电

From Windpower Guided Tour

风能参考手册 第4部分：电

电压

为了使一段电缆中流过电流，必须使电缆两端之间存在电位差。就如同要想使空气流过一段管道，必须使管道两端存在气压差。

电位差越大，每秒钟流过导线的电流也会越大，同时功率也会更大。（请记住功率表示单位时间内传递的能量，您可以对比能量和功率的定义两节。）

交流电

从电池中流出的是直流电（DC），也就是说电流始终朝一个方向流动。但是世界上大多数的电网都是交流（AC）电网。

人们使用交流电的一个原因是交流电的升压与降压更便宜、方便。当需要远距离输电时，提高电压等级可以减小线路损耗。另一个原因是制造不产生电弧的直流断路器（开关）很困难而且昂贵。

电网频率

在交流电网中，电流的方向变化得非常快。如上图所示：在世界上大部分地区，普通家庭用电的电压是230V，每秒钟变化的周期为50次，即50Hz（“Hz赫兹”是以德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹（1857-1894）命名的）。每秒钟变化的周期又称为电网的频率。美国家庭用电的电压为130V，频率为60Hz。

在50赫兹系统中，一个周期是20毫秒，即0.020秒。在此期间内，电压实际上是从+325伏变为-325伏。我们称之为230伏系统的原因是，其每秒传递的电能（功率）相当于使用230伏的直流电。正如您在图中所看到的，电压变化得很平滑。这种波形被称为正弦曲线，因为我们可以从以下数学公式得到：V=Vmax*sin（360 * t * f），其中Vmax指电压最大值（幅值），t指时间（单位为秒），f指频率（单位为赫兹）。在我们的例子中，f=50. 360。（如果你更喜欢使用弧度，那么可以讲360替换为2*pi。）

相位

由于交流电系统中，电压在不断地向上或向下震荡，所以一台发电机要实现并网必须具有与电网严格相同的频率，而且 “同步”。也就是说发电机输出的电压周期与电网电压周期正好一样。与电网“同步”是指与电网电压相位相同。

如果电流不是同相位的，将会形成巨大的浪涌电流，并产生火花，最终损坏断路器（开关）或者发电机。

换句话说，将两条交流线路连接起来就像跳上一个正在动的跷跷板。如果你和跷跷板的速度或者方向不一样，那么两者就都有可能受到伤害。

“电能质量问题”一节介绍了如何使风机安全地并网。

交流电与电磁感应现象

要了解电磁感应现象，请翻到下一页。