風能是豐富、清潔、可再生的能源，實現風能-機械能-電能的可靠性、高效率、經濟轉換和傳輸是重要的研究課題。風能和太陽能一樣，是可再生資源，清潔、豐富、一次性。在社會經濟發展的過程中，它變成了越來越受到重視的能源。風能儲量非常大，全球風力資源總量約為2.74×109兆瓦。這些總能量大部分都可以被我們利用，比可以開發利用的水資源多十倍。目前世界上有三個風力發電市場，分別是美國、德國和西班牙，中國一直有很多風力儲備。由于中國幅員廣闊，這些能源分布廣泛，加上中國近年來的風力發電產業技術。在當今中國，風力發電行業將具有非常廣闊和充滿活力的發展前景，并將處于快速發展的狀態。目前，風力發電設備容量的國產化和規模化不斷實現，可以降低風力發電成本。因此，風電行業將成為一些人實現財富夢想的投資目標。

風力發電機是將風能轉換為電能的裝置，主要由風輪、機艙、塔架和整體基礎座構成。風輪部分包括葉片和輪轂，其工作原理是葉片本身成為空氣動力學的外在形式，受氣流沖擊時可以形成一定的力，使風輪在這種力的作用下開始旋轉，最后輪轂將扭矩傳遞到主傳動系統內部。機艙包括底盤、整流蓋和機艙蓋，除主控制面板外，其他重要部件安裝在底盤上。通過塔架可將機艙提升到預定位置，塔架上還有其他重要部件，包括連接電機和主控制器的線路、人員上下所需的梯子等。基礎基座主要由鋼筋混凝土堆積而成，可將整個風力發電機牢牢地安裝在地面上，還可連接防雷接地裝置。

依據不一樣的機組特性和應用目地，風力發電機組的主要類型及其控制系統特性歸納為：依據容量，我們能夠將發電機組歸類為三類型：容量小于10kW的小型發電機組；容量小于9kW的99kW的中型發電機組；容量小于99KW的大型發電機組。根據主軸與水平地面的關系，可分為水平軸和垂直軸兩種單元。在這兩個發電機中，前者是成功的發電機，其優點是將風輪放在高處，避免表面狀態對風輪運行的影響。水平軸發電機的主要部件，如發電機、方向調節裝置和主軸，均在發電機艙內。

我們可以將風力渦輪分為單葉風力渦輪、雙葉風力渦輪、三葉風力渦輪和多葉風力渦輪。根據風輪的位置，可分為逆風風機和順風風風機。根據單元傳動鏈的類型，可分為直驅風力發電機、雙饋變速恒頻風力發電機和混合風力發電機。直驅式永磁同步發電機與風力發電機直接連接，轉速低，極多，固定轉子尺寸大，結構扁平，旋轉慣量大，有利于穩定風力不穩定帶來的電位波動。直行式風力發電機屬于無齒輪箱變槳變速類，風力發電機軸不通過其他部件與低速發電機連接，因此直行式風力發電機應采用全功率變流器。至于雙饋變速恒頻風力發電機，其內部安裝的風力發電機葉片的槳距角不固定，可根據實際需要適當調整。此外，該型風力發電機內部選擇雙饋發電機，可調節速度，同時傳輸的電能為恒頻恒壓。混合風力發電機采用單級齒輪箱和中速發電機，是直行風力發電機和傳統風力發電機的混合體。風力發電機有很多種類，但占主導地位的是三葉、水平軸、逆風、變槳、變速、恒頻風力發電機。

發電機能進一步將葉輪旋轉產生的機械動能轉化為電能。發電機配備的電機屬于多極永磁同步范疇，具有結構簡單、運行可靠、效率高、體積小的優點。永磁同步發電機額定功率1580kW，額定轉速20.5rpm，轉速范圍9rpm~17.3rpm，極數88，額定電壓690V。

自動偏航系統可根據風向標提供的信號自動確定風力發電機的方向。當風向偏時，控制系統根據風向目標的檢測信號控制偏航驅動裝置，使機艙逆風偏航。偏航系統在運行中有阻尼控制，使裝置的偏航旋轉根據優化的偏航速度更加穩定。有控制柜、電梯、偏航系統、熱交換系統等。機艙內，外有測風系統。機艙底座可將葉輪和發電機的靜、動載荷傳遞給塔架。

風速計和風向標傳感器設置在機艙后部，風向標信號反映了鼓風機和主風向的偏差。當風向續變化時，控制器根據風向標傳遞的信號，控制三個偏航驅動器的旋轉機艙與主風向對齊。

制動系統配有三個獨立的葉片傾斜系統。即使其中一個槳分系統的劃分失敗，另外兩個劃分也可以獨立完成劃分空氣的制動，確保單元能夠正常停止運轉。液壓制動器安裝在馬達內部，其主要功能是將單元保持在設定的停止位置。電氣控制系統有正常運行控制、運行狀態監控和安全保護三個功能。

隨著電力電子技術的發展，電力轉換裝置在風力發電中得到了廣泛的應用，發揮了重要的作用。為了提高風能的利用效率，需要實現變速運行，即實現變速恒頻風電系統。風力發電機采用永磁同步發電機，將交流電轉換成直流電，然后通過適當控制的變頻器轉換成恒頻恒壓交流電，然后通過升壓變壓器接入電網，使變頻器的調制信號逐漸變化，使變頻器在網后輸出電壓相位領先，從而逐漸增大風力發電機對電網的輸送功率。

由于電力電子轉換器可以實現電壓和頻率的轉換，無論發電機產生的功率是什么樣的電壓和頻率，都可以通過轉換器進行轉換，然后并網，實現變速運行，風能利用效率高。另外，機電系統通過變頻器解耦，不存在同步電機角的穩定性。變流器還具備一定的無功功率控制能力，改進了風力發電的電壓問題，變速恒頻風力發電系統的一個重要優點就是說能夠力發電機在多風地區運行在最佳狀態。

直驅式永磁發電機在變速恒頻并網運行時無電流沖擊，使發電系統正常運行。原因是通過變頻裝置控制電流輸出。由于同步發電機組在運行過程中沒有與電網連接，風輪和發電機在運行過程中可以有不同的速度，同時也可以避免并聯網運行中的任何錯誤。在風力發電運行系統中，通過阻抗匹配和功率追蹤可以調節輸出功率的承載能力，保證風力發電機組能夠在最佳狀態下繼續運行，盡量向電網輸送最大功率。

如今，科技的發展導致風電水平的快速提高，風電設施和設備的逐步完善。從目前情況來看，風力發電的主要發展方向體現在傳動技術從結構設計向緊湊、靈活、輕量化發展的地理區域逐漸從陸地轉移到海洋。由于廣闊的領海面積、可觀的海岸線延伸和豐富的可應用于風力發電領域的資源，海上風力發電場將是未來中國風力發電的重要發展項目。大規模、高集中度、遠距離、大規模發展也使風力發電成本持續下降，逐漸接近正常能源。儲能系統在風力發電和網絡中的應用優化了風力發電的經濟性。風力發電基地多終端直流系統風力發電場的互聯可以實現獨立的有效和無效功率控制，具有較好的控制性。多終端直流系統的互聯可以提高風電場電能傳輸的可靠性和靈活性。