风力发电机基础知识-kong课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/11/17,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/11/17,#,风力发电机基础知识,驿道,风,场,2015,年,11,月,17,日,请,大家认真做好笔记,谢谢,合作,!,风力发电机基础知识请大家认真做好笔记 谢谢合作!,1,为什么发展风电,风能作为一种清洁的可再生能源，,风,是一种潜力很大的新能源，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。随着传统能源的日益紧缺，生活环境的不断恶化,，,所以,不得不,重视利用风力来发电，开发新能源,。,提供,国民经济发展所需的能源,减少温室气体排放,减少,二氧化硫排放,提高,能源利用效率，减轻社会负担,增加,就业机会,为什么发展风电风能作为一种清洁的可再生能源，风是一种潜力很大,2,风,电发展历史,二十世纪初。丹麦,的,工程师根据,飞机螺旋桨的原理，就制造出了小型风力发电机组。之后、瑞典、苏联和美国也相继成功地研制了一些小型风力发电装置,。,中国,利用风能发电，始于二十世纪七十年代。当时以微小型风力发电机组为主，单机容量在,50,500W,不等，主要用于满足内蒙、青海等省区牧民的汲水、照明需求。直到二十世纪八十年代，才开始研制,“,中、大型,”,风力发电机组。,1996,年，中国实施,“,乘风计划,”,，先后在新疆、内蒙、广东、山东、辽宁、福建、浙江、河北等省区建设了,19,个风电场。,风电发展历史二十世纪初。丹麦的工程师根据飞机螺旋桨的原理，就,3,国内风机生产厂家,新疆金风科技股份有限公司,大唐,华,创,风能,大连重工起重集团,（华锐风电科技有限公司,）,东方,汽轮机,厂,湖南湘电风能有限公司,浙江,运达风力发电工程,有限公司,广东明阳风电技术有限公司、,上海电气风电设备有限公司、,保定,天威风电科技有限公司,、,浙江华仪风能开发有限公司、,北京,北重汽轮机有限责任公司,、,银川恩德风电设备制造有限公司等,。,国内风机生产厂家新疆金风科技股份有限公司,4,风力发电机组的类型,按照机组风轮轴的状态可划分为：,垂直轴风力发电机组 水平轴风力发电机组,风力发电机组的类型按照机组风轮轴的状态可划分为：,5,风力发电工作原理,风带动风力发电机产生电，,风能转化成电能。,风力发电工作原理风带动风力发电机产生电，,6,风力发电机组的基本结构,风力发电机组是由,叶片,、轮毂、主轴,、齿轮,箱,、,偏航,机构,、发电机、塔架,、,控制系统,及附属,部件组成,的。,风力发电机组的基本结构风力发电机组是由叶片、轮毂、主轴、齿轮,7,风机主要技术参数,额定功率,：,1500KW,叶片数量：,3,风轮,布置：水平轴 上风向 顺时针,风轮倾角：,5,风轮,转速：,11-19.2rpm,轮毂,中心高：,70.2m,额定转速,：,17.3rpm,风轮直径：,77,m,切入,风速：,3.0 m/s,额定风速：,11.5,m/s,切,出风速：,25m/s,安全风速：,59.5 m/s,（,3s,）,功率,调节：变速变桨距,变桨调节方式：独立电动变桨,发电机：强制空冷异步发电机,发电机电压与频率：,690V,；,50Hz,风机主要技术参数额定功率：1500KW,8,风力发电机组的主要,组成部分,机舱：机舱内安装有传动系统、电机、偏航、主控系统等，是风力机塔架以上部位的主要承力装置。,风轮,：,叶片,安装在轮毂上称作风轮，它包括叶片、轮毂、主轴等。风轮是风力发电机接受风能的部件。,叶片,是风力发电机组最关键的部件，现代风力发电机上每个转子叶片的测量长度大约为,20,米叶片数通常为,2,枚或,3,枚，大部分转子叶片用玻璃纤维强化,塑料制造,。叶片可分为变浆距和定浆距两种叶片，其作用都是为了调速，当风力达到风力发电机组设计的额定风速时，在风轮上就要采取措施，以保证风力发电机的输出功率不会超过允许值。,轮毂是连接叶片和主轴的零部件,。,主轴,也称低速轴，将转子轴心与齿轮箱连接在一起，由于承受的扭矩较大，其转速一般小于,50r/min,，一般由,40Cr,或,其他高强度合金钢制成。,风力发电机组的主要组成部分 机舱：机舱内安装有传动系统、电,9,风力发电机组的主要组成部分,增速,器,:,增速,器就是齿轮,箱。,由于风轮机工作在低转速下，而,发电,机工作在高转速下，为实现匹配采用增速齿轮箱。使用齿轮箱可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。,联轴器,:,增速,器与发电机之间用联轴器连接，为了减少占地空间，往往联轴器与制动器设计在一起。,风力发电机组的主要组成部分增速器:增速器就是齿轮箱。由于风,10,风力发电机组的主要组成部分,制动器,：,制动器,是使风力发电机停止转动的装置，也称刹车。,发电机,：,发电机,是风力发电机组中最关键的部件，是将风能最终转变成电能的设备。发电机的性能好坏直接影响整机效率和可靠性,。风力发电,机上常用的发电机有以下几种：,直流发电机，常用在微、小型风力发电机上。,永磁发电机，常用在小型风力发电机上,。,同步或异步,交流发电机,塔,架,：,塔,架是支撑风力发电机的支架。塔架有型钢架结构的，有圆锥型钢管和钢筋混凝土的等三种,形式,。,风力发电机组的主要组成部分制动器：制动器是使风力发电机停止,11,风力发电机组的主要组成部分,调速,装置,：,风速,是变化的，风轮的转速也会随风速的变化而变化。为了使风轮运转所需要额定转速下的装置称为调速装置，调速装置只在额定风速以上时调速,。可变,浆距的调速装置；,偏航装置,：,调向,装置就是使风轮正常运转时一直使风轮对准风向的装置。借助电动机转动机舱以,使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。通常在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。,风力发电机组的主要组成部分调速装置：风速是变化的，风轮的转,12,风力发电机组的主要组成部分,风力发电机控制系统,：,风力发电机控制,属于离散型控制，是将风向标、风速计、风轮转速、发电机电压、频率、电流、发电机温升、增速器温升、机舱振动、塔架振动、电缆过缠绕、电网电压、电流、频率等传感器的信号经,A/D,转换,，按,设计程序给出各种指令实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网,、运行,中机组故障的自动停机、自动电缆解绕、过振动停机、过大风停机等的自动控制。自我故障诊断及微机终端故障输出需维修的故障，由维修人员维修后给微机以指令，微机再执行自动控制程序。风电场的机组群可以实现联网管理、互相通信，出现故障的风机会,在总站,的微机终端和显示器上读出、调出程序和修改程序等，使现代风力发电机真正实现了现场无人职守的自动控制。,风力发电机组的主要组成部分风力发电机控制系统：风力发电机控,13,风力发电机组的主要组成部分,电缆,扭缆计数器,：,电缆,是用来将电流从风电机运载到塔下的重要装置。但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时，电缆将越来越扭曲，导致电缆扭断或出现其他故障。因此风力发电机配备有电缆扭曲计数器，用于提醒操作员应该将电缆解开了。风力发电机,还配备,有拉动开关在电缆扭曲太厉害时被激发，断开装置或刹车停机，然后解缆。,风力发电机组的主要组成部分电缆扭缆计数器：电缆是用来将电流,14,自动偏航,该,过程是以风向传感器输出为基准，当风向改变超过允许误差范围时，控制器发出自动偏航指令。连续一段时间检测风向情况，为了达到很好的控制效果，在不同的角度差值下设置不同的延时时间，根据风向传感器信号,给出偏航控制指令。当,=180,，,表明机舱已处于准确对风位置，若,171,189,，,属于误差范围之内，偏航系统将不对称做出任何调节。差值,大于,10,时延时,1,0s,执行自动偏航动作；差值小于,25,大于,15,时延,时,5s,执行自动偏航,动作，,这样实现了大角度快速执行，小角度精确检测执行。在此基础上，若,180,表明,机舱相对风向标有一个向右偏离的夹角，偏航电机启动，机舱右偏自动对风。若,180,表明,机舱相对风向标有一个向左偏离的夹角，偏航电机启动，机舱左偏自动对风。,自动偏航该过程是以风向传感器输出为基准，当风向改变超过允许误,15,自动解缆,由于,风向的不确定性，风力发电机就需要经常偏航对风，而且偏航的方向也是不确定的，由此引起的后果是电缆会随风力发电机的转动而扭转。如果风力发电机多次向同一方向转动，就会造成电缆缠绕，绞死，甚至绞断，因此必须设法解缆。在设计中，根据电缆的特性和机组的运行环境，当其某个方向达到,580,时,，若此时风速小于,3m/s,，即风机组不运行时，系统将自动解缆，此时启动偏航电机向相反方向转动缠绕圈数解缆，将机舱返回电缆无缠绕位置。当其某个方向达到,800,时,，无论机组是否运行，机组都将执行自动解缆。若因故障，自动解缆未起作用，风力发电机组方向达到,900,极值,时，纽缆开关将动作，此开关动作将会触发安全链动作，向中心控制器发出紧急停机信号和不可自复,故障信号,，等待进行人工解缆操作。,自动解缆由于风向的不确定性，风力发电机就需要经常偏航对风，,16,风力发电机,变桨系统,风力发电机,变桨系统以及种类,电动,变,桨 液压,变,桨,变桨系统以及种类 电动变桨,什么是变桨系统,？,变桨系统是通过传动机构使叶片转动，改变叶片角度的系统。,为什么风机需要变桨系统？,它控制风力发电机组的叶片节距角可以随风速的大小进行自动调节：在低,风,速,起动时，桨叶节距可以转到合适的角度，使风轮具有最大的起动力矩；,当,风速,过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力,发,电,机组获得的空气动力转矩，使发电机功率输出保持稳定。当机组故障,或者,停机,时，调节桨叶作为机组第一刹车,制动,。,什么是变桨系统？,19,变桨的构成,-,电动变桨,系统组成：,驱动器、电机、编码器、减速机、限位开关。,优点：组合灵活、技术成熟、环境适应能力强、防沙尘、腐蚀,缺点：容量增加时电机体积变大,变桨的构成-电动变桨系统组成：优点：组合灵活、技术成熟、环境,20,风轮的主要技术参数,叶片,数量：,3,风轮布置：水平轴 上风向 顺时针,发电转速：,11-19.2rpm,额定转速：,18rpm,风轮直径：,77 m,扫风面积：,4654m,2,风轮转数：,11-19.2rpm,变桨调节方式：叶片独立变桨调节,功率调节：电动变桨,重量：,31t,风轮的主要技术参数叶片数量：3,21,叶片参数,风力等级：,GLII,类,额定功率：,1500kW,叶片长度：,38.5m,叶片重量：,5900kg100kg,叶尖距塔壁的距离：,5500mm,维护间隔,不大于,12,个月,气动效率,C,Pmax,：,0.465,一阶固有频率,挥舞方向：,1.1710%,一阶固有频率,摆动方向：,1.9010%,后缘厚度：,15.5mm,3.0mm,胶衣：,GN297255S,紫外线保护：,叶片外表面为聚酯胶衣。,防腐：,叶片外表面为聚酯胶衣。,叶片参数风力等级：GLII类 额定功率：1500kW 叶片长,22,风力发电机,润滑系统,风力发电机,润滑系统的作用,润滑,作用：润滑运动零件表面，减少摩擦阻力和磨损，减少发动机的功率消耗。,清洗,作用：机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其他异物。,冷却,作用：机油在润滑系内不断循环还可以带走摩擦产生的热量，起冷却作用。,密封,作用：在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油。,防,锈蚀作用：在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈,。,减振,缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减少振动，起减振缓冲作用。,润滑剂,的影响,风轮机中的润滑油是有腐蚀性的。不要让它接触到皮肤和衣服。,如果必要检查齿轮箱，移开一个还热着的齿轮箱盖时，小心不要吸入热油的蒸汽。,润滑系统的作用润滑作用：润滑运动零件表面，减少摩擦阻力和磨损,