風力渦輪機將風能轉換成機械功，並驅動發電機發電。從廣義上講，它是以太陽為熱源，以大氣為工質的熱能利用發動機。風力發電使用自然能源。比柴油發電好多了。但如果在緊急情況下使用，還是不如柴油發電機。風力發電不能算備用電源，但可以長期使用。
運營管理:
風力發電機的控制系統由工業微處理器控制，壹般由多個CPU並行運行。抗幹擾能力強，通過通信線路與計算機連接即可遠程控制，大大減少了操作的工作量。因此，風機的運行就是進行遠程故障排除、運行數據統計分析和故障原因分析。
遠程故障排除:
風機的大部分故障都可以遠程復位和自動復位。風機的運行與電網的質量密切相關。雙向保護，風機設有高低網壓、高低網頻等多重保護故障，可自動復位。由於風能的不可控性，過大風速的極限值也可以自動復位。還有可以自動重置的溫度限制，例如發電機溫度高、變速箱溫度高和低以及環境溫度低。風扇的過載故障也可以自動復位。
除自動復位失敗外，其他遠程復位控制失敗可能由以下原因引起:
1，風扇控制器誤報警故障；
2、各檢測傳感器誤動作；
3.控制器認為風扇不可靠。
運行數據的統計分析:
對風電場設備運行情況進行詳細的統計分析是風電場管理的重要內容。通過對運行數據的統計分析，可以對運行維護工作進行評估和量化，也可以為風電場的設計、風資源評估和設備選型提供有效的理論依據。
發電統計月報是運行的重要內容之壹，其真實可靠性直接與經濟效益掛鉤。其主要內容包括:月發電量、現場用電量、正常工作時間、故障時間、標準利用小時、電網停電、故障時間等。
對風力發電機組功率曲線數據進行統計和分析，可以為提高風力發電機組的出力和提高風能利用率提供實踐依據。通過對風況數據的統計和分析，可以掌握各類風機隨季節變化的出力規律，制定合理的定期維護計劃，減少風資源的浪費。
小型風力渦輪機:
風力渦輪機是壹種將風能轉化為電能的機器。從能量轉換的角度來看，風力發電機由兩部分組成:壹部分是風力發電機，其作用是將風能轉化為機械能；第二個是發電機，它的作用是將機械能轉化為電能。
小型風力發電系統的結構壹般由風輪、發電機、尾舵和電氣控制部分組成。傳統的小型風力渦輪機大多由感應發電機或永磁同步發電機加上交流/DC轉換器、蓄電池和逆變器組成。在風的吹動下，風輪旋轉，將空氣動力能轉化為機械能(速度+扭矩)。風輪的輪轂固定在發電機軸上，風輪的轉動帶動發電機軸轉動，帶動永磁三相發電機產生三相交流電。隨著風速的不斷變化，發電機產生的電流和電壓也隨之變化。產生的電經過控制器整流，由交流電變為具有壹定電壓的直流電，給蓄電池充電。電池組輸出的直流電，經過逆變器後，變成220V交流電，供給用戶的家用電器。
風力發電機根據應用場合的不同分為並網型風力發電機和離網型風力發電機。離網型風力發電機又稱獨立運行風力發電機，是應用在無電網地區的風力發電機，功率壹般較小。壹般情況下，獨立的風力發電機需要與蓄電池和其他控制裝置相結合，形成獨立的風力發電機組發電系統。這個獨立運行的系統可以是幾千瓦甚至幾十千瓦解決壹個村子的供電系統，也可以是幾十到幾百瓦的小型風力發電機解決壹戶人家的供電。
由於風能的隨機性，發電機發出的電能頻率和電壓不穩定，蓄電池只能儲存直流電能，不能直接給交流負載供電。因此，為了給負載提供穩定優質的電能，滿足交流負載的需求，需要在發電機和負載之間增加壹個功率變換裝置，它主要由整流器、逆變器、控制器和蓄電池組成。
作為農村能源的壹部分，小型風力發電系統的推廣應用將對改善用電結構，特別是偏遠山區的生產生活，促進生態環境建設的發展起到積極作用，具有廣闊的市場前景。風能具有隨機性和不確定性，風力發電系統是壹個復雜的系統。簡化小型風力發電系統的結構，降低成本，提高可靠性，實現系統的優化運行，對於小型風力發電系統的推廣具有重要意義。
風力渦輪機的維護:
風力發電機組是集電氣、機械、空氣動力學等學科於壹體的綜合性產品，各部分之間密切相關。風力發電機組的維護直接影響發電量和經濟效益的高低；風力渦輪機本身的性能也應該通過維護來保持。及時有效的維護可以發現隱患，減少故障的發生，提高風力發電機的效率。
風機維護分為兩種方式:定期維護和日常故障維護。
1，定期維護風扇
定期維護可以使設備保持最佳狀態，延長風機的使用壽命。定期維護工作的主要內容包括:風機連接器之間的螺栓扭矩檢查(包括電氣連接)、傳動部件之間的潤滑以及各種功能測試。
風機正常運轉時，由於長時間各種振動的合力，各連接部位的螺栓容易松動。為了不造成局部螺栓松動後受力不均和剪切，必須定期檢查螺栓扭矩。當環境溫度低於-5℃時，應將扭矩降至額定扭矩的80%進行緊固，當環境溫度高於-5℃時，應重新檢查。螺栓緊固檢查壹般安排在無風或多風的夏季，以避開風機的大功率季節。
風機的潤滑系統主要有稀油潤滑(或礦物油潤滑)和幹油潤滑(或油脂潤滑)兩種方式。風機齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用稀油潤滑，其維護方式為補充和取樣。如果測試結果顯示潤滑油不能再使用，則應更換。幹油潤滑部件包括發電機軸承、偏航軸承、偏航齒等。因為工作溫度高，這些零件容易變質，導致軸承磨損，所以在定期保養時每次都要補充。另外，發電機軸承的補充劑量壹定要按需要量添加，不能太多，防止過多擠入電機繞組燒壞電機。
定期維護的功能試驗主要包括超速試驗、緊急停機試驗、液壓系統元件的定值試驗、振動開關試驗和絞線開關試驗。還可以對控制器的極限設定值做壹些常規測試。
除了以上三項，定期保養還應檢查液壓油位、傳感器是否損壞、傳感器電源工作是否可靠、剎車片和剎車盤的磨損情況。
2、日常故障排除維護
風機在運行過程中，也會出現壹些必須現場處理的故障。
首先仔細觀察風機內的安全平臺和梯子是否牢固，連接螺栓是否松動，控制櫃內是否有糊味，電纜是否移位，夾板是否松動，絞線傳感器的拉環是否磨損斷裂，偏航齒輪箱、液壓油、齒輪箱的潤滑是否幹燥變質， 液壓站表壓是否正常，轉動部件之間有無磨損，各油管接頭有無滲漏，齒輪油和液壓油過濾器指示是否正常。
二是聽控制櫃內是否有放電聲。如果有聲音，可能是端子松動或接觸不良。聽偏航時要仔細檢查聲音是否正常，有無幹磨聲，發電機軸承有無異響，變速箱有無異響，剎車盤和剎車片之間有無異響，葉片的風切聲是否正常。
第三，清理好自己的工作現場，擦拭液壓站的所有部件和管接頭，以便日後觀察有無泄漏。同步電動機作為發電機運行。它是最常用的交流發電機。在現代電力工業中，廣泛應用於水力發電、火力發電、核能發電和柴油發電。由於同步發電機壹般采用DC勵磁，當它們獨立運行時，通過調節勵磁電流可以很容易地調節發電機的電壓。如果並入電網，電壓由電網決定，不能改變。此時調節勵磁電流的結果就是調節電機的功率因數和無功功率。
同步發電機的定子和轉子結構與同步電動機相同，壹般采用三相形式，只有在壹些小型同步發電機中，電樞繞組采用單相。
高速同步發電機；
由於大多數發電機和原動機是同軸聯動的，火力發電廠采用高速汽輪機作為原動機，所以渦輪發電機通常采用高速2極電機，轉速為3000 rpm(電網頻率為60 Hz時為3600 rpm)。核電站多采用四極電機，轉速為1500 rpm(電網頻率為60 Hz時為1800 rpm)。為了滿足高速大功率的要求，高速同步發電機采用隱極轉子和特殊的冷卻系統。
隱極轉子:外形為圓柱形，在圓柱面上開槽放置DC勵磁繞組，並用金屬槽楔緊固，使電機具有均勻的氣隙。由於高速旋轉時離心力巨大，要求轉子具有較高的機械強度。隱極轉子壹般由高強度合金鋼壹體鍛造而成，槽形壹般為開口形，以便安裝勵磁繞組。每極距中約1/3部分未開槽，形成大齒；其余牙齒較窄，稱為小齒。大齒中心是轉子磁極的中心。有時大齒也開壹些較小的通風槽，但繞組不嵌；有時在槽底銑壹個窄而淺的槽作為通風槽。隱極轉子在轉子體的軸向兩端還設有金屬擋圈和中心環。擋圈是由高強度合金制成的厚壁圓筒，保護勵磁繞組端部不被巨大離心力甩出；中心環用於防止繞組端部的軸向移動，並支撐擋圈。此外，為了使勵磁電流流入勵磁繞組，集電環和電刷也安裝在電機軸上。
冷卻系統:由於電機中的能量損失與電機的體積成正比，所以其大小與電機線性公制級別的三次方成正比，而電機冷卻面的大小只是電機線性公制級別的二次方。因此，當電機尺寸增大時(受材料限制，需要增大尺寸來增加容量)，電機單位表面需要散發的熱量會增加，電機的溫升也會增加。在高速汽輪發電機中，離心力會在轉子表面和轉子中心孔表面產生很大的切向應力，轉子直徑越大，應力越大。因此，在鍛造材料的許用應力極限範圍內，2極汽輪發電機轉子體的直徑不應超過1250 mm，要提高大型汽輪發電機的容量，只有增加轉子體的長度(即采用細長轉子)，增加電磁載荷才能解決。旋翼長度可以達到8米，已經接近極限。要繼續提高單機容量，只能增加電機的電磁負載。這使得大型汽輪發電機的加熱和冷卻問題尤為突出。對於5萬千瓦以下的汽輪發電機，往往采用閉路空冷系統，電機中的風扇對發熱部件進行吹風降溫。50 ~ 60萬千瓦發電機廣泛采用氫冷。氫氣(純度99%)的散熱性能優於空氣。用它代替空氣不僅散熱效果好，還能大大降低電機的通風摩擦損耗，從而顯著提高發電機的效率。但采用氫冷卻時必須采取防爆、防漏措施，使得電機結構更加復雜，增加了電極材料的消耗和成本。此外，液體介質也可用於冷卻。比如水的相對制冷量是空氣的50倍，需要的水的流量比空氣小很多。因此，在線圈中使用壹部分空心導線，在導線中使用冷卻水，可以大大降低電機的溫升，延緩絕緣老化，延長電機的壽命。
低速同步發電機；
大部分是由低速水輪機或柴油機驅動的。電機的極數從4到60不等，甚至更多。對應轉速為1500 ~ 100轉及以下。由於轉速低，壹般采用對材料和制造工藝要求不高的凸極轉子。
凸極轉子的每個磁極往往是用1 ~ 2mm厚的鋼板，用鉚釘組裝成壹個整體，磁極上套有勵磁繞組。勵磁繞組通常由扁平銅線制成。阻尼繞組通常安裝在磁極的極靴上。它是極靴阻尼槽內的裸銅條與兩端焊接的銅環形成的短路。磁極固定在轉子軛上，轉子軛由鑄鋼制成。凸極轉子可分為臥式和立式。由內燃機或沖動式渦輪機驅動的同步電機、同步攝像機和發電機大多采用臥式結構；低速大容量水輪發電機采用立式結構。
臥式同步電動機的轉子主要由主極、磁軛、勵磁繞組、滑環和轉軸組成。其定子結構類似於異步電動機。垂直結構必須承受機組旋轉部分的重力和推力軸承承受的水的向下壓力。在大容量水輪發電機中，這個力可高達40-50兆牛頓(約相當於4000-5000噸的重力)，所以這種推力軸承結構復雜，加工工藝和安裝要求很高。根據推力軸承的放置位置，立式水輪發電機分為懸掛式和傘式。懸浮推力軸承置於上機架的上部或中部，在轉速較高、轉子直徑與鐵心長度之比較小的情況下，機械穩定。傘狀推力軸承放在轉子下部的下機架上，或者放在汽輪機的頂蓋上。承重架是較小的下機架，可以節省大量鋼材，降低發電機和廠房離底座的高度。
同步發電機的並聯運行大多數同步發電機並聯運行，並網發電。並聯運行的同步發電機必須在頻率、電壓和相位上保持壹致。否則，在並聯切換的瞬間發電機之間會產生內環流，造成擾動，嚴重時甚至損壞發電機。但兩臺發電機並聯運行前，壹般來說，其頻率和電壓的大小和相位並不完全相同。為了使同步發電機並聯運行，首先必須有壹個同步並聯過程。同步並置的方法可分為準同步和自同步。同步發電機投入並聯運行後，各發電機的負荷分配取決於發電機的速度特性。通過調節原動機的調速器，改變發電機組的速度特性，可以改變每臺發電機的負荷分配，控制每臺發電機的發電量。通過調節每臺發電機的勵磁電流，可以改變每臺發電機的無功分布，調節電網電壓。
永磁同步風力渦輪機；
永磁同步風力發電機(PMSG)以其機械損耗低、運行效率高、維護成本低等優點，成為繼雙饋感應風力發電機之後的又壹重要風力發電機機型，受到廣泛關註並逐步投入使用。永磁同步風力發電系統的基本結構如圖1所示，主要由風力發電機、永磁同步電機、變頻器和變壓器組成。
永磁同步風力發電的基本原理是利用風力驅動風力發電機的葉片旋轉，拖動永磁同步發電機的轉子旋轉實現發電。永磁同步風力發電系統類似於籠型變速恒頻風力發電系統，只是使用的發電機為永磁發電機，轉子為永磁結構，不需要提供外部勵磁功率，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現的，永磁同步發電機的變頻交流電通過變頻器轉換成電網中同頻率的交流電，從而實現風力發電的並網，所以變頻器的容量與系統的額定容量相同。
在過去的幾十年裏，由於永磁材料和電力電子器件性能的提高，永磁同步發電機越來越受到人們的關註。永磁同步風力發電系統具有以下特點:
1，永磁同步發電機系統不需要勵磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數高、可靠性好等優點；
2.變速運行範圍廣，即超同步運行或次同步運行；
3、轉子無勵磁繞組，磁極結構簡單，變頻器容量小，可做成多極電機；
4、降低同步轉速，使風力發電機和永磁發電機可以直接耦合，省去了風力發電系統中的齒輪增速箱，減少了發電機的維護工作，降低了噪音。
適用場合:
1.在電力設施匱乏、交通不便、常規燃料匱乏，但風力資源豐富的地區，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設備提供電力；
2.在單機容量相對較小的風電場，永磁同步發電系統可以高效並網；
3、為農村、牧區、邊防哨所、氣象臺等偏遠、輕負荷用戶，提供交流或DC電源。在日常生活中，用交流發電機給電氣設備供電時，經常會發生電氣設備不能正常工作的情況。原因是發電機輸出的交流電不夠穩定。這時候就需要壹個電源穩壓器來穩壓，也就是日常生活中常用的交流穩壓電源。交流穩壓電源能將發電機的輸出電壓精度穩定在電氣設備正常運行所允許的範圍內。
交流發電機結構
交流發電機的結構有點復雜。但無論是單相還是三相，都是由以下幾個主要部分組成的:
⑴勵磁部分:包括勵磁機和磁場部分。
(2)電樞部分。
⑶圍欄部分:包括鐵架和設備準備部分的框架。異步發電機也叫“感應發電機”。壹種交流發電機，利用定子和轉子之間氣隙中的旋轉磁場和轉子繞組中的感應電流之間的相互作用。轉子的旋轉方向與旋轉磁場的旋轉方向相同，但轉速略高於旋轉磁場的同步轉速。它常用作小功率水輪發電機。
由於交流勵磁發電機轉子由交流電壓勵磁，運行方式靈活，在解決抽水蓄能電站連續工頻過電壓、變速恒頻發電和電動發電機組調速等問題上具有無可比擬的優勢。交流勵磁發電機的主要運行模式如下:
1)運行在變速恒頻模式；
2)以大範圍無功調節方式運行；
3)在發電-電動模式下運行。
隨著電力系統傳輸電壓的提高和線路的增長，當線路的傳輸功率低於自然功率時，線路和電站就會出現持續的工頻過電壓。為了改善系統的運行特性，許多技術先進的國家在6世紀初就開始研究異步發電機在大電力系統中的應用，認為采用異步發電機可以提高大系統的穩定性、可靠性和運行經濟性。
異步發電機因其維護方便、穩定性好，常作為小功率水輪發電機並網運行。當異步電動機的轉子被原動機沿磁場旋轉方向拖動，其轉速超過同步轉速時，電動機進入發電機運行，原動機輸入的機械能轉化為電能送入電網。此時電機的勵磁電流取自電網。
異步發電機也可以與電容器並聯，由自身剩磁激勵獨立發電(見圖)。此時，發電機的電壓和頻率由電容值、原動機轉速和負荷大小等因素決定。當負載發生變化時，壹般需要相應調整並聯電容值，以保持電壓穩定。由於異步電動機在並聯電容器時可以不需要外部勵磁電源而獨立發電，所以在負載穩定的情況下是可取的。比如可以作為農村簡易電站的照明電源，也可以作為備用電源。測速發電機是壹種測量轉速的微型發電機。它將輸入的機械轉速轉換成電壓信號輸出，要求輸出的電壓信號與轉速成正比。
測速發電機的分類:測速發電機可分為DC測速發電機和交流測速發電機。
DC測速發電機:DC測速發電機本質上是壹種微型DC發電機，根據定子磁極的勵磁方式可分為電磁式和永磁式。DC測速發電機的工作原理與壹般的DC發電機相同。
交流測速發電機:交流異步測速發電機的轉子結構為籠形或杯形，控制系統中常采用空心杯轉子異步測速發電機。空心杯轉子異步測速發電機的定子上有兩個繞組，壹個是勵磁繞組，另壹個是輸出繞組。
交流異步測速發電機的誤差主要包括:
非線性誤差:測速發電機因直軸磁通變化產生非線性誤差；
殘余電壓:在實際運行中，當轉子靜止時，測速發電機輸出較小的電壓；
相位誤差:由於勵磁繞組的漏抗和空心杯轉子的漏抗，輸出電壓的相位與勵磁電壓的相位不同。
交流同步測速發電機分為永磁型、感應型和脈沖型。柴油發電機組是壹種獨立的發電設備，是指以柴油為燃料，以柴油機為原動機，帶動發電機發電的動力機械。整個機組壹般由柴油機、發電機、控制箱、油箱、起動和控制用蓄電池、保護裝置、應急櫃等部件組成。整體可以固定在基礎上定位使用，也可以安裝在拖車上移動使用。柴油發電機組屬於間斷運行發電設備。如果連續運行超過12h，其輸出功率將比額定功率低90%左右。