风力发电系统主要由以下核心部件和系统组成，涵盖从风能捕获到电能输出的完整流程：

一、风能捕获系统

风轮（叶片）

采用飞机翼型设计，通过螺旋桨叶捕捉风能并传递至转子轴心。叶片长度可达20米以上，转速范围通常为19-30转/分钟。

塔架与基础结构

支撑整个风电机组，需具备高强度和抗风能力。基础设计需考虑地质条件，确保稳定性。

偏航与变桨系统

- 偏航系统：

通过调整风叶方向（俯仰控制）优化风能捕获效率，通常采用液压或电动执行机构。

- 变桨系统：改变叶片桨距角（叶片角度调整），以适应不同风速条件，提升发电效率。

二、能量转换系统

齿轮箱

将风轮的低速旋转（约1500转/分钟）提升至发电机所需的高速（如1000-3000转/分钟），传动效率通常达90%以上。

发电机

将机械能转换为电能，常见类型包括异步发电机和永磁同步发电机。现代大型机组功率可达兆瓦级。

三、电力传输与控制系统

控制器

监测风速、风向等环境参数，调节偏航、变桨及齿轮箱转速，确保高效发电和设备安全。

电力输出系统

包括传动轴、滑环、变压器等部件，将电能从发电机传输至电网或储能设备。

四、辅助与保护系统

液压与制动系统

- 液压系统：

用于叶片偏航、齿轮箱油液控制等。

- 制动系统：在紧急情况下快速停止风轮旋转，保障设备安全。

保护装置

包括过载保护、短路保护、温度监测等，防止设备因异常工况损坏。

五、其他系统

储能装置：

与风光互补系统结合使用，平衡发电波动，提高能源利用率。

升压与并网系统：将电压提升至电网标准，并通过输电线路并网。

总结

风力发电系统通过风轮捕获风能，经齿轮箱提升转速后由发电机转换为电能，再经控制器优化输出并传输至电网。整个系统需兼顾效率、稳定性和安全性，适应复杂多变的自然环境。