1.风场 拟进行风能资源开发利用的场地、区域或范围。
3.风功率密度 与风向垂直的单位面积中风所具有的功率。其计算式如下：
式中 DWP———平均风功率密度（W/m2）；
n———在设定时段内的记录数；
ρ———空气密度（kg/m3）；
υi———第i次记录的风速（m/s）。如果风场测风有压力和温度的记录，则空气密度按下式计算：
式中 ρ———空气密度（kg/m3）；
P———年平均大气压力（Pa）；
R———气体常数，（R=287J/（kg·K）；
T———年平均空气温度（K）。如果没有大气压力的实测值，空气密度可以作为海拔和温度的函数，按下式计算：
ρ=（353.05/T）exp-0.034（z/T） （12-4）
式中 ρ———空气密度（kg/m3）；
z———风场的海拔（m）；
T———年平均空气温度（K）。
4.风能密度 在设定时段与风向垂直的单位面积中风所具有的能量。
式中 DWE———风能密度（W/m2）；
m———风速区间数目；
ρ———空气密度（kg/m3）；
υj———第j个风速区间的风速（m/s）；
tj———某扇区或全方位第j个风速区间的风速发生的时间（h）。
5.风速 空间特定点的风速为该点周围气体微团的移动速度。
（1）最大风速。10min平均风速的最大值。
（2）极大风速。瞬时风速的最大值。
6.风速分布 用于描述连续时限内，风速概率分布的分布函数。
7.威布尔分布 经常用于风速的概率分布函数。分布函数取决于两个参数：控制分布宽度的形状参数；风速分布的尺度参数。
8.瑞利分布 经常用于风速的概率分布函数。分布函数取决于一个调节参数，即控制平均风速的尺度参数。瑞利分布是形状参数等于2的威布尔分布。
9.风切变 风速在垂直于风向平面内的变化。
10.风力机输出特性 风轮转速随风速变化，使用变速恒频发电系统，以得到所需频率的电能。风力机输出功率曲线如图12-6所示。其中，VC为启动风速；VR为额定风速，此时风机输出额定功率；VP为截止风速。普通风力发电机至少需要3m/s的风速才能启动，3.5m/s的风速才能发电。全永磁悬浮风力发电机，由于采用的是微摩擦、启动力矩小的磁悬浮轴承，在1.5m/s的微弱风速下就能启动，2.5m/s的风速就能发电，可以广泛应用于全国80%的地区。
图12-6 风力机输出功率曲线
11.风力机的变浆距调节
（1）变浆距调节方式。通过改变叶片迎风面与纵向旋转轴的夹角，在额定风速以下时，控制器将叶片攻角置于零度附近，不做变化，近似于定浆距；在额定风速以上时，变浆距控制结构发生作用，调节叶片攻角，将输出功率控制在额定值附近，从而影响叶片的受力和阻力，限制大风时风机输出功率的增加，保持输出功率恒定。
（2）变浆距调节优点
1）使风力机输出曲线平滑。
2）所受到的冲击力较其他风力机要小得多，可减少材料使用率，降低整体质量。
3）低风速时，可使浆叶保持良好的攻角，比失速调节型风力机有更好的能量输出，比较适合于平均风速较低的地区。
当风速大到一定值时，变浆距风力机可以逐步变化到一个浆叶无负载的全翼展开模式位置，避免停机，增加发电量。
（3）变浆距调节的缺点。变浆距调节风机的缺点是对阵风反应要求灵敏。失速调节风机由于风的振动引起的功率波动比较小，而变浆距调节风机则比较大。因此要求变浆距调节系统对阵风的响应速度要足够快，才可减少风的振动引起的功率波动。(www.xing528.com)
12.变速恒频风力发电机 它主要分为双馈式和直驱式两种。
（1）双馈式。双馈绕线式发电机指双端口馈电，电子和转子都可以发电，互相切割磁感线。配合变频器使用，变频器给双馈发电机的转子中施加转差频率的电流进行励磁，调节励磁电流的幅值、频率、相位，实现定子恒压、恒频输出，可在风能波动的情况下实现电能的较稳定输出。
（2）直驱式。直驱式风轮轴与永磁同步发电机轴直接连接，不需要升速齿轮箱。转子的转速随风速而改变，其交流电的频率也随之变化。永磁同步发电机不需要外加设备励磁，维护比较方便。
直驱式的不足之处：
1）由于磁场无法调节，输出电压随风速的变化而波动。
2）永磁材料的技术性能与磁滞曲线的形状，对发电机的性能、运行可靠等有很大的影响。铁氧体永磁材料磁感应强度偏低，发电机的磁负荷受限制，加重了电负荷，增加了金属用量，因而发电机体积较大。
3）永磁体用磁钢充磁而成，但是由于磁场性能无法精确检测，所以同一批产品也无法保证性能相同。风力发电机运行过程中，条件比较恶劣，难免有振动、过热或过冷的状况，容易造成磁钢的失磁，影响发电机的效率。
13.风切变幂律 表示风速随离地面高度以幂定律关系变化的数学式。风切变幂定律公式如下：
式中 υ2———高度2的风速（m/s）；
υ1———高度1的风速（m/s）；
a———风切变指数，
。
14.风切变指数 通常用于描述风速剖面线形状的幂定律指数。
15.湍流强度 风速的标准偏差与平均风速的比率，用同一组测量数据和规定的周期进行计算。湍流强度的计算公式如下：
式中 IT———湍流强度；
σ———10min风速标准偏差（m/s）；
V———10min平均风速（m/s）。
16.轮毂高度 从地面到风轮扫掠面中心的高度。
17.尾流效应 安装超过一台风力发电机，每台风力发电机在特定风向下都可能成为其他风力发电机的障碍物，即尾流效应。
18.风力发电机 它由风力机和发电机两大部分组成。风力机由风轮、回转体、调速机构、限速保护、调向机构、制动系统、传动系统、塔架等组成。空气流动的动能作用在风力机的叶轮上，推动叶轮旋转，将动能转换成机械能。叶轮的转轴带动发电机的转轴旋转，机械能转换成电能，使发电机发电。
（1）风力机。它分为水平轴风力机和垂直轴风力机两类。
1）水平轴风力机。叶轮轴线的安装位置与水平面夹角不大于15°的风力机，称为水平轴风力机。叶轮围绕水平轴旋转。图12-7示出水平轴风力机。
图12-7 水平轴风力机
水平轴风力机具有对风装置，小型机采用尾舵，大型机采用对风传感器。水平轴风力机主要技术指标如下：
① 风轮直径。功率越大，直径越大。
② 叶片数目。高速发电风力机为2～4片，低速发电风力机大于4片。
③ 风能利用系数为0.15～0.5。
④ 启动风速为3～5m/s。
⑤ 停机风速为15～35m/s。
⑥ 输出功率从几百kW到几MW。
⑦ 塔架高度为30～120m。
2）垂直轴风力机。风轮围绕垂直轴转动。风轮不随风向改变而调整方向，可以接受来自任何方向的风。齿轮箱和发电机可以装在地面上，便于维修。垂直轴风力机形式有S型、Φ型、H型等。图12-8示出垂直轴风力机。
（2）发电机。它分为异步发电机和同步发电机两大类。
1）异步发电机。也称感应发电机。定子叠片铁心上都绕有三相绕组，通电后产生一个以恒定转速旋转的磁场。转子由一个两端都短接的笼形绕组构成。转子与外界没有电的连接，转子电流由转子切割定子旋转磁场的相对运动而产生。转子转速总是比定子旋转磁场速度稍高。
2）同步发电机。定子叠片铁心上都绕有三相绕组，通电后产生一个以恒定转速旋转的磁场。转子有一个通直流电的绕组，称为励磁绕组。它建立在一个恒定的磁场锁定定子绕组建立的旋转磁场。因此，转子始终能以一个恒定的、与定子磁场和工频电网频率同步的恒定转速旋转。
图12-8 垂直轴风力机
a）S型 b）ϕ型（达里厄式） c）H型（旋翼式）
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