一、选题背景及意义

能源一直是人类社会发展的过程中不可忽视的话题，它对整个社会的发展以及进步起着不可替代的作用，能源在不同的时代有着不同的结构，一直变化着以推动整个人类社会的向前发展，优质的能源结构促进经济的发展。

现如今，化石能源的大量使用，给人类社会带来了需要立即面对的问题，一方面由于地球上的化石能源十分有限且不可再生，如果一直依赖于以化石能源为主要结构的能源消耗体系，未来地球将面临着化石燃料的枯竭；其次，如果长期使用化石能源，其在消耗过程中所产生的二氧化硫，氮氧化物，一氧化碳，硫化氢，二氧化碳以及大量粉尘和烟雾都会对人类生活的环境造成很难逆转的消极影响。因此，为了能够有效解决化石能源所带来的资源短缺以及严重的环境污染问题，粗犷低效的传统能源利用方式已不符合于当今社会的要求，应必须大力提倡低碳生活，用可再生能源来代替现如今正大范围大比例使用的不可再生的化石能源，改善现如今的能源结构组成。

从上个世纪的七十年代开始，各国政府和国际组织不断投入了大量的资金和人力用于研究可再生新能源，以更好的普及可再生能源。可再生能源相比传统的化石能源而言，具备许多值得一提的优点。首先，化石能源的储藏是有限的，随着资源的大量使用消耗，其不仅价格会日渐增涨，而且终究会有枯竭的一天；其次，化石能源会在燃烧的过程中产生大量的二氧化碳，会让地球变暖，造成温室效应愈来愈严重的状况。相较于化石能源，可再生能源在使用过程中，如风能，水能，太阳能，不会排放温室气体；最后，因为为了增进能源供应安全，减少对进口化石能源的依赖，并满足对可持续性能源的需求。

可再生能源的种类有很多，包括太阳能、水能、风能、海洋能、地热能、核能以及生物能等，这些可再生能源都是清洁并且没有污染的新型能源，能够反复使用，而且能够有效解决并且应对能源短缺和给环境，自然造成的污染等问题，是整个社会持续健康发展的重要组成部分。可再生新能源的研究不仅在我国，更是整个世界关注研究的重要课题。虽然目前对可再生能源的利用还存在许多挑战，如利用效率低，技术水平低，成本高，补贴资金缺口扩大等问题，但是对可再生能源的开发与利用是大势所趋，随着科学技术的发展，目前所面临的一些问题也会逐渐被克服。

风是一种充满巨大潜力的新能源，目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一，并且地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。与太阳能、海洋能以及核能等可再生能源发电相比较，风力发电技术是目前来说发展相较而言更为成熟、应用前景，道路也更好的一种发电技术。

风力发电，简单来说，就是把风的动能转变成机械动能，然后再利用风力发电机把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，从而把机械能转化为电能。 风力发电的过程中，因为不需要使用燃料，所以也不会产生辐射或空气污染。

我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。风力发电以其建设周期较短、安装机组的规模灵活多变、运行和维护成本较低、占地面积较小、清洁无污染并且不消耗化石燃料等为优势，正是由于风力发电具有这些优点才使得风力发电技术在全世界范围内得到了迅猛的发展。但与此同时，风力发电虽然清洁环保，但具有一些显而易见的缺点，如发电波动性、随机性、间歇性，不同于水电、火电等常规发电方式的稳定性和可预测性，风能的随机性和不可预测性使得电力系统接入风电后的运行调度更加困难，这给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战，但是随着风力发电技术的发展，这些困难和问题会被克服。另外，当风力发电在电网中占较大比例时，若电网发生故障时，传统上采取风力发电机组自动解列的方式来保护自身发电设备的安全，这样虽然保护了发电设备的正常，但一旦发生故障便自动解列，其后果将会更加严重，会导致大电网的故障进一步加剧，严重情况下，甚至可能会导致电网瘫痪，给电网的安全稳定运行造成非常严重的影响。因此，对电网故障情况下，研究如何有效控制风力发电机的策略和措施显得尤为重要，另外，由于发生在电网的故障大多数情况下都不是三相对称故障，在这种情况下，通过对负序分量的控制来达到提高电力系统稳定性的目的是十分必要的。

二、 风力发电的研究现状

（1）风电产业发电现状