风电技术总结

风电技术总结（精选8篇）

风电技术总结 篇1

1、寿命

2、可靠性高

3、轴承强制润滑

4、传动类型圆柱齿轮箱，行星齿轮箱，多采用混合方式，形式又可分为展开式、分流式和同轴式以及混合式等等，多数为一级或两级行星+两级斜齿轮传动：大轴—行星架—行星轮—太阳轮—斜齿轮传动

5、制动装置

如图下面：一级行星传动，两级圆柱传动；齿圈固定模式

齿轮箱由两级行星和一级平行轴传动以及辅助装置组成。为了传动平稳和提高承载能力，齿轮采用斜齿并精密修形，外齿轮材料为渗碳合金钢，内齿轮为合金钢，一级行星架采用高合金铸钢材料，二级行星架和箱体采用高强度抗低温球墨铸铁。主轴内置于增速机，与第一级行星架过盈连接。齿轮箱通过弹性减震装置安装在主机架上。齿轮箱的轴向空心孔用于安装控制回路电缆。具体结构见图1。

图1

采用铸铁箱体可发挥其减振性，易于切削加工等特点，适于批量生产。常用的材料有球墨铸铁和其他高强度铸铁。

外齿轮制造精度不低于6级，齿面硬度HRC58--62，外齿轮采用17CrNi2MoA．对于兆瓦级风电齿轮箱，传动比多在100左右，一般有两种传动形式：一级行星+两级平行轴圆柱齿轮传动，两级行星+一级平行轴圆柱齿轮传动。相对于平行轴圆柱齿轮传动，行星传动的以下优点：传动效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方便，传递功率范围大，使功率分流；合理使用了内啮合；共轴线式的传动装置，使轴向尺寸大大缩小而；运动平稳、抗冲击和振动能力较强。在 依据提供的技术数据，经过方案比较，总传动比i=98．74，采用两级行星派生型传动，即两级行星传动+高速轴定轴传动。为补偿不可避免的制造误差，行星传动一般采用均载机构，均衡各行星轮传递的载荷，提高齿轮的承载能力、啮合平稳性和可靠性，同时可降低对齿轮的精度要求，从而降低制造成本。

对于具有三个行星轮的NGW型行星传动，常用的均载机构为基本构件浮动。由于太阳轮重量轻，惯性小，作为均载浮动件时浮动灵敏，结构简单，被广泛应用于中低速工况下的浮动均载，尤其是具有三个行星轮时，效果最为显著。因此在本文的风电增速箱中，两级NGW型行星传动中，均采用中心轮浮动的均载机构。

目前这些齿轮箱的适用范围为：发电功率200ＫＷ－1660ＫＷ，风力带动桨叶的转速为19—28.5r／min（齿轮箱的输入转速），增速齿轮箱的输出转速为1440—1520r／min（发电机转速），齿轮箱的速比范围为：Ｕ＝36—78（个别达到98）

其传动路线是；桨叶——传动轴——收缩套——行星架——太阳轮——第二级平行轴大齿轮——第二级平行轴小齿轮——第一级平行轴大齿轮——第一级平行轴小齿轮——发电机

齿轮箱的材料：外齿轮材料为优质低碳合金结构钢，如17CrNiMo6，内齿轮材料为42CrMoA，内齿圈磨齿，外齿轮渗碳淬火磨齿，精度在ＩＳＯ1328之６级以上，轴承全部为ＳＫＦ、ＦＡＧ、ＮＳＫ等进口轴承，且多为双列向心球面滚子轴承，单列园柱滚子轴承等。

齿轮箱类型主要有1p+2h(2Mw 以下）2p+1H(2Mw到6MW）winergy 5和6兆瓦采用都是这种结构，对于混合传动的机型大多采用1p或2p的结构。

密封要疏而不堵, 这是设计密封的思路.重点说点蚀:

１ 重载，齿面接触压力过大，工作是齿面温度过高，而且不均匀；

２ 润滑，润滑不充足，黏度太低，不能形成足够厚度的油膜，油喷的不均匀，油的种类不对，最好用合成油，油喷的位置不对；以及油的清洁度。

３ 齿面硬度，一般小齿轮硬度应高于大齿轮２度，最好在５８－６２的范围内（国内有的是６４HRC）热处理后最好保留20%的残余噢实体。齿形误差，比如齿定修行，推荐修形全部修道小齿轮上，并且变位，齿数不要低于20。齿面光洁度，因为都是硬齿面传动，光洁度至少到0.8Ra或更好。磨削烧伤

齿轮箱的主要零部件

一、箱体

箱体是齿轮箱的重要部件，它承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力。箱体必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用，防止变形，保证传动质量。常用的材料有球墨铸铁和其他高强度铸铁。设计铸造箱体时应尽量避免壁厚突变，减小壁厚差，以免产生缩孔和疏松等缺陷。为减小机械加工过程和使用中的变形，防止出现裂纹，无论是铸造或是焊接箱体均应为了便于装配和定期检查齿轮的啮合情况，进行退火、时效处理，以消除内应力。为了减小齿轮箱传到机舱机座的振动，齿轮箱可安装在弹性减振器上。最简单的弹性减振器是用高强度橡胶和钢垫做成的弹性支座块，合理使用也能取得较好的结果。箱盖上还应设有透气罩、油标或油位指示器。在相应部位设有注油器和放油孔。放油孔周围应留有足够的放油空间。采用强制润滑和冷却的齿轮箱，在箱体的合适部位设置进出油口和相关的液压件的安装位置。

二、齿轮和轴

风力发电机组运转环境非常恶劣，受力情况复杂，要求所用的材料除了要满足机械强度条件外，还应满足极端温差条件下所具有的材料特性，如抗低温冷脆性、冷热温差影响下的尺寸稳定性等等。对齿轮和轴类零件而言，由于其传递动力的作用而要求极为严格的选材和结构设计，一般情况下不推荐采用装配式拼装结构或焊接结构，齿轮毛坯只要在锻造条件允许的范围内，都采用轮辐轮缘整体锻件的形式。当齿轮顶圆直径在2倍轴径以下时，由于齿轮与轴之间的联接所限，常制成轴齿轮的形式。为了提高承载能力，齿轮一般都采用优质合金钢制造。外齿轮推荐采用20CrMnMo、15CrNi6、17Cr2Ni2A、20CrNi2MoA、17CrNiMc6、17Cr2Ni2MoA 等材料。内齿圈按其结构要求，可采用42CrMoA、34Cr2Ni2MoA等材料，也可采用与外齿轮相同的材料。采用锻造方法制取毛坯，可获得良好的锻造组织纤维和相应的力学特征。合理的预热处理以及中间和最终热处理工艺，保证了材料的综合机械性能达到设计要求。常用材料的力学性能表见表8-5。

（一）齿轮

1.齿轮精度齿轮箱内用作主传动的齿轮精度，外齿轮不低于5级GB/T10095-2001，内齿轮不低于6级GB/T10095-2001。选择齿轮精度时要综合考虑传动系统的实际需要，优秀的传动质量是靠传动装置各个组成部分零件的精度和内在质量来保证的，不能片面强调提高个别件的要求，使成本大幅度提高，却达不到预定的效果。

2.渗碳淬火通常齿轮最终热处理的方法是渗碳淬火，齿表面硬度达到HRC60＋/-2，同时规定随模数大小而变化的硬化层深度要求，具有良好的抗磨损接触强度，轮齿心部则具有相对较低的硬度和较好的韧性，能提高抗弯曲强度。渗碳淬火后获得较理想的表面残余应力，它可以使轮齿最大拉应力区的应力减小。因此对齿根部分通常保留热处理后的表面，在前道工序滚齿时要用齿形带触角的留磨量滚刀滚齿，从而在磨齿时不会磨去齿根部分。磨齿时选择合适的砂轮和切削用量，辅以大流量的切削冷却液是防止出现磨齿裂纹和烧伤的重要措施。对齿轮进行超声波探伤、磁粉探伤和涂色探伤，以及进行必要的金相检验等，都是控制齿轮内在质量的有效措施。

3.齿形加工为了减轻齿轮副啮合时的冲击，降低噪声，需要对齿轮的齿形齿向进行修形。在齿轮设计计算时，可根据齿轮的弯曲强度和接触强度初步确定轮齿的变形量，再结合考虑轴的弯曲、扭转变形以及轴承和箱体的刚度，绘出齿形和齿向修形曲线，并在磨齿时进行修正。

圆柱齿轮的加工路线如下：

下料一锻造毛坯一荒车一预热处理一粗车一半精加工外形尺寸一制齿加工（滚齿或插齿）一去毛刺、齿顶倒棱、齿端倒角一热处理（渗碳淬火）一精加工基准面一磨齿一检验一清洗一入库。

加工人字齿的时候，如是整体结构，半人字齿轮之间应有退刀槽；如是拼装入字轮，则分别将两半齿轮按普通齿轮加工，最后用工装准确对齿，再通过过盈配合套装在轴上。4 齿轮与轴的联接

1）平键联接：常用于具有过盈配合的齿轮或联轴节的联接。由于键是标准件，故可根据联接的结构特点、使用要求和工作条件进行选择。如果强度不够，可采用双键，成180’布置，在强度校核时按1.5个键计算。

2）花键联接：通常这种联接是没有过盈的，因而被联接零件需要轴向固定。花键联接承载能力高，对中性好，但制造成本高，需用专用刀具加工。花键按其齿形不同，可分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键三种。渐开线花键联接在承受负载时齿间的径向力能起到自动定心作用，使各个齿受力比较均匀，其加工工艺与齿轮大致相同，易获得较高的精度和互换性，故在风力发电齿轮箱中应用较广。

3）过盈配合联接：过盈配合联接能使轴和齿轮（或联轴节）具有最好的对中性，特别是在经常出现冲击载荷情况下，这种联接能可靠地工作，在风力发电齿轮箱中得到广泛的应用。利用零件间的过盈配合形成的联接，其配合表面为圆柱面或圆锥面（锥度可取1：30-1：8）。圆锥面过盈联接多用于载荷较大，需多次装拆的场合。4）胀紧套联接：利用轴、孔与锥形弹性套之间接触面上产生的摩擦力来传递动力，是一种无键联接方式，定心性好，装拆方便，承载能力高，能沿周向和轴向调节轴与轮毂的相对位置，且具有安全保护作用。

弹性套是在轴向压紧力的作用下，其锥面迫使被其套住的轴内环缩小，压紧被包容的轴颈，形成过盈结合面实现联接。弹性套材料多用65、65Mn、55CR2 或60Gr2 等钢材。弹性套的工作应力一般不应超过其材料的屈服极限，其强度和变形可根据圆锥面过盈联接公式计算。内外环与轴和毂孔的配合通常取H7/h6，配合表面粗糙度为Ra0.8-Ra0.2。联接表面的压力可按厚壁圆筒的有关公式计算。

轴的材料采用碳钢和合金钢。如40、45、50、40Cr、50Cr、42CrMoA 等，常用的热处理方法为调质，而在重要部位作淬火处理。要求较高时可采用20CrMnTi、20CrMo、20MnCr5、17CrNi5、16CrNi等优质低碳合金钢，进行渗碳淬火处理，获取较高的表面硬度和心部较高的韧性。

在风力发电齿轮箱上常采用的轴承有圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承等。在所有的滚动轴承中，调心滚子轴承的承载能力最大，且能够广泛应用在承受较大负载或者难以避免同轴误差和挠曲较大的支承部位。

通常在外圈上设有环形槽，其上有三个径向孔，用作润滑油通道，使轴承得到极为有效的润滑。轴承的套圈和滚子主要用铬钢制造并经淬火处理，具备足够的强度、高的硬度和良好的韧性和耐磨性。第10章

行星齿轮机构设计

轮系：指由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统。根据轮系传动时，各齿轮的轴线在空间的相对位置是否固定，可将轮系分为两类：定轴轮系和周转轮系。定轴轮系：轮系中各齿轮的几何轴线位置固定。

周转轮系：轮系中有一个或一些齿轮的轴线不固定，而是绕着其它定轴齿轮的轴线回转的轮系。

周转轮系可分为行星轮系和差动轮系两类。

如图所示的行星轮系由行星齿轮、行星架(系杆)、中心轮等组成。

在行星轮系中, 活套在构件H上的齿轮2一方面绕自身的轴线O′O′回转, 同时又随构件H绕轮系主轴线(固定轴线)OO回转, 这种既有自转又有公转的齿轮称为行星轮。

H是支撑行星轮的构件, 称为行星架。齿轮1和齿轮3的轴线与行星轮系固定的主轴线重合, 并且它们都与行星轮啮合, 称为中心轮, 用K表示。行星轮系：周转轮系中有一个中心轮是固定的，故只有1个自由度。行星齿轮机构是一种共轴式传动装置，其中心轮、系杆都在同一轴线上回转，几个完全相同的行星轮均匀 分布在中心轮周围，属于机构自由度为1的周转轮系。

差动轮系：周转轮系中两个中心轮都能转动，故有两 个自由度。

行星齿轮机构与定轴齿轮相比，具有以下特点：

1）体积小、重量轻——充分利用内齿轮中部空间，输入输出轴在同一轴线上。2）传动比大——系杆H转N转中心齿轮才转1转。3）承载能力大，工作平稳——多个行星轮同时啮合。4）减速器的效率可高达98%~99%——功率分路传递。5）结构复杂，制造和安装精度高。1）按基本构件的组成分类

行星齿轮根据基本构件的组成情况可分为三种传动型式：

二、行星齿轮机构各轮齿数和行星轮数的选择

1、配齿计算

为使行星轮系装配后能正常运转，并实现给定的传动比，各轮齿数和行星轮数必须满足下列四个条件：

例：2K-H行星齿轮机构的配齿条件 1）传动比条件 Z3=（i1H-1)Z1 2)同心条件

为保证中心轮和系杆的回转轴心重合，必须满足同心条件： A12=A23

若采用标准齿轮、在标准安装条件下时，选择各齿轮齿数应满足的同心条件则为：

Z2=Z3-Z1/2=Z1（i1H-2)/2

由上式可知，只有在Z1和Z3同时为偶或奇数时，Z2才会是一个整数。3）装配条件

为使第一个行星轮装好后，其余中心位置相应被确定的各均匀分布的行星轮轮齿，能同时插入内外两中心轮的齿槽中，行星轮数和各轮齿数应满足的装配条件为：

4)邻接条件

相邻条件可根据为保证相邻行星齿轮齿顶圆不相交而应该留有的大于0.5mm的间隙推导得出：

2、齿数选择

行星齿轮机构设计除应满足上述条件外，还需考虑以下一些附加条件： 1）高速重载行星齿轮传动时，良好的工作平稳性。2）中心轮应尽可能适当选择较多的齿数，以满足接触 强度的要求。

3）低速硬齿面齿轮，为减小传动尺寸和质量，应尽量 选择较少的齿数。

4）当用插齿刀或剃齿刀加工中心轮时，其中心轮的齿数 和刀具的齿数不应成倍数。

5）齿数大于100的质数齿齿轮应尽量少用。

三、行星齿轮机构的效率

当采用四个参数完全相同的圆柱齿轮和行星齿轮进行其效率和传动比评价时发现，行星齿轮机构的传动比远大于定轴齿轮机构，但效率相对却很低，且其效率随结构型式、传动比、主从件选择等的不同有很大差别。

定轴齿轮机构的效率是行星齿轮机构的400倍。行星齿轮机构的传动比是定轴齿轮机构的近10000倍。

四、行星齿轮机构结构设计及应用

当几个相同的行星轮布置在中心轮的周围时，导致虚约束情况的产生。若齿轮及相关构件的加工精度和装配精度不好，将使各个行星轮所受载荷不均，降低机构承载能力和使用寿命。为此，必须合理选择适当的均载机构和零部件结构。

1、均载机构及其设计

1）均载机构的型式、特点及应用

使行星轮间载荷分配均匀的机构——均载机构。它具有提高承载能力，降低噪声，提高运转平稳和可靠性，相应降低机构加工和装配精度等优点。常用均载机构如表10.2所示。2）、设计选用均载机构应遵循的原则（1）质量小、受离心力影响小，浮动灵敏；（2）浮动构件受力大，均载效果好；（3）浮动件可以较小的位移量补偿不可避免的 制造误差

（4）具有缓冲和减振性能；（5）效率高；

（6）机构容易制造、结构简单。

2、行星轮和系杆的结构设计 1）行星轮的结构设计

行星轮结构取决于传动型式、传动比、轴承型号及 安装形式。其常用的行星轮结构如表10.3示。

轴承的安装：当传动比较大时，轴承一般安装在行星 轮孔内；当传动比较小时，轴承可安装在系杆上。2）系杆的结构设计

系杆是行星齿轮机构的主要零件之一，行星轮心轴安装在系杆中。由于行星轮间载荷分配的均匀与否，在很大程度上取决于心轴位置的精确度。故，系杆是保证心轴位置精度、机构承载力，降低噪声和振动的基础。设计系杆时，必须考虑其结构性和加工工艺性。

在风电界水平轴风力发电机组用固定平行轴和行星齿轮传动最为常见。

风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱；按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱；按照转动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式以及混合式等等。

设计必须保证在满足可靠性和预期寿命的前提下，使结构简化并且重量最轻。通常采用CAD优化设计，排定最佳传动方案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环境极端温差下仍然保持稳定的材料，等等。

设计要求

（一）设计载荷

•设计载荷 •效率 •噪声级 •可靠性 •齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。

•其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。•风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T10300标准计算确定。当按照实测载荷谱计算时，齿轮箱使用系数KA=1。当无法得到载荷谱时，对于三叶片风力发电机组取KA=1.3。

（二）效率

齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、风阻损失、其他机件阻尼等。齿轮箱的效率在不同的工况下是不一致的。风力发电齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率应大于97%，是指在标准条件下应达到的指标。

（三）噪声级

风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低噪声的措施：

–适当提高齿轮精度，进行齿形修圆，增加啮合重合度； –提高轴和轴承的刚度；

–合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振；

–安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械振动控制在GB/T8543规定的C级之内。

（四）可靠性

•按照假定的寿命最少20年的要求，视载荷谱所列载荷分布情况进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方法外，可采用模拟主机运行条件下进行零部件试验的方法。•在方案设计之初必须进行可靠性分析，而在施工设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算，其中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部件以及整机进行可靠性估算

四、齿轮箱的主要零部件 铸件类：机体、扭力臂、行星架 齿轮和轴类：内齿圈、齿轮、轴 标准件类：轴承、螺栓

风电技术总结 篇2

1 风电机组吊装技术的特点和要求

风电设备的安装具有安装高度高 (140 m以上, 因各种机型设备的质量不同, 塔架的高度随风力分布情况而定) 、尺寸较大 (直径90 m以上) 、质量大 (单体质量>70 t) 、作业环境特殊 (长期处于大风、复杂地形中) 等特点, 因此, 需要特殊的安装作业方案和设备, 以满足其特殊要求。

除以上由风机单机本身特性决定的安装施工特点外, 由于风电场通常有几十台甚至上百台机组, 整个风电场的安装要在较大的范围内移动施工, 所以, 对风电安装施工提出了方便、快捷、便于转场等要求。

从风电设备的安装特点和要求可看出, 风电吊装设备的选用和施工技术方案的确定主要受地理环境、场内道路状况、设备参数 (机舱尺寸、质量、塔架高度) 等因素的影响。其施工方案和设备必须满足起重能力强、防风能力强、场地适应性好、便于转场和效率高的要求。

2 风电机组吊装技术现状

传统风电设备吊装方案采用基于地面的吊装模式, 通常采用置于地面的大型汽车起重机、履带式起重机等大型起重设备完成任务。在机组功率较小、塔架高度较低的情况下, 主要有以下3种吊装方案。

2.1 大型履带式起重机辅以小型汽车起重机

由于大型履带式起重机具有起重能力强、场地适应性好和效率较高等特点, 特别是能带载行走, 可满足风机叶轮与机舱对接安装的要求, 在传统方案中它往往被当作风电设备安装的首选设备, 用于机舱、塔架和叶轮等大部件的吊装作业。在场地和道路宽敞的情况下, 采用该方案能充分发挥履带式起重机的优点;但如果在道路狭窄、环境较为恶劣的情况下采用该方案, 从一台风机到另一台风机间需要不断拆卸和重新安装履带式起重机, 这样既延长了工期, 也增加了成本。同时, 由于履带式起重机的抗风性能较弱 (特别是侧向抗风性能很弱) , 在作业风场风力较大时, 不得不按照规定停止作业, 无法连贯完成吊装作业 (一般的机型要求上段塔架与机舱应在同一天安装完成) , 进而影响了安装的进度和质量;在整个风电场的安装中需要频繁转场、无专用转场设备协助运输的情况下, 需要靠本身的履带运行, 效率低且履带磨损很快, 加之大型履带式起重机本身购置、维护、转场运输的成本很高, 导致安装成本提高, 因此, 该方案的经济性受到了严重影响。

2.2 大型汽车起重机辅以小型汽车起重机

在风电设备安装时, 为了方便叶片吊装, 机舱吊装时起重机的位置既要满足机舱的要求, 也要满足叶轮的吊装要求, 一般要求主力起重机吊臂正对机舱的法兰 (连接轮毂的法兰) 。这样可保证叶轮吊装就位, 否则需要移动起重机的位置或偏航才能满足叶轮的吊装要求。大型汽车起重机具有起重能力强、转移迅速、机动灵活的特点, 在场地平整、坚实的环境下施工时能充分发挥其性能。但在起吊时, 必须将支脚落地, 无法负载行驶, 导致汽车起重机作为风电安装的主力起重机受到了很大的束缚, 加之汽车起重机对风载的敏感性, 因此, 该方案被选用的概率较低。

2.3 大型轮胎式起重机辅以小型汽车起重机

由于轮胎式起重机相比于汽车起重机具有车轮间距大的特点, 其稳定性和对路面的适应性有了较大幅度的提高, 在一定程度上克服了汽车起重机的不足。同时, 其具有的转移迅速、机动灵活的特点又弥补了履带式起重机转场灵活性较差的不足。因此, 在施工现场道路较窄的情况下, 使用轮胎式起重机成为了优选方案。考虑到轮胎式起重机本身具有的特性, 我国在安装主流1.5 MW机组风机时, 多次选用了5 000 k N以上的大型轮胎式起重机作主力、500 k N左右汽车起重机作辅助的施工方案。

虽然轮胎式起重机兼顾了履带式起重机和汽车起重机的一些特征, 但支脚必须落地才能负载, 无法带载行驶, 在风电安装环境恶劣、安装高度较高、叶轮安装方位要求特殊等情况具有明显的局限性。同时, 轮胎式起重机与履带式起重机、汽车起重机类似的高大臂架均对风载较为敏感, 这也是影响轮胎式起重机作为风电安装主力起重机的重要因素。

3 风电机组吊装技术的发展趋势

目前, 风电工程吊装技术及其装备主要朝着2个方向发展: (1) 研发起重能力更强的地面起重设备, 以满足风机安装中不断提高的吊装需求; (2) 研发吊装风机主机的专用设备。

上述方向中, 前者的设备投入巨大;后者可充分利用风电机组自身的特点, 以较小的投入和体现较高的适用性。

4 基于风机主机的吊装技术

新型吊装技术采用基于风机主机的吊装方案, 充分利用风电机组主机和塔筒的结构特点, 并通过新型专用设备实现。新型吊装方案采用的专用设备主要由起升机构 (含吊具) 、自升机构、门架结构、底架结构、变幅机构、导向机构、抱紧装置、引进装置、防护装置、液压系统、电气和电控等机构组成, 如图1所示。其中, 自升机构用于专用设备的升降, 起升机构用于吊运发电机等风电机组主要零部件的安装、拆卸等垂直作业, 变幅机构可满足吊装零部件安装位置的水平调整要求。

新型吊装技术的基本原理为:通过专用设备自身的自升降机构带动设备沿风机塔筒升至风机主机下方的预定高度, 通过连接装置将专用设备与风机主机、塔筒固定, 依靠可变幅的门架覆盖作业范围, 通过起升机构装卸风机大部件, 并通过自升降机构实现设备本体的拆卸和降落。

5 技术优点

基于风机主机的吊装技术和专用设备克服了传统的基于地面的吊装方案的缺点和弊端, 具有以下6个技术优点: (1) 新型方案采用无塔身结构, 利用风机主机自身的高度将专用设备连接在机组主机上;与其他地面起重机相比, 不受起重机起升高度的制约。 (2) 新型方案采用门架式臂架、油缸变幅, 可覆盖风电机组吊装维护范围内所有的零部件吊装、维护作业。 (3) 通过自身具有的装置, 可自行完成设备本体的起升、下降和拆装工作。 (4) 采用模块化设计, 结构简单、拆装方便、便于运输、转场适应性强。 (5) 受安装风机周边地形 (坡面或软地面) 的影响小, 减少了对环境的依赖和破坏。 (6) 设备价格低, 约为同功能大型起重设备的1/10甚至更低。

6 结束语

综上所述, 以风机主机为基础的风电吊装技术有效解决了传统技术中以地面为基础的吊装模式对地形要求高、施工时间长、成本高和安全性低等问题, 为风电工程的建设和运维提供了更科学、合理的施工方案和新型设备, 明显降低了风电工程的成本, 提供了经济、安全的解决方案, 值得推广应用。

摘要：采用合适、有效的风电工程风电吊装技术和设备, 对提高风电工程风电吊装的施工质量和运行性能有积极的意义。因此, 阐述了风电机组吊装的技术特点和特殊要求, 说明了风电机组吊装技术的现状, 简要分析了风电机组吊装技术的发展趋势, 并探讨了基于风机主机的吊装技术及其优点。

关键词：风电机组,起重机,吊装技术,起重能力

参考文献

[1]杨校生.风力发电技术与风电场工程[M].北京:化学工业出版社, 2012.

风电经济技术评价分析 篇3

【摘 要】本研究针对风电新能源的特点，从风电设备选型及风电项目投资两个方面进行经济技术评价分析。

【关键词】风电；经济技术；评价；资源

一、风电新能源特点

风电新能源主要具有以下几个特点：（1） 风电场一般处于位置偏远的地带，这在一定程度上加大了风电外送的难度，因此，在对风电进行大规模开发的同时，应集中力量加强电网建设，并逐日完善配套风电送出工程。（2）风能能量的储存非常小，这在一定程度上限制了整个电网的蓄电能力。（3）风能具有较小的能量。相关数据表明：水轮机的尺寸不足风力发电机风轮的几十分之一（在发电容量相等的情况下进行比较）。（4）风能具有较差的稳定性。 由于风能在产生与输送的过程中，风向与风速具有难以预测性，其可能随着时间的改变而改变，这为风力发电机的控制与调节带来较大的难度，因此，风电机组形成的电能也不可能保持恒定，而是随着时间的推移，处于上下波动之中。（5）风轮机具有较低的效率。 据统计，风轮机的实际效率与风轮机的最大理论效率（可高达60%）尚存在一定的差距。比如：水平、垂直轴风轮机实际的最大效率分别处于20%～50%、30%～40%之间。（6）电网难以调度。由于风能具有不稳定的特性，所以风力发电的控制不能以负荷的大小为基准，这将成为电网调度的一个重大技术瓶颈。

二、风电设备选型经济技术评价分析

目前，绝大部分风电项目的风电设备选型上都以MW 级机组为目标，这样完全忽略拟建场址区的实际风能资源，盲目地进行风电项目设备的选型，会使得实测风与额定风造成较大的差距。比如：目前，一个二级风能资源的风电场的实测风低于6.6m/s（选用年平均风速70米轮毂高度的风电场测定所得），而此风电场一般也选用1.5MW 机组（此机组的额定风速一般恒定在14m/s 左右），在计算等效小时利用数时，两者都以两千小时为基准，造成的误差实乃太大。

概括地讲，上网电量、上网电价时、固定资产投资是衡量一个风电项目主要风险的3个变量。其中上网电量与风力发电机的出力问题密切相关，当电网电价未知时，风电设备价格的波动将影响风电项目的投资回报，因此，近年来，风电项目投资回报问题已经纳入影响风电项目投资影响因素的范畴之内。

在风电项目固定资产投资中，风电项目规模与风电设备选型及其组合方案时密切相关的，也就是说，风电项目的投资主要受风电设备选型的影响。现阶段，按照从小到大的发展路线，风力发电机的研发时间以及成熟程度与单机功率有关，研究表明：在一个系列产品中，大规模的风力发电机的研发时间与成熟程度与单机功率成反比，即后者越小，前者时间越早，越成熟。且同系列的研发较早、较为成熟的、目前已被世界各国所认可的风力发电机（如750kW机）与M W 级风力发电机相比，两者的理论风能可利用效率虽然尚存在一定的差距，但因前者的运行更为稳定、机制更为完善，所以实际的风能可利用率反而更高，且前者的价格更低。因此，市场的影响力更大。

通过对风电项目风电设备选型的多方案比较，可得出风电项目的规模是风电设备选型最为关键的影响因素。风电设备的可利用率以及风电设备投资的控制均与组合方案密切相关。因此，只要对组合方案不断优化，风电设备的各项经济指标均能实现。

三、风电项目投资的经济技术评价分析

本研究主要介绍资金成本、投资回收期、平均发电成本指标的特点与这三个指标在风电项目评价中的应用

1.资金成本（A）

银行贷款是风电项目筹集资金的主要途径。筹集资金后，借贷人又必须在规定的期限内将还款额还给银行，这就产生了还款行为。在履行还款行为过程中，规定的期限叫做还款期（n），每年的还款额作为年资金成本，也简称为年金（A，一般用投资成本的百分比表示），年金的计算与还款期（n）与年利率（p，指一年获得的利润）。具体的计算公式如下所示：

2、投资回收期（Tp）

投资回收期（Tp）是指用于投资的资金全部赚回所需的期限。当利用投资回收期评价项目经济性时，除了需要考虑投资者意愿确定的基准投资回收期Tb之外，还需要将同类项目的历史数据纳入考虑的范畴之内，具体来说，可以通过Tp与Tb的比较关系来确定项目是予以拒绝还是予以接受，当Tp

3. 平均发电成本（Cw）

4、 内部收益率（FIRR）

财务内部收益率也是评价风电项目经济性的一项动态评价重要指标。内部收益率（FIRR）反映的是项目所占用资金的盈利，它指的是经济寿命期限内各年净现金流量（CI-CO）现值累计等于零时的折现率。内部收益率（FIRR）主要通过如下计算公式来考察项目的盈利能力：

四、结论

在风电设备选型上，应充分考虑风电项目的规模，并不断对组合方案进行优化；在风电项目的投资上，应通过资金成本、投资回收期、平均发电成本以及内部收益率等四项指标进行综合衡定。

参考文献：

风电年终维护总结 篇4

1、设备定检工作：利用春、秋检时机，对电气设备进行清扫检查，预防性试验，各专业工作同时进行，保证在规定时间内保质保量完成各项检修任务，不丢项，不落项。

继电保护专业主要工作包括线路保护、主变保护、母线保护、线路故障录波器、运动信息子站、35KV进线保护等共计20余项，参与人数4人，同时对各类低压控制系统及自动装置也进行了全面清扫检查。

高压专业：主变压器、220KV开关、避雷器、过电压保护器、高低压电缆、绝缘瓷瓶、绝缘油等共计30余项，设备高压试验130台次，绝缘油样75台，变电专业：1号主变压器、220KV线路、母线及避雷器，220KV线路开关及刀闸、主变开关、35KV线路开关及刀闸等共计30余项。全年共处理箱变缺陷15台次，35kv线路断线1处，风机跌落保险上口断线13处，清除35kv铁塔鸟巢26处，处理35kv螺栓松动26处。对避雷器、过电压保护器等设备，全面清扫检查，更换12台，清扫35kv开关柜10台，全面消除了设备隐患，为今冬明春设备的安全稳定运行，打下了坚实的基础。

仪表专业：电压变送器、电流变送器、功率变送器、交直流电压、电流表等共计50余块。日常各类指示仪表、远传设备等缺陷消除40余项。

2、日常维护工作

定期对现场设备运行工况进行排查，及时清除各类威胁设备安全运行的各类隐患，确认设备的各项基本运行指标正常。按照技术监督规程规定，定期对高压电器设备进行绝缘项目检查，对220KV刀闸、悬垂绝缘子、绝缘支柱、变压器套管等进行红外线成像，检查设备内部绝缘情况，对PT、箱变、主变绝缘油定期进行色谱及耐压试验，保证设备微小缺陷能够及时发现。配合上级技术监督部门，定期上报技术监督报表，配合相关部门开展反事故措施排查整改，并对发变组保护、自动励磁装置等涉网保护项目定期筛查，上报检查结果，并根据上级部门更改要求，对场内设备不符合项进行整改。

3、紧急事故抢修：全年重大抢修共计4项

3号发电机变压器一、二次电缆烧毁，需将油池进行排油清理，更换新油，故障电缆更换并进行绝缘处理。抢修工作进行了36个小时，总计投入各类专业技术人员8人，共计更换新电缆16根，制作中间接头16个，高压试验32项。

220KV母线C项 PT绝缘油色谱显示内部故障，需整体更换，将原故障PT拆除，新PT就位，测量引线恢复，高压试验检测等工作。抢修工作进行了40个小时，总计投入各类专业技术人员10人，直组、绝缘、油样等高压试验5项.35KV跌落开关绝缘故障，共计处理10处，更换开关机构，绝缘子等工作，保证供电线路及时投运。

35KV避雷器由于雷击，造成避雷器损坏，共计更换12台。

4、重大设备技改

PMU改造：根据调度发布的指导性文件，克服了无施工图纸的困难条件，对设备进行了全方位考察研究，并绘制出适合我厂的安装施工图纸，根据实际考察的结果，制定除了具体的施工方案及施工材料准备，为PMU改造工程的顺利进行打下良好基础。目前技术及物资准备工作已基本完成，待材料到齐后即开工。

5、安全文明生产工作

电气专业部全年安全形势良好，未发生一齐人身伤害事故。工作前进行安全危险点分析，对工作进行周密部署，制定详尽的安全技术措施，保证人员和设备的安全。对事故预想做到全面可靠及时，隐患排查认真仔细，确保设备检修中期内安全运行。同时对设备标牌进行全面排查，将缺损、松动

6、安全隐患排查

风电公司工作总结 篇5

2014年上半年我公司在生产规模上取得了巨大的发展，海原80万千瓦风电项目和宁东太阳能二期2万千瓦项目开工建设，这是是公司成立以来项目集中开工建设最多的一年，虽然工程协调工作量繁重，协调难度巨大，但是项目建设实现稳步推进，工程整体进展较顺利。除此之外，海原武塬一二期10万千瓦项目实现投产发电；海原南华山20万千瓦风场风机吊装完成86台，110kV升压站完成电网公司初步验收，110kV送出线路建成；脱烈堡、宋家窑10万千瓦风场风机基础浇筑完成，风机吊装完成18台，110kV升压站设备开始调试，110kV送出线路建成；木头沟、孝家庄10万千瓦风场风机基础浇筑完成44基，110kV升压站配件楼基础开始浇筑，110kV送出线路铁塔基础全部浇筑完成；狼水沟30万千瓦风电场风机基础浇筑完成43基，110kV升压站综合楼正在进行墙体砌筑，110kV送出线路铁塔基础全部浇筑完成；宁东太阳能二期20MWp项目螺旋地桩全部安装完成，支架安装完成17.5兆区，太阳能电池板安装完成7.5兆区，太阳能送出线路基础浇筑完成23基。如此巨大的发展，使公司对人才的需

求变得更加迫切，这对我们每个员工都是一个极大的机遇，同时也带来了巨大的挑战。

其次，在公司获得长足发展的同时，管理经营也变得极为重要，光有硬件却没有好软件是万万不能的。上半年公司完成了市场化用工招聘工作，编制了公司生产岗位新入职人员、班组长人员、专工以上管理人员的初步培训方案，常态化培训、人才梯队培训将纳入制度化管理。这一系列措施都为公司储备了大量的人才。与此同时，引入“7S”等先进管理理念，并组织广大员工认真学习探讨，将这些管理理念融入到电厂的日常管理中去，并取得了巨大的成效，从单位到个人，整个生产面貌焕然一新！

上半年，公司风电完成发电量3.3亿千瓦时，实现利润3300万元，连续安全生产2392天；太阳能完成发电量846万千瓦时，实现利润16万元，连续安全生产1658天。能够取得这样的效益，离不开公司管理层的运筹帷幄，更离不开我们月亮山全体员工的辛勤工作。虽然只是单纯的几个数字，却给了我们全体员工莫大的信心与动力。只有公司效益蒸蒸日上，公司规模逐步扩大，下属员工才能够安心工作，增加对本公司的荣誉观与归属感。

再次，公司以“安全生产专项整治提升年”活动入手，完善安全标准化体系，深入开展防人身和防设备安全隐患大排查，严厉打击各类违章，强化应急预案演练，员工安全防

范意识和安全防范能力进一步提升，安全管理基础不断夯实。作为电力生产企业，安全永远是我们必须放在第一位的因素，与其他生产企业相比，电力的特殊性要求我们必须具有更高的安全生产意识与更熟练的安全生产技能。在月亮山工作期间，各级领导狠抓安全防范意识，开展各式各样的安全演练与培训工作，永远将员工的生命安全放在首位，给我留下的极其深刻的印象。

风电场工作总结 篇6

为学习宣传贯彻党的十七大精神、团的十六大精神和迎接改革开放三十周年、华北电力大学50周年校庆营造良好氛围，我院利用这次研究生暑期社会实践机会，组织并开展了京能集团北京官厅风电场——华北电力大学研究生暑期社会实践活动。本次社会实践团由控制科学与工程学院博士生导师徐大平教授带队，以教授、副教授、博士生、硕士生为骨干成员，对京能集团北京官厅风电场进行了为期三天的暑期社会实践活动。

官厅风力发电场位于河北省怀来县狼山风口、官厅水库东南沿岸一带，东临延庆康西草原，距离北京市区约80公里。整个风力发电厂南北长约6公里，东西宽14公里，而这里正是传统意义上的北京“上风口”，常年大风不断。从去年7月开始吊装第一台风机，到去10月底全部33部风车就安装完成。按照设计标准，一期工程的风电装机容量为5万千瓦时，就意味着风电场每小时就能发出5万度电。这样的数据是在风机达到满负荷运转下得到的，但由于风力并不是恒定不变的，因此一年中大约只有部分时间能达到满负荷发电的水平。作为北京可再生能源规模最大的建设项目，官厅风电场总投资5.8亿元，总装机容量10万千瓦，分两期进行建设，作为北京2008年 “绿色奥运”工程之一的北京官厅风电场一期工程于2008年1月18日并网调试成功，并开始源源不断地向北京电网注入绿色电力，预计年发电量1亿度。以北京每户家庭年均使用1000度电计算，1亿度电至少能够解决10万户家庭的生活用电需求。二期工程建设将于2010年前完成工程建设。

与火力发电机组相比，同等发电量情况下，官厅风电场一期工程能提供的这种绿色电力相当于每年减少5万吨煤炭或2000万立方米天然气的使用量，可减少二氧化碳排放量10万吨、二氧化硫排放量782吨。环境效益非常可观。另外，风力发电是北京2008年奥运会绿色电力的重要组成部分，有20%的奥运场馆用电为风力发电。随着风电场一期工程的完工，数十台洁白的风车在蓝天碧水的映衬下也显得更为优美。在去年十一期间，就有很多人到水库旁观光，风车也成为此处最显眼的景观之一，许多游人争相摄影留念。

风力发电机组所有设备都安装在地面8.8米以上的位置。根据官厅水文记录，这样的设计可以抵御百年一遇的洪水，也不会影响到周围人们的安全。此外，在风电场建设前组织的环境影响评估中，专门有一章考虑到对周围候鸟迁徙影响的问题。根据研究，官厅风电场附近最主要的候鸟栖息地位于延庆野鸭湖，但出入野鸭湖的候鸟迁徙路线距离风电场最近的点也有10公里以上的距离。因此，风电场不会影响周边候鸟的迁徙。

官厅风电场运行的主力机型是国产金风1500KW永磁直驱式风力发电机组，直驱型风力发电机组由于省掉了齿轮箱，使得伺服传动系统简单很多，故障减少、维修简单、风机机舱重量减轻了许多，因此是未来风力发电的一大方向。

2008年8月26日，我们在徐大平博导的带领下，从学校出发，经过一个小时的车程，到达了官厅风电场主监控楼，在风电场唐厂长的带领下，我们参观了主控室，并与运行人员进行了详细的交流。上午11时30分，我们一行人驱车前往风电场参观风电机组。刚进风电场，映入眼帘的就是数十个巨大的风车，高大而洁白的风车静静地矗立在官厅湖畔，默默地为人类贡献着电能。附近的玉米地里有几个农民正在辛勤的耕作，不时还能传来牛羊的叫声，远处的官厅湖水在太阳的照射下熠熠发光，水面上悠闲的泛着几叶扁舟。多美的一幅田园画卷啊，我深深地被眼前的景色所打动，人与自然在这里竟然是如此的和谐，我平生第一次体会到了“天人合一”的感觉。

当我们来到一台风车下面时，眼前的这个庞然大物使我感到非常震撼，65米的“身躯”直立在地基上，37米的“手臂”在空中晃动着，发出“呜呜”的声响。塔筒上清晰的印着“京能集团”四个蓝色大字，非常醒目。这就是我们本次社会实践要重点考察的1.5MW的风力发电机组。在风电场工作人员的指引下我们爬上了塔筒内距离地面8.8米的设备平台。风电机组的主要设备都位于此平台上，主要有主控制柜、变流柜、冷却柜、箱式变压器。其中，主控制柜是整个机组的大脑，它负责机组的起停，各项参数的监控，以及与远程主控室的通信。变流柜中主要有电力电子器件IGBT及其控制电路，它由整流部分和逆变部分组成，负责将发电机发出的电能转换成符合电网要求的电能。它是整个风力发电机组中对技术要求最高的部分，目前变流柜还无法实现国产化，需要从国外进口。由于变流柜中用到的电力电子器件功率较大、开关频率较高，所以发热量很大，需要进行水冷，冷却柜就是用来对变流柜进行冷却的。冷却柜也有其控制器，负责对整个冷却系统的控制。

我们华北电力大学暑期社会实践团来到官厅风电场，风电场领导对我们非常重视，8月26日晚上，风电场领导组织风电场员工和我们研究生进行技术交流，会上气氛非常热烈，我们通过和风电场运行员交流，学到了许多现场的知识。另外，风电场员工在和我们交流的过程中也提高了自己的理论水平，从而可以更好的利用这些理论来指导实践。总之，通过当天晚上的交流我们双方都受益匪浅，暑期社会实践活动是增进高校与企业之间相互了解的一座桥梁，对双方是都是有利的。

8月27日上午，我们在风电场运行员小刘的引领下参观了风电场的输配电设备及其继电保护系统。小刘是风电场的骨干员工，他先后引领我们参观了无功补偿室，主配电间，继电保护间，主变、断路器、刀闸等主要输电设备。对照着实物再加上小刘详细的讲解，我们对风电场输配电设备及其继电保护系统有了一个非常清晰的了概念。27日下午，在我们的努力争取下，风电场唐场长终于同意我们上风机的请求了，适逢天公作美，风很小，在不影响发电量的前提下，小刘停掉了28号风机，允许大家去机舱里看看，想到能爬风机了，大家真是无比的激动和兴奋，但是，爬塔架并不是一件容易的事，机舱离地面有65米，因此，要想从地面爬到65米的高空，对人的体力也是一种考验。但是我们有坚强的意志和必胜的信心，最后我们七个人（包括两名女同学）全部爬到了65米高的机舱中，机舱中的部件主要有发电机、变桨距系统、偏航系统、液压刹车系统、机舱控制柜等组成。发电机是一台44对极的外转子永磁电机，定子采用双绕组结构，额定功率为1.5MW，变桨距控制柜嵌在轮毂里随轮毂一起旋转，负责桨叶节距角的调节，用于机组的起停及气动刹车。偏航系统则是根据风向信号进行风轮的对风操作，它的执行机构是四个偏航电机，而液压刹车系统则是在机组停机时，固定机舱之用的。此外，机舱控制柜则是整个机舱的大脑，机舱中的各种信号都是汇集到该控制柜中，然后通过通讯光纤传到塔筒柜中。机舱上有个天窗，通过天窗可以俯瞰整个官厅湖的景色，当时正赶上夕阳西下，金色的阳光洒满了整个湖面，这迷人的景色深深地吸引了我，能够欣赏到这样的景色，对于习惯了城市喧嚣的我来说简直就是一种享受。

风电产品技术文件体系探究 篇7

技术文件是指产品设计图纸、各种技术标准、设计文件、工艺文件和技术资料等。技术文件是产品的构成要素, 是产品不可分割的组成部分。因此, 建立起一套完整、规范的技术文件体系是产品走向成熟的标志, 同时也是设计开发型企业建立完善体系的一项重要工作。在产品开发中, 各类文件构成了一个庞大的文件体系, 不经周密考虑的、残缺不全的文件体系, 必然会给产品或系统的开发、营运、维修、培训带来消极影响, 不仅影响到开发效率, 而且会影响到产品的生命周期。所以, 在产品开发伊始, 就应把技术文件体系的开发列入产品开发计划, 按并行工程方法与产品开发同步进行, 并及时对文件体系的适用性、充分性进行评审验证直至形成一套可靠完善的体系。

风电行业从应用角度是一个新兴的产业, 但其产业链的主体部分是传统产业, 即机械、电气、工具等行业的延伸。所以风电行业是新兴产业, 同时更是传统产业。因此风电产品技术文件体系的建立要以传统产业产品技术文件体系为基础和依据, 同时也要充分考虑行业特质, 才能构建起最适合风电产品的技术文件体系。经历了多个完整产品开发设计全过程, 我们总结出了风电产品技术文件体系架构。通过此架构我们再细化标准化工作, 如:文件成套性、完整性、模版化等。如此一来达到设计开发的高度标准化、体系化。

2 风电产品技术文件体系架构

通过综合考虑以下因素, 我们建立起风电技术文件体系:

●符合性:符合企业产品特性及部门职能。

●有效性:能够有效的涵盖产品所有技术文件, 并有效执行。

●持续性:随着产品的型号、规格的升级或变化, 要持续有效。

●合理性:体系精简准确、结构合理、依据机械结构模块化拆解、层次分明、不重复, 与设计文件相关联的内容一致。

为使系统的设计、制造、维修及营运高效率地进行, 我们将风电技术文件体系分解成若干部分和层次, 并用结构树来表示。由图1可以看出设计文件、工艺文件、检验文件、服务文件这四大文件构成了风电技术文件的主要结构。

设计文件是指从设计、试制、鉴定到生产的各个阶段的实践过程形成的图样及技术资料的总称, 是能反映产品全貌的技术文件。此处我们的设计文件体系按照文件使用类别来划分, 风电行业与其他行业不同在于产品的确认。风力发电机组产品通过计算报告、技术说明书等可取得设计认证, 产品实现运行后方可取得产品认证。设计文件作为企业的知识产权可通过各种形式延伸形成各项企业标准、产品标准、专利技术等。由于风电行业为新兴产业, 走在行业前端, 技术领先的企业亦可将自己的某些专利、标准转化为行业标准。设计文件是工艺文件、检验文件、服务文件编制的依据, 是产品改进、维护的依据。完整、规范、成套的设计文件是企业技术积累和沉淀的重要表现形式, 也是质量体系认证所严格要求的关键项目。所以建立风电技术文件体系首先需要的就是建立一套完整的设计文件体系。

工艺文件是组织、指导生产和产品测试的重要依据, 工艺文件是设计文件转化的结果, 依附于设计文件的完整、规范、成套性。风电产品工艺文件与其他行业产品对比, 其不仅仅要指导自己的车间制造, 还要规范施工方吊装、运输、施工等。并且除了车间不断调试以外, 现场安装后各系统联调也非常重要。建立完整、规范、成套性的工艺文件体系才能保证生产的顺利进行, 才能保证维修和测试工作的顺利进行。

检验文件是控制产品质量的关键依据。建立完整、规范、成套性的检验文件体系才能保证产品从零件到部件到组件到产品都严把质量关, 都符合设计文件和相关标准的要求, 故而风电产品与其他各行业产品一样重视每一道检验关。

服务文件作为产品的一部分, 直接与顾客接口。风力发电机组产品与其他行业产品比较起来, 风电产品制造企业后期还要与发电企业通力协作, 对最终的每一个用电企业和个人负责, 对电网负责。所以风电产品后期更加注重服务, 需要长期对机组进行监控、调试、保养等。服务文件体系的完整、规范、成套性与否是一个企业管理能力、技术能力的直接表现, 也是保障产品可靠运行维护的重要依据。

3 文件模版化

当建立起技术文件体系后, 需要做的就是文件模版化。文件模版化即实现技术文件的“三化”—通用化、系列化、模块化。“三化”是为充分利用现有成果, 最大限度的减少不必要的重复劳动, 以有限的品种、规格满足多样化的需求, 达到缩短设计开发周期、降低成本、提高可靠性、质量和可维护性的目的。“三化”建立在继承性和互换性原则上, 继承性是指对现有技术成果的再利用, 互换性是通用化的前提, 也是开展系列化和模块化的基础。

模板是一种可以反复使用的文件框架, 全面采用模板可使各类文件的内容、结构和格式统一化、规范化。文件模板全面具体的规定了该文件所应包含的内容, 按模板来编制文件, 使内容及细节不致遗漏, 可避免由于文件内容不周全而带来的后续影响。文件模板提供了该类文件相同或相似的格式, 并有以下好处:

●避免文件格式的重复设计和相同文字的重复输入, 可节省时间和精力, 提高工作效率。

●技术人员都按一个模板写作, 查阅文件上的信息时不用通读全文就能够快速定位, 极大地提高了文件的使用效率。

●模板化的文件有严格的格式规定, 适用于以数据通信手段或者交换存储媒体手段实现的文件交换, 是计算机通信和多媒体通信的基础。

●使用文件模板可提高文件质量。

文件模版化工作主要包括:

●文件的格式模板化

使用统一格式的文件排版模版, 可体现一个企业的风范, 可减少烦琐的排版工作量。

●文件的内容模板化

主要用于各类文字性文件, 如各种说明书 (技术说明书、使用说明书、维修说明书) 和手册 (操作手册、运行手册等) 。内容模板不是为了限制作者的写作思路, 而是提供一种写作规范。其内容包括:写什么和怎么写。

●文件的表格模板化

表格型模板应用最为广泛, 用于各类表格型文件, 如:记录卡、参数表、产品明细表等。

模板是一种企业标准级的文件格式, 是评价文件质量的依据之一。新模板的开发要充分征求使用者的意见, 广泛收集各种依据标准。应采用类似于标准制定的程序, 即提出制定模板申请→起草文件模板草案→在有关部门征求意见→修改→报主管部门审批→发布实施。

4 结语

技术文件在一个广泛的定义下, 涵盖了设计开发以及产品生产的整个过程。决定着产品的顺利生产、按时上市、技术改进和维修维护各方面工作。技术文件体系并不仅仅是一套标准, 确切讲, 它是一种组织能力的体现, 这种能力不仅体现在文档方面, 还反映了技术专家、规划、设计人员以及实施人员的知识与经验。从总体展望一下, 可以看到技术体系架构可能为企业带来很大的优势。技术在向复合化、体系化的方向发展, 我们的技术文件体系正是技术走向系统性和连续性的成果更是提高设计开发效率、能力的法宝。技术文件体系架构的形成与发展并不是一成不变的, 该体系要符合新产品开发的需求, 更要与新产品的发展同步改进。所以二者相辅相成, 缺一不可。

摘要：通过对某风力发电机组产品技术文件体系架构的介绍及体系特性分析, 阐述了建立起完整、规范的技术文件体系, 结合文件模版化的工作方法是企业提高设计开发效率和能力的关键。

关键词：技术文件体系,文件模版,设计开发

参考文献

[1]李春田.标准化概论[M].北京:中国人民大学出版社, 2010.

[2]全国技术产品文件标准化技术委员会.JB/T5054.5-2000产品图样及设计文件完整性[S].北京:机械科学研究院, 2000.

智能化风电机组在线监测技术研究 篇8

关键词：风电机组；智能化；在线监测技术

中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0066-02

1 风能机组

风能是一种干净的、可再生的能源，在当前国家大力保护环境、节约能源的背景下，利用风能发电是极为重要且极具有发展潜力的发电方式。然而随着风电机组装机容量及机组单机容量不断增长的同时，又对风电机组的安全、可靠性提出了更高的要求。

据统计，大兆瓦级风力发电机组的故障主要集中在齿轮箱、发电机、叶片、电气系统、偏航系统等关键部件。

这些关键部件一旦出现故障，会造成风电机组停机损失发电量，再加上风电场所处的地理位置比较偏僻，气候条件比较恶劣，而且机组处于高空运行，维修维护成本较高，严重影响风力发电的经济效益。

因此，对于机组的主要部件进行连续监控，第一时间了解机组的健康状态，具有重要的社会经济价值。

本文所阐述的智能化在线监测系统目前在国内3 MW机组上实现批量安装。

据分析，使用在线监测系统，由于齿轮箱故障导致的维修费用相比没有安装在线监测系统，可节省59%的费用。

可见，安装在线监测系统，对于风电行业的经济效益有着显著的影响。

2 智能化风电机组在线监测的技术原理

针对当前控制机组安全运行、降低风电机组的维护成本，提高机组利用率的需求，开发智能化的风电机组在线监测系统，以便更及时、更准确的对风电机组健康状态进行评估，保证机组安全、可靠、经济的运行，同时系统经过长期运行，可以获得机组的状态数据，对机组设计的改进及现场维护有积极的指导意义。

高、低频加速度传感器的参数表，见表1、2。

从表中可以看出，智能化风电机组在线监测器系统的高、低频加速度传感器具有更高的灵敏度，并且，在频响范围上有了较大的改善，在很大程度上提高了传感器的应用效率。

此外，在温度范围上，-50～+120 ℃进一步提高了传感器的应用性。

根据风电机组的机械结构特点，在风电机组的主要传动链部件上安装振动传感器，结合风电机组主要部件的振动特性，定制专门的数据采集策略来实现数据的采集，在研究部件振动机理的理论基础上，采用智能化的数据处理方法来实现部件特征信息的提取，建立起适用于风电机组故障的专家知识库，进而实现系统的自动智能诊断。智能化风电机组在线监测系统中数据采集单元的参数表，见表3。

从表中可以知道，数据采集单元的优越性更加显著，-30～65 ℃的运行环境、-40～70 ℃的储存环境温度，这对于确保数据有效采集是至关重要的。榆次同时，在IP等级和防腐等级方面，为进一步确保数据采集单位的有效工作，防腐登记和IP等级都有了较大的提高，进而体现在线监测技术的优越性。

3 智能化风电机组在线监测的技术要点

相比于其他的在线监测系统，智能化风电机组在线监测的技术要点更加显著、更有助于提高在线监测的有效性。

具体而言，智能化风电机组在线监测的技术要点，集中表现在以下几个方面。

3.1 高可靠性的硬件设计与开发技术

智能化风电机组在线监测所开发的硬件系统，具有稳定好，可靠性高、环境适应性好等特点。同时在数据采集方面，针对传动链不同部件的振动特性，定制适用于该测点的采集策略，通过通讯的方式从风电机组主控系统获取相关参数信息（功率、风速、轴承温度等），实现这些参数信息与振动数据的同步采集。

3.2 风电机组振动故障特征信息的提取方法

风电机组由于其变转速、变载荷的特性，加上其运行过程中会受到变桨、偏航等的影响，使得其振动信号比较复杂。本课题通过分析研究风电机组传动链各部件的振动机理及故障特征，在传统数据处理的基础上，采用智能化的数据处理方法从复杂的信号中提取部件的故障特征特征频率，为建立专家数据库，准确的判断机组的运行情况提供有力的依据。

3.3 故障诊断专家知识库的建立

故障诊断是风电机组在线监测系统的重要部分，故障诊断的准确性直接关系到系统的应用情况。本课题在风电机组主要机械部件振动机理研究的理论基础上，结合长期的振动数据的积累及故障案例的分析总结，建立基于风电机组的故障诊断专家知识库，进而实现系统的自动智能诊断功能。

3.4 准确的报警设置方法

针对不同风电机组在不同工况下的振动特性，建立基于工况的数据存储策略，通过分析各工况下风电机组的振动数据，自动设置报警值，避免发生误报漏报的情况，提高系统报警的准确性，为现场维护提供更为可靠的建议。

3.5 良好的系统集成性

本系统可以兼容油液传感器的数据分析，与振动数据的分析互相支撑、互相补充；同时系统软件可以与风场SCADA系统兼容，即在SCADA界面上可以实时显示风电机组主要部件的运行状态，以便于风场管理人员对整个风电机组的管理与控制。

4 智能化风电机组在线监测的技术价值

在实际中，在线监测系统已作为3 MW机组的标准配置，实现批量化应用。如西班牙Laloma风电场、南非Metro Wind风电场、上海东海大桥风电场、江苏东风电场等。系统运行稳定，能实现对风电机组主要部件进行实时监测，对机组的健康状况做出准确的判断与评估的功能，为现场维护提供了指导性的建议。

未来该系统也会成5 MW、6 MW以及更大机型上作为标准配置。

国家《风力发电机组状态监测导则》中明确规定，对于2 MW及以上风力发电机组，必须安装在线监测系统。可见，随着风力发电机组装机容量的不断增加，在线监测系统也有着广阔的市场空间。

目前，关于智能化的风电机组在线监测技术，国内外均已开展相关工作。在线监测系统的目的是通过对数据的分析，发现风电机组主要部件运行过程中可能存在的隐患。可见，故障诊断的准确性是评价在线监测系统好坏的主要指标之一。

然而，准确的故障诊断又与所采集数据的准确性、采集策略、对风电机组特性的了解、数据处理方法等环节都有着密切的关系。与其他在线监测系统对比，本文所研究的监测系统，其价值主要体现在以下几方面。

4.1 数据采集策略的多样性

针对风电机组主要部件的振动机理，针对不同 部件不同测点采取不同的采集策略，同时实现机组主控参数信息、振动信息的同时采集，从而获得有效的数据。

4.2 报警值设置的准确性

当前大多在线监测系统报警值的设置基本上基于VDI3834标准，但是由于风电机组有其不同的振动特性，用统一的标准来设定报警值，效果极其不理想。本系统采用基于不同工况的报警值设置方法，使得报警更准确。

4.3 数据处理方法的先进性

目前大部分在线监测系统都采用传统的数据处理方法，本课题在传统数据处理方法的基础上，采用了一些智能化的数据处理方法，为故障诊断提供有力的工具。

4.4 故障诊断的自动化、智能化

目前大部分在线监测系统都是通过人工的分析方法，故障的发展是一个循序渐进的过程，仅通过人工的方法定期分析数据，这样会花费较高的人工和时间成本。智能化风电机组在线监测系统可以对常规的故障实现智能诊断，对于比较复杂的故障，还需要专业的工程师进行分析。

5 智能化风电机组在线监测技术应用的社会效益

随着风电机组装机容量的增加，以及风电机组向大兆瓦级的方向发展，由于风电机组故障停机导致的发电量损失、维护维修成本过高等问题已成为风电行业比较关注的问题。

如陆上一台3 MW机组，塔架高达90 m左右，齿轮箱重量20 t左右，如果齿轮箱发生故障，仅拆装费用可高达100万元以上，如果再加上运输和维修费用，则高达200万元，这相当于风力发电机组生产成本的13%，而且还会导致机组停机数月，影响发电量。海上机组由于拆装的困难，维护需要出动大型轮船，其维护成本至少是陆上的2倍以上。

因此，在风电机组上安装在线监测系统，实时监控风电机组的运行状态，及时发现设备存在的隐患，采取有效措施避免重大事故的发生，同时可将当前风电场定期维护和事后维护的模式改为预测维护模式，可以有效的降低运行维护成本。

6 结 语

总而言之，风能作为一种可再生清洁能源，近年来得到了快速发展，成为电力行业发展的重要部分。风电机组的安全稳定运行，是确保风能有效利用的重要前提，如何构建智能化的在线监测系统，是确保风电机安全稳定运行的重要工作。

本文通过智能化在线监测技术的研究，并建立智能化风电机组在线监测系统，在很大程度上优化了在线监测技术，对于进一步推动风电机组在线监测技术的发展，起到了重要的作用。

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