿轮后带动发电机，并且在高速轴上安装有一套机械刹车，用作空气动力闸失效或风力发电机维修。

(6) 发电机：将齿轮箱传输给发电机主轴上的机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。多用于异步发电机，现代风力发电机，最大功率输出为500千瓦到150千瓦。本系统使用的是测速发电机，即将转子的转速在转化为电压，转子的转速与输出的电压成正比。

(7) 塔架：支撑着风轮和机舱，风速随着高度的增加而增大，因此较高的塔架可以是风轮机获得更多的风能。

(8) 偏航装置：当风向改变时，始终保持风力机朝向风向，即使风力发电机组完成迎风动作,风轮接受最多风能。

(9) 传动系统：传动系统包括主传动、偏航驱动、变桨驱动

主传动系统：轮毂→主轴→齿轮箱→联轴器→发电机

(10) 变桨系统：是通过改变叶片的桨距角来使叶片在不同风速时可以处于最好的吸收风能的状态，当风速超过切出风速的时候，可以使叶片顺桨刹车。

(11) 冷却系统：包含冷却齿轮油的散热器，冷却发电机的风扇。

(12) 制动系统：包括空气气动制动和高速轴机械制动。空气制动可以使风轮的速度降低，但是不能使风轮停止转动，机械制动可以使风轮完全停止转动。

(13) 控制系统：是风力发电系统的神经枢纽，使风力发电系统在各种自然条件下和工况下正常运行时的保障机制，包括调速、调向和安全控制。

2。4 本章小节

本章主要介绍了风力发电系统的基本原理和结构组成，在第一节讲述了风力发电系统的能量转换过程，第二小节讲述了风力发电系统主要组成部分，主要包括风轮、齿轮箱、发电机、偏航系统、变桨系统、基础部分等，并对各个部分做出简要解释。

3。风力发电系统的建模

3。1 Matlab/Simulink仿真平台

3。1。1 Matlab/Simulink介绍

Matlab是一个商业数学软件，可以用于算法开发、数据分析、数据可视化和数值计算[22]，主要包括Matlab和Simulink两部分。Matlab可以翻译为矩阵实验室，主要是对科学计算、可视化和交互式程序设计的高科技设计环境。Matlab将数值分析、科学数据可视化、矩阵计算以及非线性动态系统建模和仿真集成一起，使之成为一个方便使用的视窗环境，为科学研究、工程设计等众多科学领域提供一个相对全面解决的方案，一定程度上摆脱了非交互式程序设计语言中的编辑模式[23]。Matlab有很多的优点，例如Matlab可以高效的进行数值计算和符号功能计算；Matlab的图形处理功能完备，可以实现计算结果和编程可视化；Matlab有友好的用户界面、接近与数学表达式的语言，可以使学习者更易于学习和掌握；而且工具箱的功能丰富，用户使用方便。文献综述