風(fēng)電機(jī)組設(shè)備

風(fēng)力發(fā)電原理2023/12/281風(fēng)力發(fā)電原理利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。簡單的說風(fēng)力發(fā)電就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能進(jìn)而將機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能的過程。分類1）主軸方向：水平軸式、垂直軸式；2）塔架位置：上風(fēng)式、下風(fēng)式；3）葉片數(shù)量：單葉片、雙葉片、三葉片、四葉片、多葉片式；4）風(fēng)力機(jī)的容量：微型(1kW以下)、小型(1—10kW)、中型(10—100kW)、大型(100kw以上)、兆瓦級(1000kW以上)；2023/12/283風(fēng)力機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)風(fēng)輪直徑：通常風(fēng)力機(jī)的功率越大，直徑越大；葉片數(shù)目：高速發(fā)電用風(fēng)力機(jī)為2—4片，低速風(fēng)力機(jī)大干4片；葉片材料：現(xiàn)代常采用高強(qiáng)度低密度的復(fù)合材料；風(fēng)能利用系數(shù)：一般為0.15—0.5之間；2023/12/284啟動風(fēng)速，一般為3—5m/s;停機(jī)風(fēng)速，通常為15—35m／s;輸出功率，現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)一般為兆瓦級風(fēng)機(jī)；發(fā)電機(jī)，分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)；塔架高度等等。2023/12/2852023/12/2862023/12/287垂直軸風(fēng)力機(jī)特點：凡風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與地面呈垂直狀態(tài)的風(fēng)力機(jī)叫垂直抽風(fēng)力機(jī)。形式有：如s型、H型、Ф型等。應(yīng)用：雖然目前垂直軸風(fēng)力機(jī)尚未大量商品化，但是它有許多特點，如不需大型塔架、發(fā)電機(jī)可安裝在地面上、維修方便及葉片制造簡便等，研究日趨增多，各種形式不斷出現(xiàn)。各種形式的垂直軸風(fēng)力機(jī)。

Ф型風(fēng)力機(jī)圖2023/12/289H型風(fēng)力機(jī)圖S型風(fēng)力機(jī)圖2023/12/2810風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要部分：風(fēng)輪、機(jī)艙、塔架、基礎(chǔ)發(fā)電機(jī)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等都集成在機(jī)艙內(nèi)。機(jī)艙除了承擔(dān)容納所有機(jī)械部件的功能，還起到承受所有外力（包括靜負(fù)載及動負(fù)載）的作用。機(jī)艙底盤和塔架之間有回轉(zhuǎn)體，使機(jī)艙可水平轉(zhuǎn)動。2023/12/2811機(jī)組的總體結(jié)構(gòu)2023/12/2812風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要組成部分介紹2023/12/2813葉片機(jī)艙塔筒葉片定槳距葉片2023/12/2814變槳距葉片2023/12/2815不同機(jī)型的比較2023/12/28162023/12/2817鼠籠式異步發(fā)電機(jī)的定槳失速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定槳失速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪大都采用槳葉與輪轂剛性聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，即所謂的定槳距葉輪。技術(shù)特點：1、葉輪轉(zhuǎn)速較低，一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn)，需要齒輪箱增速，轉(zhuǎn)子繞組短路，結(jié)構(gòu)一般為鼠籠結(jié)構(gòu)；2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速固定，風(fēng)能利用率低，其轉(zhuǎn)速由齒輪箱傳動比和發(fā)電機(jī)極對數(shù)決定；3、轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速高于同步速運行；4、發(fā)電機(jī)定子直接與電網(wǎng)連接，啟動時產(chǎn)生很大啟動電流，其配置啟動裝置。5、從系統(tǒng)吸收大量無功，需配置無功補(bǔ)償裝置。結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。2023/12/28182023/12/2819雙饋式異步發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組2023/12/2820技術(shù)特點：1、葉輪轉(zhuǎn)速較低，一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn)，需要齒輪箱增速；2、轉(zhuǎn)子繞組通過電滑環(huán)或采用繞線結(jié)構(gòu)與電力電子換流裝置連接；3、通過電力電子換流裝置的控制作用，可以調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩，從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)速的變化而改變，使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率，風(fēng)能利用率高；4、在低風(fēng)速時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子低于同步速運行，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過換流器向發(fā)電機(jī)饋入勵磁功率；在高風(fēng)速時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子高于同步速運行，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組向換流器輸出勵磁功率；5、直接與電網(wǎng)連接，由于轉(zhuǎn)子電流可控，因此可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)平滑并網(wǎng)。2023/12/2821低速永磁同步發(fā)電機(jī)的直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)特點：1）葉輪轉(zhuǎn)速較低，一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組通過增加極對數(shù)來降低同步轉(zhuǎn)速，從而避免了齒輪箱損耗；2）同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)可采用直流電勵磁或永磁體勵磁方式，由于轉(zhuǎn)子極對數(shù)較多，電機(jī)外尺寸較大且較重，不方便運輸和吊裝。3）對于直流電勵磁方式的同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以通過控制勵磁電流的大小來控制電磁轉(zhuǎn)矩，從而使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率；對于永磁同步電機(jī)，可以通過調(diào)節(jié)直流電壓的方式來控制電磁轉(zhuǎn)矩，從而使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率，風(fēng)能利用率高；2023/12/28224）對于直流勵磁方式的同步電機(jī)，勵磁損耗較??；對于永磁同步電機(jī)，則存在永磁材料的消磁現(xiàn)象。5）通過電力電子換流器與電網(wǎng)連接，吸收或輸出功率可調(diào)，因此可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)平滑并網(wǎng)。6）電網(wǎng)側(cè)換流器采用空間矢量控制技術(shù)，可以實現(xiàn)發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率的解藕控制，能夠獨立調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)吸收或發(fā)出無功。結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)復(fù)雜。2023/12/2823

以上風(fēng)電機(jī)組優(yōu)缺點比較表風(fēng)電機(jī)組類型優(yōu)點缺點普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)簡單，控制方便1、采用齒輪箱，故障率高，維護(hù)困難；2、風(fēng)能利用率低；3、啟動電流大，需配置啟動裝置；4、消耗大量無功，需要從電網(wǎng)輸入無功；雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1、可以實現(xiàn)變速運行，獲得最大風(fēng)能利用率；2、輸出電流可控，無需啟動裝置；3、可以吸收或發(fā)出無功；1、采用齒輪箱，故障率高，維護(hù)困難；2、有勵磁功率損耗；3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制系統(tǒng)復(fù)雜；永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1、可以實現(xiàn)變速運行，獲得最大風(fēng)能利用率；2、輸出電流可控，無需啟動裝置；3、可以吸收或發(fā)出無功；4、無勵磁功率損耗；1、電機(jī)體積大、重量大2、采用全功率電力電子設(shè)備，價格稍貴；3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制系統(tǒng)復(fù)雜；4、永磁體有消磁現(xiàn)象直流勵磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1、可以實現(xiàn)變速運行，獲得最大風(fēng)能利用率；2、輸出電流可控，無需啟動裝置；3、可以吸收或發(fā)出無功1、電機(jī)體積大、重量大2、采用全功率電力電子設(shè)備，價格稍貴；