风力发电机组的分类及特点

风力发电机组的类型主要从两个方面来分，一方面是按功率大小来分，另一方面是按结构形式来分。

1.按装机容量大小分

（1）微型0.1～1kW；

（2）小型1～100kW；

（3）中型100～1000kW；

（4）大型1000kW以上。

2.按风轮轴方向分

（1）水平轴机组 水平轴机组是风轮轴基本上平行于风向的风力发电机组。工作时，风轮的旋转平面与风向垂直。

水平轴机组随风轮与塔架相对位置的不同而有上风向与下风向之分。风轮在塔架的前面迎风旋转，叫做上风向机组，如图1-1所示。风轮安装在塔架后面，风先经过塔架，再到风轮，叫做下风向机组。上风向机组必须有某种调向装置来保持风轮迎风。而下风向机组则能够自动地对准风向，从而免去了调向装置。但对于下风向机组，由于一部分空气通过塔架后再吹向风轮，这样，塔架就干扰了流过叶片的气流，形成所谓塔影响效应，影响风力机的出力，使性能有所降低。

图1-4 垂直轴风力发电机组

（2）垂直轴机组 垂直轴机组是风轮轴垂直于风向的风力发电机组，如图1-4所示。其主要特点是可以接收来自任何方向的风，因而，当风向改变时，无需对风。由于不需要调向装置，使它们的结构简化。垂直轴机组的另一个优点是齿轮箱和发电机可以安装在地面上。

由于垂直轴机组需要大量材料，占地面积大，目前，商用大型风力发电机组较少采用。

3.按桨距角的变化分(www.xing528.com)

（1）定桨距机组 叶片固定安装在轮毂上，角度不能改变，风力机的功率调节完全依靠叶片的气动特性。当风速超过额定风速时，利用叶片本身的空气动力特性，减小旋转力矩（失速），维持输出功率相对稳定。

（2）变桨距（正变距）机组 当风速过高时，这种机组通过改变桨距角，使功率输出保持稳定。同时，机组在起动过程也需要通过变距来获得足够的起动转矩。采用变桨距技术的风力发电机组还可使叶片和整机的受力状况大为改善，这对大型风力发电机组十分有利。

（3）主动失速型（负变距）机组 这种机组的工作原理是以上两种形式的组合。当风力机达到额定功率后，相应地增加攻角（叶片翼型上合成气流方向与翼型几何弦的夹角），使叶片的失速效应加深，从而限制风能的捕获，因此称为负变距型机组。

4.按发电机转速高低分

（1）高转速发电机型 发电机转子的转速在同步转速附近。通常，风轮的转速较低，达不到发电机发电的要求，必须通过齿轮箱的增速作用来实现。齿轮箱的主要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。故也将齿轮箱称之为增速箱。

（2）直接驱动型 应用多极同步风力发电机，可以使机组在低转速下运行。能够去掉风力发电系统中常见的齿轮箱，让风力机直接拖动发电机转子运转在低速状态，这就没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高和维护成本大等问题，提高了运行可靠性。

（3）中转速发电机型（“半直驱”）这种机组的工作原理是以上两种形式的综合。采用中转速发电机，减少了传统齿轮箱的传动比，同时，也相应地减少了多极同步风力发电机的极数，从而减小了发电机的体积。

5.按发电机转速变化分

（1）定速（又称恒速）定速风力发电机组是指其发电机的转速恒定不变，即不随风速的变化而变化，始终在一个恒定不变的转速下运行。

（2）多态定速 多态定速风力发电机组中包含两台或多台发电机，根据风速的变化，可以有不同大小和数量的发电机投入运行。

（3）变速 变速风力发电机组中的发电机在转速随风速时刻变化的状态下工作。目前，主流的大型风力发电机组都采用变速恒频运行方式。