随着人类社会的发展，地球上煤炭、
石油、
天然气等地下资源正面临着枯竭的危险，同时严重的环境污染也成为威胁人类生存的主要问题。发展利用
风能源巳成为我国长期的能源战略，目前我国
风力发电装机容量仅占我国可利用风力资源0.1%，根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，风电到2020年很可能超越核电，成为我国第三大发电形式。在风力发电中如何提高
风能利用率及风电质量是至关得要的，是首先要面对并解决的工程技术，它和采用哪种风力发电技术有直接的关系，传统上可分为“恒速恒频”和“变速恒频”2种风力发电技术。“恒速恒频”技术中风力机的叶轮速始终保持不变以达到标准的频率、电压等电力要求，该技术只能在某一风速下风力机都能获得最大的
风能利用，自20世纪70年代中期形成以来，变速恒频技术巳越来越受到重视，并逐步得到应用，但由于该技术的恒频控制装置，较为复杂和昂贵，因而还没有大量地被采用：“多级变速”风力发电技术中风力机的叶轮能在几个叶轮转速点，可实现几个风速下风力机获得最大的
风能利用，并输出频率恒定的电能，该技术风能利用率相对较高、经济实用、简单可靠。
一、风能利用比较分析
风能利用率与风力机输出功率系数有直接的关系，而功率在特定的风力条件下主要受风力机叶尖速功率才达到最大值，且尖速比离该点越远风力机输出功率下降越快，风能利用就绪越低。传统的“恒速恒频”的风力机转速始终保持不变，而当风速变化时叶尖速比值必然发生变化，显然不可能保持在最大值，其风能利用率也相对较低；只有风机叶轮转速和发电机主轴转速随风速的变化可在很大范围内变化，才能使用力机的叶尖速比处于或接近于最佳值，从而最大限度地利用风能，这种技术称为变速恒频风力发电技术。假设恒速恒频风力发电方式在10m/s风速时获得最大风能，即该点功率系数最大。
二、多级变速风力发电优点
多级变速风力发电的技术方案尽管增加了一个小功率的多极对数发电机，设置了一个变速器，但其优点也是明显的，主要有以下几点：
1、 相比恒速恒频发电机系统的增速箱，多级变速风力发电的变速器为低变速箱，降低了润滑要求，减少了维护费用。
2、 小功率的多极对数发电机和永磁直驱发电机相比，极对数并不多，并且是小功率电机，其体积不足以影响风机气流，成本也相对不高。
3、 由于风速不大、风机输入功率较小时，只有小功率发电机起发电作用，不存在“大功率发小电”现象，提高了发电机的效率，延长了大功率发电机的夀命。
4、 把发电机的电力频率和机械转速，通过绕线型异步发电机“合频”，降低了大功率发电机的机械增速比，基本实现了“直接驱动”
5、 通过变速器的机械变速和发电机定子绕组的变极，实现风机叶轮转速在一定范围内能有级变化，使得叶轮在一定范围的风力变化中都能以较佳的叶尖速比捕捉风能，提高风能利用率。控制发电机转子绕组的电阻值，改变电机的滑差率，进一步扩大了叶轮转速的变化范围。
综上所述，多级变速风力发电技术的核心在于：按照风力大小变化特点，增加了一个小功率的多极对数发电机，利用绕线式异步发电机“合频”特性，既提高了发电机发电效率，又降低了大功率发电机的机械增速比，基本实现了“直接驱动”；同时，通过机械变速和电机变极，实现风机转速在一定范围内能有级变化，并使电能保持恒频，提高了风能利用率。
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