致  谢 。。 35 

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参 考 文 献  36 

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1 绪论

1。1 课题背景及研究意义

煤炭、石油等化石能源，作为人类生存和发展的主要基础物质，支撑了近两百年来人类 社会经济的发展和物质文明的进步。然而，由于化石能源的不可再生以及人类对其的严重消 耗，按当前的消耗水平来计算，部分化石能源将在近百年内完全耗尽。目前，充分开发利用 各种可再生能源，缓解能源供应矛盾，已成为各国的战略发展目标。我国在《国家中长期科 学和技术发展纲要（2006~2020 年）》中，将可再生能源的规模化开发列为能源持续发展的主 题之一，2009 年出台的《新能源产业振兴和发展规划》，被能源业界奉为“国家新能源发展战 略”，包括核能、风能等多种可再生能源的开发利用。

风能是一种取之不尽的巨大自然能源，据估计，全世界可利用的风能资源约有 27 亿千瓦，

比陆地水能资源多 10 倍。人类利用风能的历史已有数百年，从早期研磨谷物的风车到现在的 风力发电机，风能逐渐成为全球能源供应的中流砥柱[1]。世界风能协会的数据表明，目前已有 超过 100 个国家采用风能发电。尤其是亚洲、西欧和北美，以及离岸地区，风力发电正在大 幅扩张。我国于 1986 年开始进入并网风电项目的探索和示范期，且于 1991~1995 年间取得成 效并逐步推广。由于我国风能资源丰富，尤其是西北、华北、东北以及沿海地区，风电事业 迅速发展，风机装机量成倍增长。根据全球风能理事会发布的 2015 全球风电装机统计数据， 2015 年内全球风电产业新增装机 63013MW，同比增长 22%。其中，中国风电新增装机容量 达 30500MW，占据了全球新增风电装机容量的 48。4%。

表 1。1 2015 全球风电新增装机容量

图 1。1 2015 全球风电新增装机容量占比

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图 1。2 2005 年至 2015 年中国新增和累计风电装机容量

风力发电机是一种以大气为介质的能量利用机械，其将风的动能转化为风轮轴的机械能， 通过齿轮箱提升速度带动发电机进一步转化为电能，图 1。3 表示的是风力机发电原理图。目 前主导的风力发电机组为水平轴风力机，主要由叶片、轮毂、齿轮箱、偏航系统、控制系统 和塔架等组成，结构示意如图 1。4 所示，各部件的良好设计、可靠的质量和优越的性能是保证 整个机组正常稳定运行的决定性因素。同时，风力发电技术中融合了空气动力学、自动控制 技术、电子电力技术等多学科门类知识，实现技术的创新应用也是影响风力机发展的重要因 素。风力发电由于其技术相对成熟、具有大规模商业开发条件和成本相对较低等优势，受到 我国的高度重视发展。但同时，也面临着如技术创新能力较低、零部件性能不足等问题。近 年来，世界风电市场的风力机组正朝着单机容量持续增大、利用效率逐步提高、关键部件性 能逐步提高和智能化控制技术应用等方面发展[2]，大功率风电机组仍为当前研究的难点和重 点。论文网

图 1。3 风力机发电原理图