風(fēng)力發(fā)電原理
《風(fēng)力發(fā)電原理》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《風(fēng)力發(fā)電原理(50頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、風(fēng) 力 發(fā) 電 原 理主 講 : 王 老 師 n 風(fēng) 力 發(fā) 電 的 原 理 : 是 利用 風(fēng) 力 帶 動(dòng) 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 。n 現(xiàn) 代 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 采 用 空氣 動(dòng) 力 學(xué) 原 理 , 就 像飛 機(jī) 的 機(jī) 翼 一 樣 。 風(fēng) 并 非 推 動(dòng) 風(fēng) 輪 葉 片 , 而 是 吹 過 葉 片 形 成 葉 片 正 反 面 的 壓 差 , 這 種 壓 差 會(huì) 產(chǎn) 生
2、 升 力 , 令 風(fēng) 輪 旋 轉(zhuǎn)并 不 斷 橫 切 風(fēng) 流 。n 依 據(jù) 目 前 的 風(fēng) 車 技 術(shù) , 大 約 是 每 秒 三 公 尺的 微 風(fēng) 速 度 ( 微 風(fēng) 的 程 度 ) , 便 可 以 開 始發(fā) 電 。 風(fēng) 力 發(fā) 電 正 在 世 界 上 形 成 一 股 熱 潮 ,為 風(fēng) 力 發(fā) 電 沒 有 燃 料 問 題 , 也 不 會(huì) 產(chǎn) 生 輻射 或 空 氣 污 染 。 ( 一 ) 風(fēng) 力 發(fā) 電 設(shè) 備組 成 : 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 包 括 兩 大 部 分 ; 一 部 分 是 風(fēng) 力 機(jī) , 由 它 將 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 為 機(jī) 械 能 ; 另 一 部 分 是 發(fā) 電 機(jī) , 由 它
3、將 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 換 為 電 能 。分 類 :1) 根 據(jù) 它 收 集 風(fēng) 能 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 及 在 空 間 的 布 置 , 可分 為 水 平 軸 式 或 垂 直 軸 式 。2) 從 塔 架 位 置 上 , 分 為 上 風(fēng) 式 和 下 風(fēng) 式 ; 3) 還 可 以 按 槳 葉 數(shù) 量 , 分 為 單 葉 片 、 雙 葉 片 、三 葉 片 、 四 葉 片 和 多 葉 片 式 。4) 從 槳 葉 和 形 式 上 分 , 有 螺 旋 槳 式 、 H型 、 S型 等 ;5) 按 槳 葉 的 工 作 原 理 分 , 則 有 升 力 型 和 阻 力型 的 區(qū) 別 。6) 以 風(fēng) 力 機(jī) 的 容 量
4、 分 , 則 有 微 型 (1kW以 下 )、小 型 (110kW)、 中 型 (10100kW)和 大 型(100kw以 上 )機(jī) 。 1、 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 24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 0.150.5之 間 ; 啟 動(dòng) 風(fēng) 速 , 一 般 為 35m/s; 停 機(jī) 風(fēng) 速 , 通
5、常 為 1535m s; 輸 出 功 率 , 現(xiàn) 代 風(fēng) 力 機(jī) 一 般 為 幾 百 干瓦 幾 兆 瓦 ; 發(fā) 電 機(jī) , 分 為 直 流 發(fā) 電 機(jī) 和 交 流 發(fā) 電機(jī) ; 另 外 還 有 塔 架 高 度 等 等 。 2、 水 平 軸 力 風(fēng) 機(jī)特 點(diǎn) : 風(fēng) 力 機(jī) 的 風(fēng) 輪 軸 與 地 面 呈 水 平 狀 態(tài) , 稱 水 平軸 風(fēng) 力 機(jī) 。組 成 : 它 一 般 內(nèi) 風(fēng) 輪 增 速 器 、 調(diào) 速 器 、 調(diào) 向 裝 置 、發(fā) 電 機(jī) 和 塔 架 等 部 件 組 成 , 大 中 型 風(fēng) 力 機(jī) 還 有 自動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 。應(yīng) 用 : 這 種 風(fēng) 力 機(jī) 的 功 率 從 幾 十
6、千 瓦 到 數(shù) 兆 瓦 , 是日 前 最 具 有 實(shí) 際 開 發(fā) 價(jià) 值 的 風(fēng) 力 機(jī) :n 類 型 : 有 傳 統(tǒng) 風(fēng) 車 、 低 速 風(fēng) 力 機(jī) 及 高 速 風(fēng) 力 機(jī) 水 平 軸 力 風(fēng) 機(jī) 圖 3、 垂 直 軸 風(fēng) 力 機(jī)特 點(diǎn) : 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 、 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(diǎn) , 如 不 需 大 型 塔 架 、發(fā) 電 機(jī) 可 安 裝 在 地 面 上 、 維 修 方 便 及
7、 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) 。 型 風(fēng) 力 機(jī) 圖 ( 二 ) 風(fēng) 力 發(fā) 電 系 統(tǒng)n 從 外 部 看 , 整 個(gè) 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組看 上 去 只 有 三 個(gè) 主 要 部 分 : 風(fēng)輪 、 機(jī) 艙 和 塔 架 。n 發(fā) 電 機(jī) 、 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 、 控 制 系 統(tǒng)等 都 集 成 在 機(jī) 艙 內(nèi) 。n 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(dòng) 負(fù) 載 )的 作 用 。 n 機(jī) 艙 底
8、盤 和 塔 架 之 間 有 回 轉(zhuǎn) 體 ,使 機(jī) 艙 可 水 平 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 機(jī) 組 的 總 體 結(jié) 構(gòu)機(jī) 組 的 總 體 結(jié) 構(gòu) 圖 : 控 制 系 統(tǒng) 風(fēng) 輪 增 速 器 發(fā) 電 機(jī) 主 繼 電 器 主 開 關(guān)熔 斷 器 變 壓 器晶 閘 管 電 網(wǎng) 風(fēng) 變 槳 風(fēng) 速轉(zhuǎn) 速 并 網(wǎng) 功 率 無 功 補(bǔ) 償風(fēng) ( 三 ) 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 主 要 組 成 部 分 介 紹 1、 風(fēng) 輪 風(fēng) 力 機(jī) 區(qū) 別 于 其 他 機(jī) 械 的 最 主要 特 征 就 是 風(fēng) 輪 。 風(fēng) 輪 一 般 由2 3個(gè) 葉 片 和 輪 轂 所 組 成 , 其功 能 是 將 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 為 機(jī) 械 能 。 由 于
9、 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 的 理 論 基 礎(chǔ) 也是 空 氣 動(dòng) 力 學(xué) , 故 其 葉 片 形 狀與 機(jī) 翼 很 相 似 。 風(fēng) 經(jīng) 過 水 平 軸風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 的 葉 片 時(shí) 由 于 葉 片與 風(fēng) 有 一 個(gè) 夾 角 , 風(fēng) 在 葉 片 上形 成 升 力 , 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 就 是 依靠 葉 片 上 的 升 力 把 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 為旋 轉(zhuǎn) 的 機(jī) 械 能 , 從 而 帶 動(dòng) 發(fā) 電 機(jī) 進(jìn) 行 發(fā) 電 的 。 2、 塔 架n 風(fēng) 力 機(jī) 的 塔 架 除 了 要 支 撐 風(fēng) 力 機(jī) 的 重 量 , 還 要 承受 吹 向 風(fēng) 力 機(jī) 和 塔 架 的 風(fēng) 壓 , 以 及 風(fēng) 力 機(jī) 運(yùn) 行
10、 中的 動(dòng) 載 荷 。 它 的 剛 度 和 風(fēng) 力 機(jī) 的 振 動(dòng) 有 密 切 關(guān) 系 。水 平 軸 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 的 塔 架 主 要 可 分 為 管 柱 型 和 桁架 型 兩 類 。n 一 般 圓 柱 形 塔 架 對 風(fēng) 的 阻 力 較 小 , 特 別 是 對 于 下風(fēng) 向 風(fēng) 力 機(jī) , 產(chǎn) 生 紊 流 的 影 響 要 比 桁 架 式 塔 架 小 。桁 架 式 塔 架 常 用 于 中 小 型 風(fēng) 力 機(jī) 上 , 其 優(yōu) 點(diǎn) 是 造價(jià) 不 高 , 運(yùn) 輸 也 方 便 。 但 這 種 塔 架 會(huì) 使 下 風(fēng) 向 風(fēng)力 機(jī) 的 葉 片 產(chǎn) 生 很 大 的 紊 流 。 管 柱 型 和 桁 架
11、 型 如 圖 : 3、 機(jī) 艙 4、 齒 輪 箱n 對 于 容 量 較 大 的 風(fēng) 電 機(jī) 組 , 因 風(fēng) 輪 轉(zhuǎn) 速 很 低 , 遠(yuǎn) 達(dá)不 到 發(fā) 電 機(jī) 發(fā) 電 的 要 求 , 往 往 通 過 齒 輪 箱 的 增 速 作用 來 實(shí) 現(xiàn) 。 而 并 網(wǎng) 運(yùn) 行 的 發(fā) 電 機(jī) 必 須 要 求 再 同 步 轉(zhuǎn)速 左 右 才 能 運(yùn) 行 , 故 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 一 般 都 在 主 軸 與發(fā) 電 機(jī) 之 間 安 裝 有 增 速 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 。 風(fēng) 力 機(jī) 的 傳 動(dòng) 機(jī)構(gòu) 一 般 包 括 低 速 軸 、 高 速 軸 、 齒 輪 箱 、 聯(lián) 軸 節(jié) 和 制動(dòng) 器 等 。 風(fēng) 力 發(fā) 電
12、機(jī) 組 中 的 齒 輪 箱 也 稱 為 增 速 箱 。n 齒 輪 箱 的 主 要 功 能 就 是 將 風(fēng) 輪 在 風(fēng) 力 作 用 下 所 產(chǎn)生 的 動(dòng) 力 傳 遞 給 發(fā) 電 機(jī) 并 使 其 得 到 相 應(yīng) 轉(zhuǎn) 速 。 齒 輪箱 對 于 大 型 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) , 由 于 限 制 其 轉(zhuǎn) 速 , 傳 動(dòng)裝 置 的 增 速 比 一 般 為 4050。 這 樣 , 可 以 降 低 發(fā)電 機(jī) 重 量 , 從 而 降 低 成 本 。 5、 偏 航 系 統(tǒng) 用 來 調(diào) 整 風(fēng) 力 機(jī) 的 風(fēng) 輪 葉 片 旋 轉(zhuǎn) 平 而 與 空 氣 流 動(dòng) 方向 相 對 位 置 的 機(jī) 構(gòu) 。 因 為 當(dāng) 風(fēng) 輪 葉
13、 片 旋 轉(zhuǎn) 平 面 與 氣流 方 向 垂 直 時(shí) , 也 即 是 迎 著 風(fēng) 向 時(shí) , 風(fēng) 力 機(jī) 從 流 動(dòng)的 空 氣 中 獲 取 的 能 量 最 大 , 因 而 風(fēng) 力 機(jī) 的 輸 出 功 率最 大 , 所 以 調(diào) 向 機(jī) 構(gòu) 又 稱 為 迎 風(fēng) 機(jī) 構(gòu) (通 稱 偏 航 系統(tǒng) )。 整 個(gè) 偏 航 系 統(tǒng) 由 電 動(dòng) 機(jī) 及 減 速 機(jī) 構(gòu) 、 偏 航 調(diào)節(jié) 系 統(tǒng) 和 扭 纜 保 護(hù) 裝 置 等 部 分 組 成 。 偏 導(dǎo) 航 系 統(tǒng) 的 作 用n 偏 航 系 統(tǒng) 的 主 要 作 用 有 兩 個(gè) : 1) 與 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 控 制 系 統(tǒng) 相 互 配 合 , 使 風(fēng)
14、發(fā)電 機(jī) 組 的 風(fēng) 輪 始 終 處 于 迎 風(fēng) 狀 態(tài) , 充 分 利 用 風(fēng) 能 ,提 高 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 發(fā) 電 效 率 ; 2) 提 供 必 要 的 鎖 緊 力 矩 , 以 保 障 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 安全 運(yùn) 行 。 ( 四 ) 發(fā) 電 機(jī)n 發(fā) 電 機(jī) 的 作 用 , 是 利 用 電 磁 感 應(yīng) 現(xiàn) 象 把 由 風(fēng) 輪 輸出 的 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 。n 發(fā) 電 機(jī) 有 基 本 類 型 : 普 通 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 雙 饋 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 直 驅(qū) 式 同 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 ( 含 永 磁 發(fā) 電 機(jī) 和 直 流
15、勵(lì) 磁 發(fā) 電 機(jī) ) 混 合 式 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 1、 普 通 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組技 術(shù) 特 點(diǎn) :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(dòng) 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(yùn) 行 ;4、 發(fā) 電 機(jī) 定 子 直 接 與 電 網(wǎng) 連 接 , 啟 動(dòng) 時(shí) 產(chǎn) 生 很
16、 大 啟動(dòng) 電 流 , 其 配 置 啟 動(dòng) 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 。 2、 雙 饋 式 異 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組技 術(shù) 特 點(diǎn) :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
17、 , 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(shí) , 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 低 于 同 步 速 運(yùn) 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(lì) 磁 功 率 ;在 高 風(fēng) 速 時(shí) , 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 高 于 同 步 速 運(yùn) 行 , 發(fā) 電機(jī) 轉(zhuǎn) 子 繞 組 向 換 流 器 輸 出 勵(lì) 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(shí) 現(xiàn) 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī)
18、 平 滑 并 網(wǎng) 。 3、 直 驅(qū) 式 同 步 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 技 術(shù) 特 點(diǎn) :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(lì) 磁 系 統(tǒng) 可 采 用 直 流 電 勵(lì) 磁 或 永磁 體 勵(lì) 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(yùn) 輸 和 吊 裝 。 3) 對 于 直 流 電 勵(lì) 磁 方 式 的 同 步 電 機(jī) , 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 的 調(diào)節(jié) 可 以
19、通 過 控 制 勵(lì) 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 ;4) 對 于 直 流 勵(lì) 磁 方 式 的 同 步 電 機(jī) , 勵(lì) 磁 損 耗 較 小 ;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)
20、 連 接 , 吸 收 或 輸 出 功率 可 調(diào) , 因 此 可 以 實(shí) 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(shí) 現(xiàn)發(fā) 電 機(jī) 有 功 功 率 和 無 功 功 率 的 解 藕 控 制 , 能 夠 獨(dú) 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 。 以 上 風(fēng) 電 機(jī) 組 優(yōu) 缺 點(diǎn) 比 較 表風(fēng) 電 機(jī) 組 類 型 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 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 ,
21、維 護(hù) 困 難 ;2、 風(fēng) 能 利 用 率 低 ;3、 啟 動(dòng) 電 流 大 , 需 配 置 啟 動(dòng) 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(shí) 現(xiàn) 變 速 運(yùn) 行 , 獲 得 最 大風(fēng) 能 利 用 率 ;2、 輸 出 電 流 可 控 , 無 需 啟 動(dòng) 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(lì) 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
22、1、 可 以 實(shí) 現(xiàn) 變 速 運(yùn) 行 , 獲 得 最 大風(fēng) 能 利 用 率 ;2、 輸 出 電 流 可 控 , 無 需 啟 動(dòng) 裝 置 ;3、 可 以 吸 收 或 發(fā) 出 無 功 ;4、 無 勵(lì) 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(jià) 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(lì) 磁 同 步風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 1、 可 以 實(shí) 現(xiàn) 變 速 運(yùn) 行 , 獲 得 最 大風(fēng) 能 利 用 率 ;2、 輸 出 電 流 可 控 , 無 需 啟 動(dòng) 裝
23、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(jià) 格 稍 貴 ;3、 有 勵(lì) 磁 功 率 損 耗 ;4、 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 , 控 制 系 統(tǒng) 復(fù) 雜 ; 雙 饋 、 永 磁 和 直 流 勵(lì) 磁 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 外 觀 圖雙 饋 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 外 觀 特 點(diǎn) : 機(jī) 艙 細(xì) 長 直 驅(qū) 永 磁 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī)外 觀 特 點(diǎn) : 機(jī) 艙 短 粗 直 流 勵(lì) 磁 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī)外 觀 特 點(diǎn) : 機(jī) 艙 臃 腫 ( 四 ) 控 制 系 統(tǒng) 主 要 功 能1) 按 預(yù) 先 設(shè) 定 的 風(fēng)
24、速 值 (一 般 為 34m s)自 動(dòng) 啟 動(dòng) 風(fēng) 力發(fā) 電 機(jī) 組 , 并 通 過 軟 啟 動(dòng) 裝 置 將 異 步 發(fā) 電 機(jī) 并 人 電 網(wǎng) 。2) 借 助 各 種 傳 感 器 自 動(dòng) 檢 測 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 運(yùn) 行 參 數(shù) 及狀 態(tài) , 包 括 風(fēng) 速 、 風(fēng) 向 、 風(fēng) 力 機(jī) 風(fēng) 輪 轉(zhuǎn) 速 、 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn)速 、 發(fā) 電 機(jī) 溫 升 、 發(fā) 電 機(jī) 輸 出 功 率 、 功 率 因 數(shù) 、 電 壓 、電 流 等 以 從 齒 輪 箱 軸 承 的 油 溫 、 液 壓 系 統(tǒng) 的 油 壓 等 。3) 當(dāng) 風(fēng) 速 大 干 最 大 運(yùn) 行 速 度 (一 般 設(shè) 定 為 25m
25、s)時(shí) 實(shí) 現(xiàn)自 動(dòng) 停 機(jī) 。4) 故 障 保 護(hù) 。5) 通 過 光 纜 或 電 話 線 互 相 連 接 。 風(fēng) 機(jī) 控 制 方 式 及 內(nèi) 容n 一 個(gè) 完 整 的 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 通 常 由 風(fēng) 輪 、 增 速 齒 輪箱 、 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 、 機(jī) 座 、 塔 架 、 調(diào) 速 器 、 調(diào) 向 器 、停 車 制 動(dòng) 器 、 控 制 系 統(tǒng) 等 構(gòu) 成 , 為 使 風(fēng) 力 機(jī) 組 能夠 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 , 必 須 對 其 進(jìn) 行 有 效 的 控 制 。 考 慮 到風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 特 殊 性 , 按 重 要 性 的 順 序 , 控 制器 應(yīng) 依 次 滿 足 以 下 要
26、 求 :1) 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng) 是 穩(wěn) 定 的 ;2) 運(yùn) 行 過 程 中 , 在 各 種 不 確 定 的 的 因 素 如 陣 風(fēng) 、剪 切 風(fēng) 、 負(fù) 載 變 化 作 用 下 具 有 魯 棒 性 ;3) 控 制 代 價(jià) 小 , 即 對 不 同 輸 入 信 號 的 幅 值 有 一定 限 制 , 如 調(diào) 向 的 時(shí) 間 等 ; 4) 最 大 限 度 地 將 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 為 電 能 , 即 在 額 定 風(fēng) 速 以下 , 可 能 使 發(fā) 電 機(jī) 在 每 一 種 風(fēng) 速 時(shí) , 輸 出 的 電 功 率 達(dá)到 最 大 , 額 定 風(fēng) 速 以 上 時(shí) 則 保 持 輸 出 電 功 率 為 常 量
27、; 5) 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 輸 出 的 電 功 率 保 持 恒 壓 恒 頻 , 有 較 高的 電 能 品 質(zhì) 質(zhì) 量 。n 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 控 制 目 標(biāo) 有 很 多 項(xiàng) , 控 制 方 法 多 種 多樣 , 按 控 制 對 象 劃 分 大 致 可 分 為 偏 航 系 統(tǒng) 、 發(fā) 電 機(jī)并 網(wǎng) 控 制 系 統(tǒng) 、 發(fā) 電 機(jī) 功 率 控 制 系 統(tǒng) 、 電 容 器 控 制系 統(tǒng) 等 等 , 其 中 兩 個(gè) 核 心 問 題 是 : 風(fēng) 能 的 最 大 捕 獲以 提 高 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 效 率 以 及 改 善 電 能 質(zhì) 量 問 題 。 由 風(fēng)力 機(jī) 最 大 風(fēng) 能 捕 獲 的 運(yùn) 行
28、原 理 可 知 , 若 風(fēng) 速 越 高 ,則 與 之 相 對 應(yīng) 的 風(fēng) 力 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 越 高 。 但 受 風(fēng) 電 機(jī) 組 轉(zhuǎn)速 極 限 、 功 率 極 限 等 限 制 , 風(fēng) 力 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 不 可 能 太 高 。 n 因 此 , 為 實(shí) 現(xiàn) 最 大 風(fēng) 能 捕 獲 , 風(fēng) 力 機(jī) 有 三 種 典 型的 運(yùn) 行 狀 態(tài) : 低 風(fēng) 速 段 實(shí) 行 變 速 運(yùn) 行 , 可 保 持一 個(gè) 恒 定 的 風(fēng) 能 利 用 系 數(shù) Cp值 , 根 據(jù) 風(fēng) 速 變 化 控制 風(fēng) 力 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 , 使 葉 尖 速 比 不 變 , 直 到 轉(zhuǎn) 速 達(dá) 到極 限 ; 轉(zhuǎn) 速 達(dá) 到 極 限 后 , 風(fēng) 速
29、進(jìn) 一 步 加 大 時(shí) ,按 恒 定 轉(zhuǎn) 速 控 制 風(fēng) 力 機(jī) 運(yùn) 行 , 直 到 輸 出 最 大 功 率 ,此 時(shí) 的 風(fēng) 能 Cp不 一 定 是 最 大 值 ; 超 過 額 定 風(fēng) 速時(shí) , 輸 出 功 率 達(dá) 到 極 限 , 按 恒 功 率 輸 出 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 力機(jī) 。 ( 五 ) 風(fēng) 的 能 量 與 測 量產(chǎn) 生 能 量 的 基 本 要 素 : 風(fēng) 具 有 一 定 的 質(zhì)量 和 速 度 。風(fēng) 能 的 一 些 主 要 特 性 參 數(shù) : 如 風(fēng) 能 、 風(fēng) 能 密度 、 風(fēng) 速 與 風(fēng) 級 、 風(fēng) 向 與 風(fēng) 頻 以 及 風(fēng) 的 測 量 等 。1) 風(fēng) 能 : 空 氣 運(yùn) 動(dòng) 產(chǎn) 生
30、的 動(dòng) 能 稱 為 “ 風(fēng) 能 ” 。2) 風(fēng) 能 密 度 : 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 通 過 單 位 截 面 積 的 風(fēng)能 。 3) 風(fēng) 速 與 風(fēng) 級 : 風(fēng) 速 就 是 空 氣 在 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 移 動(dòng)的 距 離 , 國 際 上 的 單 位 是 米 秒 (m/s)或 千 米 小時(shí) (km h)。 分 13級4) 風(fēng) 向 與 風(fēng) 頻 : 通 常 把 風(fēng) 吹 來 的 地 平 方 向 定 為 風(fēng)的 方 向 , 即 風(fēng) 向 。 風(fēng) 頻 是 指 風(fēng) 向 的 頻 率 , 即 在 一定 時(shí) 間 內(nèi) 某 風(fēng) 向 出 現(xiàn) 的 次 數(shù) 占 各 風(fēng) 向 出 現(xiàn) 總 次 數(shù)的 百 分 比 ,5) 風(fēng) 的 測
31、量 : 風(fēng) 的 測 量 儀 器 主 要 有 風(fēng) 向 器 、 杯 形風(fēng) 速 器 和 三 杯 輕 便 風(fēng) 向 風(fēng) 速 表 等 。 1、 風(fēng) 中 的 能 量風(fēng) 中 蘊(yùn) 含 的 能 量 是 動(dòng) 能 , 故P=1/2AV3n 可 用 風(fēng) 能 與 風(fēng) 速 的 立 方 成 正 比 , 風(fēng) 速 的 輕 微 增 加會(huì) 導(dǎo) 致 功 率 的 顯 著 增 加n 風(fēng) 力 與 海 平 面 1.225kg/m3處 的 空 氣 比 重 成 正 比n 風(fēng) 能 還 受 氣 壓 及 溫 度 的 影 響 ( 大 約 10-15%)n 風(fēng) 能 還 與 葉 輪 掃 略 面 積 成 正 比 2、風(fēng)力機(jī)的主要特性系數(shù)1) 功 率 系 數(shù) (
32、 Cp)描 述 風(fēng) 機(jī) 將 風(fēng) 能 轉(zhuǎn)換 為 機(jī) 械 能 的 效 率2)葉尖速比為了表示風(fēng)輪在不同風(fēng)速中的狀態(tài),用葉片圓周速度與風(fēng)速比來衡量,稱葉尖速比 vRn 2 其 中:R 葉 輪 的 半 徑 ,n 葉 輪 的 機(jī) 械 轉(zhuǎn) 的 圈 數(shù) ,V 作 用 于 風(fēng) 力 機(jī) 的 迎 面 風(fēng)速 。 輸 入 的 風(fēng) 能 可 能 提 取 的 風(fēng) 能pC風(fēng) 中 的 能 量 無 法 全 部 被 風(fēng) 機(jī)轉(zhuǎn) 換 , 其 理 論 最 高 限 度 Cp( max) =0.593, 通 常 被 稱為 貝 茨 因 數(shù) 。 3、 葉 尖 速 比 的 影 響n 風(fēng) 能 利 用 系 數(shù)Cp與 風(fēng) 力 機(jī) 葉尖 速 比 的 對
33、應(yīng)關(guān) 系 : 4、 風(fēng) 輪 的 功 率 輸 出n 風(fēng) 力 機(jī) 采 集 風(fēng) 能 的 基 本 計(jì) 算 公 式P=(Cp v3 A)/2其 中 ,Cp為 風(fēng) 能 利 用 系 數(shù) ( Power Coefficient) , 表 示 風(fēng)機(jī) 捕 獲 風(fēng) 能 的 能 力 , Cp = Pcapture / Pwind為 空 氣 密 度 (kg/m3), 與 海 拔 、 水 汽 壓 ( 即 濕 度 )v為 風(fēng) 速 (m/s), 通 常 按 輪 轂 高 度 處 風(fēng) 速 計(jì) 算A為 葉 輪 掃 風(fēng) 面 積 (m 2), 5、 風(fēng) 力 機(jī) 的 頻 率 和 電 壓 控 制n 交 流 發(fā) 電 機(jī) 中 的 繞 組通 過
34、 交 變 磁 極 產(chǎn) 生 交流 電 。 交 流 電 的 頻 率由 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 決 定 :其 中 p 發(fā) 電 機(jī) 的 磁 極 對 數(shù) ,n 發(fā) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 ,f 交 流 電 的 頻 率 。 ( 六 )風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 分 為 定 槳 距 與 變 槳 距 機(jī) 組 。n 定 槳 距 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 功 率 調(diào) 節(jié) 完 全 依 靠 葉 片 的氣 動(dòng) 特 性 。 這 種 機(jī) 組 的 輸 出 功 率 隨 風(fēng) 速 的 變 化 而變 化 , 當(dāng) 風(fēng) 速 超 過 額 定 風(fēng) 速 時(shí) , 通 過 葉 片 的 失 速或 偏 航 控 制 降 低 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 系 數(shù) Cp, 從 而
35、 維 持 功 率恒 定 。n 變 槳 距 變 速 調(diào) 節(jié) 型 變 槳 距 機(jī) 組 為 了 盡 可 能 提 高 風(fēng)力 機(jī) 風(fēng) 能 轉(zhuǎn) 換 效 率 和 保 證 風(fēng) 力 機(jī) 輸 出 功 率 平 穩(wěn) ,風(fēng) 力 機(jī) 可 由 輪 轂 艙 內(nèi) 葉 片 根 部 的 液 壓 裝 置 或 電 動(dòng)機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 槳 距 調(diào) 整 。 變 槳 距 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 功 率調(diào) 節(jié) 不 完 全 依 靠 葉 片 的 氣 動(dòng) 特 性 , 它 要 依 靠 與 葉片 相 匹 配 的 葉 片 攻 角 改 變 來 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) 。 1、 定 槳 距 失 速 調(diào) 節(jié) 型 機(jī) 組n 一 般 用 同 步 電 機(jī) 或 者 鼠 籠
36、式 異 步 電 機(jī) 通 過 定 槳 距 失 速 控 制 的 風(fēng) 輪 機(jī) 使 發(fā) 電 機(jī) 的轉(zhuǎn) 速 保 持 在 恒 定 的 數(shù) 值 。n 繼 而 使 風(fēng) 電 機(jī) 并 網(wǎng) 后 定 子 磁 場 旋 轉(zhuǎn) 頻 率 等于 電 網(wǎng) 頻 率 轉(zhuǎn) 子 、 葉 輪 的 變 化 范 圍 小 , 捕獲 風(fēng) 能 的 效 率 低 。 2、 變 槳 距 變 速 調(diào) 節(jié) 型 機(jī) 組n 一 般 采 用 雙 饋 電 機(jī) 或 者 永 磁 同 步 電 機(jī) 通 過 調(diào) 速 器 和 變 槳 距 控 制 相 結(jié) 合 的 方 法 使 葉 輪 轉(zhuǎn) 速 可 以 跟 隨 風(fēng) 速 的 變 化 在 很 寬 的 范 圍 內(nèi) 變 化 , 保持 最 佳 葉
37、 尖 速 比 運(yùn) 行 , 從 而 使 風(fēng) 能 利 用 系 數(shù) 在 很大 的 風(fēng) 速 變 化 范 圍 內(nèi) 均 能 保 持 最 大 值 , 能 量 捕 獲效 率 最 大 。n 發(fā) 電 機(jī) 發(fā) 出 的 電 能 通 過 變 流 器 調(diào) 節(jié) , 變 成 與 電 網(wǎng) 同 頻 、 同 相 、 同 幅 的 電 能 輸 送 到 電 網(wǎng) 。 3、 變 槳 變 速 風(fēng) 電 機(jī) 組 的 動(dòng) 力 驅(qū) 動(dòng)n 目 前 流 行 的 變 速 變 槳 風(fēng) 電 機(jī) 組 的 動(dòng) 力 驅(qū) 動(dòng) 系 統(tǒng) 主要 有 兩 種 方 案 : 1) 升 速 齒 輪 箱 繞 線 式 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 雙 饋 變 流 器 。 2) 無 齒 輪 箱 的
38、 直 接 驅(qū) 動(dòng) 低 速 永 磁 發(fā) 電 機(jī) 全 功 率 變流 器 。n 兩 個(gè) 方 案 各 有 優(yōu) 缺 點(diǎn) : 1) 前 者 采 用 高 速 電 機(jī) , 體 積 小 , 重 量 輕 , 雙 饋?zhàn)?流 器 的 容 量 僅 與 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 差 容 量 相 關(guān) , 效 率 高 、價(jià) 格 低 廉 , 缺 點(diǎn) 是 升 速 齒 輪 箱 價(jià) 格 貴 , 噪 音 大 、易 疲 勞 損 壞 。 2) 后 者 無 齒 輪 箱 , 可 靠 性 高 , 但 采 用 低 速 永 磁電 機(jī) , 體 積 大 , 造 價(jià) 高 , 變 流 器 需 要 全 功 率 , 成本 提 高 。 變 速 恒 頻 方 式 一 : 永 磁 同 步 直 驅(qū)變 流 器 將 風(fēng) 電 機(jī) 組 定 子 能 量 輸 出 到 系 統(tǒng)變 流 器 容 量 等 于 風(fēng) 電 機(jī) 組 容 量 變 速 恒 頻 方 式 二 : 變 流 勵(lì) 磁 雙 饋 變 流 器 連 接 風(fēng) 電 機(jī) 組 專 子 , 交 換 轉(zhuǎn) 差 功 率 變 流 器 容 量 為 風(fēng) 電 機(jī) 組 容 量 的 1/31/2 就 到 這 里 吧 。 休 息 , 休 息 一 下 !
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 110中國人民警察節(jié)(筑牢忠誠警魂感受別樣警彩)
- 2025正字當(dāng)頭廉字入心爭當(dāng)公安隊(duì)伍鐵軍
- XX國企干部警示教育片觀后感筑牢信仰之基堅(jiān)守廉潔底線
- 2025做擔(dān)當(dāng)時(shí)代大任的中國青年P(guān)PT青年思想教育微黨課
- 2025新年工作部署會(huì)圍繞六個(gè)干字提要求
- XX地區(qū)中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 支部書記上黨課筑牢清廉信念為高質(zhì)量發(fā)展?fàn)I造風(fēng)清氣正的環(huán)境
- 冬季消防安全知識培訓(xùn)冬季用電防火安全
- 2025加強(qiáng)政治引領(lǐng)(政治引領(lǐng)是現(xiàn)代政黨的重要功能)
- 主播直播培訓(xùn)直播技巧與方法
- 2025六廉六進(jìn)持續(xù)涵養(yǎng)良好政治生態(tài)
- 員工職業(yè)生涯規(guī)劃方案制定個(gè)人職業(yè)生涯規(guī)劃
- 2024年XX地區(qū)黨建引領(lǐng)鄉(xiāng)村振興工作總結(jié)
- XX中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 幼兒園期末家長會(huì)長長的路慢慢地走