电能来供人们利用。据材料记录人类从很早就已经使用风能来提供动力，驱动帆船是最早对风能的利用，从公元前年人们通过风力驱动航船沿着尼罗河逆流而上，到公元年维京人开始利用风能来对大西洋进行开发利用。风能比较其余能源具备较为显著的优势，再者风能具有较高的经济可行性和相对较为成熟的技术,凭借着这优点风能立即跻身世界新能源领域的焦点，并被利用在发电上，我们称之为风力发电。年的世界环境与发展大会重点强调了可再生能源的开发及利用对环境与社会发展具有深远的意义,这主题迅速在世界各国达成共识。可见开发利用新能源对每个国家都是十分迫切需要的。风能的开发与利用对电力工业进行了重新塑造,给面临着能源危机的电力工业带来了转机，也为能源危机带来了新的福音。风力发电技术的应用从八十年代中期以来受到普遍重视,随着科学技术的不断突飞猛进,尤其是是尖端航天技术空气动力学和大功率电力电子技术逐渐应用于新型风力发电机组的开发与研制中,使风力发电迅速发展起来。我国人口众多，而化石能源特别是煤炭和石油的严重不足,生产量远远满足不了人们的需求，随着时间的推移，能源的消耗逐渐增加，同时由于煤炭石油的大量使用，中国也成为重要的石油的进口国之,并且进口石油的数量逐年上升,对国际能源市场的依赖性也越来越大。下图是从年到年我国石油可供量石油生产量石油进口量的数据。表石油可供生产进口量时间石油可供量万吨石油生产量万吨进口石油量万吨通过上表可知，进口量逐年增长，因此开发和利用环保经济的新能源变得更加迫切。我们中国的风力资源非常丰富，已探明的风能理论储量是亿千瓦，因此有效的开发和利用风能已经成为我国实现可持续发展和保护生态环境的基本国策之。风能对比其余的可再生能源，如光伏潮汐能海浪能，风力发电又是种技术上比较成熟而且比较容易掌控的可再生能源，所以在面对能源危机的今天对其的研究与开发具有十分重要的意义。风力发电技术发展历史与现状风力发电的发展历史风力发电于世纪末和世纪初期开始出现，并且德国法国丹麦苏联和美国先后研制了用于实验性的风力发电机组。年，丹麦政府就开始制订了项对于风力发电的方案，年的不断研究与努力之后，首批台单机功率为千瓦的风力发电机诞生了，随后发展到台。发展到今天，丹麦已经逐渐发展为世界上风力发电设备的生产大国。战期间，战争促进了螺旋桨式飞机的发展，近代空气动力学理论对其的研究与发展起了至关重要的作用。于年，世界上最大的台采用螺旋桨式叶片设计的千瓦的风力发电机在前苏联设计建造成功。随着工业技术的不断发展，风力发电技术的研究热潮开始在世界各国迅速展开。在年，风机在美国诞生，该风机的同步发电机为，叶轮直径为米，由不锈钢制成的风叶与主轴相连接。风机通过对液压的控制来改变桨距从而实现对转速和功率的调节与控制。风机有效结合了机械工艺技术与空气动力学，代表了当时风力机的技术发展水平，可惜，这台大型的风机并没有运行很长时间，年因故障被迫停止运行。第二次世界大战后，由于战争带来的影响，化石燃料的价格降低使风力机发电的步伐进步放缓。但是这并没有影响到局部地区风力发电的发展，相反些小型的风力发电机在美国的些迫切需要电力的边远地区得到了迅猛的发展。兄弟发明了通过三个小叶片直接驱动直流发电机的小型风机。很快这种发电机被大量的生产并使用。上世纪年代大型风力机的商业化逐渐来临，其首先出现于以丹麦为代表的北欧，随着不同种类不同原理的风机的接连问世，市场竞争也越开越激烈起来，三叶片风力发电机逐步突出成为风力发电机的主流。总之，风力发电在百多年的曲折发展中不断地尝试与创新，当然，在此期间，有过成功，也有过失败，但是无论成败都为风力发电技术的更好利用积累了宝贵的经验，在未知中不断探索，在失败中不断改进。风电技术也开始有大陆向海上发展起来，我们中国也已经建造海上风电场。风能作为在世界上占有重要地位的主要能源之，到年全球风力发电新装机容量为，而全球各种发电总的为。与年的市场容量相比，增加了，装机容量增加了。图世界风力发电装机容量增长从以上的柱形图可以清楚地看出从年以来世界风力发电装机容量呈现明显的增长趋势，并且随着年份的增长速度逐渐加快，从年的经过年迅速增长到年的，再到年达到近，可以看出运用风力来发电具备良好的发展潜力。风力发电技术发展状况风力机技术是种相对来说性价比较高的技术，风电技术也逐渐成为些科研人员研究的热点。风力发电的过程跟电风扇的工作原理相反由风能到机械能再到电能，风扇则是通过利用电能转变为风能。其中，整个过程的重点是将机械能转换为电能的过程，因此风力发电技术研究的个重点，就是研制种发电机系统，这种系统要有利于风电的转换。随着时间的推移，新技术的不断开发及利用，全球的累计装机容量也随着时间逐渐的快速增长。由全球风能协会的统计，年，世界风力发电总的容量为，年增长到，如表所示。表年至年全球风力发电累计装机容量年份年累计装机容量从上表可以看出，年全球的累计容量为兆瓦，并以较快的速度逐年增长，并且增长速度越来越快，到年，装机总容量已经达到，可以发现，风力发电技术正在迅速的增长，相信这种增长势头将会继续持续下去。风电国外现状世纪末，用于发单位为当风速定时，风力机机械功率的大小取决于的大小。与桨距角叶尖速比构成非线性关系。其数学关系式为其图像为图与的关系图像从图像中可以看出，桨距角在左右，叶尖速比在左右，其功率转换系数可取得。实际风力机功率输出模型综合以上论述，可得实际风力机的功率输出模型示意图如下图实际风力机功率模型示意图从轮毂到发电机转子之间的机械传动部分，可以近似用届惯性环节来描述，如式所示式中，为机械传动部分的时间常数，单位为发电机转子轴上的机械转矩，为风力机末端轴上的机械转矩，为由于本文研究对象为双馈变速恒频发电机组中的风速模型和风力机模型，因此风力机桨距角的类型为变桨距角，并由控制机构控制以配合风速变化。控制机构在本文中非重点研究对象，可将其对桨距角的控制从外部视为功率系数维持在个较高的值附近，这在实际操作中是可以实现的。同时这对提高风力机捕获风能的效率具有极为重要的意义。由此可将功率系数简化为个定值，。其风力机的代码为图风力机模型上图中为组合风速的子系统封装，如下所示图组合风速模型为风力机功率输出的数学模型,其程序代码为其风力机功率输出仿真图形为图风力机功率输出仿真图形风力机仿真结果分析上图为风力机功率输出的仿真图形，由上图可知，在个风速周期内即,风力机功率的输出功率随着时间不断发生变化，功率的最高值可以达到。把功率输出图形与组合风速仿真图形相比较，风力机的功率输出图形的变化趋势与风速仿真变化的趋势基本致，这也证实了变速恒频风电机组中风力机的转速随风速的变化而变化，其功率自然也随着风速而变化。与传统的恒速风电机组相对比，变速恒频风电机组对风能的捕获效率明显增高，可以凸显出风能高效利用的优势。同时变速恒频风电机组中没有机械恒速控制装置，减少了故障率和机械摩擦，在提高可靠性的同事也降低了制造成本，举两得。有了这优势，未来风电机组的发展方向将与变速恒频风电机组密切相关。结论与展望本论文的写作目的在于建立基于环境下的风力发电机组中风速和风力机模型的运行仿真,介绍了风速模型在风力发电过程中的重要意义，并采用组合风速模型将各种自然风速进行建模，仿真结果良好的描述了风速的规律性随机性的特点，说明了组合风速不仅能良好的反应自然风速的特性，避免风速模型计算的复杂性，并且通过有针对性的考验了风力发电系统在不同风速时的性能，为实验室风力发电的研究提供了理论基础。通过模拟现实中风力机运行情况，不断地改进缺点，为风力发电的更好更快地发展起到了十分重要的作用，为更大容量更高效率并且更加经济的风力发电机组的实现提供实验模拟基础。现在，主要的发电技术由火力发电水力发电核发电跟风力发电。火电依赖于化石能源，水电也存在着建造费用高，发电容量小的缺点，至于核电也存在着核辐射的不足。相比之下风力发电的优势比较明显，相信用不了多久风力发电将会成为为人类供应电能的主要力量。论文的研究总结如下课题进行前，对这方面的国内外现状的了解比较少，也比较模糊，所以在图书馆查阅了大量的相关的参考文献，了解了该项目的国内外技术的发展现状，充分认识到了风力发电这可再生能源所具有的独特优势与发展潜力，同时也感受到风力发电近几年在各国的迅猛发展。总之，利用风能这不尽的资源进行发电，再加上其技术成熟的巨大优势，因此风力发电的地位是其他可再生能源无法替代的。当今社会，世界经济快速增长，随之越来越多的企业产生并随之壮大，人民的生活水平也不断的提高，伴随着生活水平的进步必定造们的生产生活所用电量也快速上涨。风能凭借着它永不枯竭的优点迅速的被世界各国所认可并迅速发展起来。对机组类别的研究可知当前主要存在双馈式风力发电机组和直驱式永磁风力发电机组这两种风电机组，而其中双馈变速恒频风力发电机组是目前风能利用效率最高的机组之。其较高的风能利用效率使其具备无可比拟的优势，同时也使技术面临着更高层次的挑战。相信双馈变速恒频发电机组将会成为风电领域的主流机组。参考风速理论模型，利用其数学模型在环境下进行风速仿真。首先对其单风速进行各自仿真并输出仿真图像进行分析，然后将单风速组合成组合风速来模拟实际当中的风速。对组合风速的输出图像进行分析可知其能较为正确的反映实际的风速情况，为我们今后开发研究更有效便捷的风力发电系统打下了坚实的基础。总之，风力发电是个十分重要并且较为迫切的话题，怎样更有效的开发和利用风能必将成为今后能源方面的个重要的问题，因此，这就要求要有更多的人力资源投入到风能这新能源的开发中去。为世界的高速发展提供能量，为环境的污染减轻压力，在为我们这代人自身发展的同时也为子孙后代造福。我们国家虽然在风力发电这方面已经取得了定的进展，但是相比西方的些发达国家还是存在着较为明显的差距，因此我们应该在保持自身技术快速发展的同时积极的学习和引进先进国家的经验与技术，只有这样我们才能真正的成为世界上的能源大国。新世纪的年轻人，必须担起这重任，为国家为子孙更是为自己贡献自己的份绵薄之力。参考文献王化玉我国风电产业竞争力及