第1章　緒論

1.1　風力發電基本原理

典型風能轉換系統原理如圖1-1所示。風吹動葉片使風輪旋轉，將風能轉換為機械能，葉輪帶動發電機旋轉，發電機再將機械能轉化為電能，然后再通過功率變流器將電能變換成與電網同步的電壓和頻率后送入電網或通過變流器給蓄電池充電，最后利用蓄電池給負載供電；也可以通過一個可控的整流調節器，使風力發電機同時給負載和蓄電池供電。根據風輪旋轉軸位置的不同，可分為垂直軸風輪和水平軸風輪兩種。并網型風力發電系統的風輪一般為水平軸式，因為它能增強風塔的穩定性、減小或消除垂直軸向系統造成的風塔震蕩現象。水平軸式風力機在其槳葉正對風向時才能旋轉，因此，由偏航系統根據風向來控制風輪迎風角。

圖1-1　風能轉換系統原理圖

由圖1-1可以看出，現代化的風力發電系統，已不只是一臺風輪和一臺發電機的簡單組合，而是一個高度集成了空氣動力學、電機學、電力電子技術、電力系統分析、繼電保護技術、先進控制技術和數據通信等各方面知識為一體的復雜的機電能量轉換系統。