风力（共9篇）
风力 篇1
风力发电现状及复合材料在风力发电上的应用
班级：材料工程111 学号：205110137 姓名：张宇
摘要：本文对中国风能现状及资源分布，近年来中国风力产业的发展状况以及复合材料在风电叶片上的应用进行论述。
关键词：风力发电；发展状况；复合材料；风电叶片
Abstract:This review concerns about the stituation and resource distribution of windy energy in China,the development status of chinese wind power-generation enterprises and the application of composites in wind power-generation.Key words:Wind power-generation；Development status；Composites；Wind turbine blade 引言
社会经济的持续发展导致能源消耗不断增加，我们正面临日益严峻的能源形势。全球范围的石油、天然气能源逐渐枯竭，环境恶化等因素迫使我们寻找更加清洁、可持续发展的新能源，风力发电应运而生。中国风能资源非常丰富，主要集中在三北地区及东部沿海风能丰富带。
风力发电产业市场巨大，竞争激烈。据估计，2006到2010年之间，我国风电叶片的需求量大约在7000多片，2011到2020年的需求量则将达到惊人的50000片。巨大的市场前景使得目前风机行业的竞争空前激烈。整机方面，目前国际市场格局已初步成型。2005年全球超过75％的市场份额被丹麦Vestas、西班牙Gamesa、德国Enercon和美国GE WIND四家企业占据，新进入企业的生存空间不大；国内的整机生产企业中，新疆金风、浙江运达、大连重工集团、东方汽轮机厂等几家的市场前景被业界看好，这其中又以新疆金风科技在国内品牌中的市场份额最大。叶片市场的情况与整机基本类似，单是丹麦LM Glasfiber公司一家就占据了国际市场40%以上的份额，其产品被GE WIND、西门子、Repower、Nordex等公司全部或部分采用；另外Vestas和Enercon公司也拥有各自的叶片生产部门。国内的叶片生产企业主要有中航保定惠腾、连云港中复连众复合材料集团等。
风电叶片作为风力发电机组系统最关键、最核心的部件之一．叶片的设计及其采用的材料决定着风力发电机组的性能和功率，也决定着其电力成本及价格。复合材料在风力发电上的应用，实际上主要是在风电叶片上的应用。风电叶片占风力发电整个系统成本的20%到30%。制造叶片的材料工艺对其成本有决定性影响，因此材料的选择、制备工艺的优化对风电叶片十分重要。
1.中国风能资源及其分布
1.1中国风能资源
据有关研究成果预测，我国风能仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位，理论储32260GW，陆地上离地10m高可开发和利用的风能储量约为2.53亿kw(依据陆地上离地10m高度资料计算)，近海(水深不超过10米)区域，离海面10米高度层可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW，共计10亿kW，风能资源非常丰富。
1.2中国风能资源分布
风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及“三北”(东北、华北、西北)地区。另外，内陆也有个别风能丰富点，海上风能资源也非常丰富。“三北”地区包括东北3省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省自治区近200km宽的地带，风功率密度在200~300W/m2以上，有的可达500W/m2以上，可开发利用的风能储量约2亿kW，约占全国陆地可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场。包括山东，广西和海南等省市沿海近10km宽的地带，年有效风功率密度在200W/m2以上，沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上，风功率密度线平行于海岸线，可开发利用储量为0.11亿kW，约占全国陆地可利用储量的4%。东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线1800km，岛屿6000多个，大有风能开发利用的前景。
2.近年来中国风电产业发展
2.1产业发展现状
2000至2009年10年间，中国风能产业飞速发展，风能累计装机的容量平均的怎张速度高达72.8%。从2005年起，总装机容量的增长速度超过了100%。截止到2009年12月31日，中国（不含台湾省）风电累计装机超过1000MW的省份超过9个，其中超过2000MW的省份4个，分别为内蒙古(9196.2MW)河北(2788.1 MW)辽宁(2425.3MW)吉林(2063.9MW)内蒙古2009年当年新增装机5545MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。
从风电零部件制造方面来看，据统计，2004年中国仅有6家风力涡轮机制造商，2009年这一数字已提高到80家以上。已开始生产的内资叶片企业52家，轴承企业16家，齿轮箱企业10家，变流器企业12家，塔筒生产企业则有近100家。其中，叶片制造企业中复连众、中材科技年供货已超过500套，中航惠腾年供货超过2000套；轴承制造企业洛轴、瓦轴、天马等已具备批量主轴轴承生产供应能力齿轮箱制造企业中南高齿年产超过3000台，大重减速机超过2000台、重齿超过1000台；
从风电整机制造方面来看，2009年，华锐风电、金风科技和四川东汽继续保持市场前“三甲“的位置，华锐新增装机34.5万kW，金风新增装机272.2万kW，东汽新增装机203.5万kW。联合动力以装机容量768MW，占中国新增市场5.6%的优势，排名全国第四。随着国产整机产能释放及零部件配套能力增强，产业链瓶颈将消除，产业发展迅速；风电设备市场呈现寡头垄断格局，避免了市场无序竞争，有利于领头企业做大做强。2009年我国新增风电装机及累计装机排名前10名制造企业市场份额。内资变流器制造企业供应能力增强，质量获得客户认可。可见，国内风电零部件产业发展的繁荣景象。
2.2国家的优惠政策
中国颁布的政策主要从两个方面扶持风电行业，一方面是通过财政补贴、电网全额收购、确定风电并网价格，以保证风力发电项目合理盈利，从经纪商进行促进；另一方面是在国内市场启动的同时，扶持风机制造业发展，为中长期的风电产业发展奠定基础。归纳为一下四大点：
(1)风电全额上网
2006年1月1日开始实施《可再生能源法》。该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便，并全额收购符合标准的可再生能源电量，以使可再生能源电力企业得以生存，并逐步提高其能源市场的竞争力。
(2)财税扶持
考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高，《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金为加快技术开发和市场形成提供援助，为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款，对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。
(4)上网电价
当前风电定价采用特许权招标方式，导致一些企业以不合理的低价进行投标。风电特许权招标先后作出了三次修改，总的看来，电价在招标中的比重有所减少；技术、国产化率等指标有所加强；风电政策已由过去的注重发电专项了注重扶持中国企业风电设备制造。目前，有关部门正在抓紧研究风电电价调整的具体办法，调整的原则将有利于可再生能源的开发，特许权招标的定价方式有可能改变，2008年1月第五期风电特许权招标采取中间价方式，就是一个最新的尝试和探索，避免了恶性低价的竞争局面，有助于风电电价开始向理性回归，有利于整个风电产业的发展。
(4)国产化率要求
2005年7月国家出台了《关于风电建设管理有关要求的通知》，明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上，为满足要求的风电场建设不许建设，进口设备要按章纳税。2006年风电特许权招标原则规定：每个投标人必须有一个风电设备制造商参与，而且风电设备制造商要向招标人提供保证供应复合75%国产化率风电机组承诺函。投标人在中标后必须并且只能采用投标书中所确定的制造商生产的风机。在政策扶持下，2007年风机国产化率已经达到56%，2010年风机国产化率也达到85%以上。
2.3风电产业发展趋势
我国海上资源丰富，发展海上风电，将依托于风能资源丰富的海域，同时以“建设大基地、融入大电网”的方式进行整体规划和布局。目前，我国海上风电开发已经启动，国内对大容量风电机组的需求也在增加，国内风电制造企业纷纷开发大容量海上风电机组。华锐、金风、东汽、联合动力、湘电、明阳等都已开始5MW及以上风力发电机组研发。相信随着整机及零部件技术的不断进步，大容量海上风电的规模化化发展。
3.复合材料在风电叶片上的应用
风力发电装置最核心的部分是叶片，叶片的结构与性能将直接影响到风力发电的效率及性能。风电叶片的成本占整个风力发电装置成本的20%左右，因此采用廉价、性能优异的复合材料成为了许多企业研究的方向。现在使用比较多的复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂，局部采用玻璃纤维或者碳纤维增强环氧树脂作为主承力结构。
3.1碳纤维增强复合材料及其优点
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料。它的比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MP以上，是钢的7~9倍。抗拉弹性模量为材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大。碳纤维的轴向强度和模量高、无蠕变。耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。
使用碳纤维增强复合材料能大幅度减少叶片的重量，而且比一般的玻璃纤维的增强体模量高3到8倍，可以用于大型风机叶片。碳纤维复合材料具有优异的抗疲劳特性，与树脂混合后能够抵抗恶劣的天气条件。
3.2TM玻璃纤维增强复合材料
TM玻璃纤维具有高强度、高模量的性能，具有较高的抗拉强度、弹性模量、耐疲劳强度、耐性和耐化学腐蚀性。其密度为2.59-2.63g/cm3，拉伸强度为3000~3200MPa,模量为84～86GPa。是大型风电叶片的首选，但是其密度相比于上述的碳纤维增强体要高，所以其缺点是重量太大。TM玻璃纤维中不含硼和氟，是一种环保型的材料。
4.结论
我国是最早利用风能的国家，国家对风能这种清洁的可再生能源的高度重视，新型复合材料在风电叶片上的应用有利于风电产业的发展，我国风电业将进入一个崭新的大规模高速发展阶段。
参考文献 [1] 钟方国，赵鸿汉.风力发电发展现状及复合材料在风力发电上的应用[J].纤维复合材料，2007，(4)：17-24.[2] 杨文宏，高克强，薛忠民等.复合材料风电叶片用增强材料[C].//玻璃钢/复合材料学术年会.2010.[3] 戴春晖，刘钧，曾竟成等.复合材料风电叶片的发展现状及若干问题的对策[J].玻璃钢/复合材料，2008，(1)：53-56.[4] 秦明，张坤，郭靖.中国风电产业发展综述[C].//经济发展方式转变与自主创新-中国科学技术协会年会.2010.[5] 李祖华.风力发电现状和复合材料在风机叶片上的应用（1）[J].高科技纤维与应用，2008，(2):：8-33.[6] 钟方国，赵鸿汉.风力发电发展现状及其复合材料的应用[J].热固性树脂，2006：16-21.
风力 篇2
液压型风力发电机组[1,2,3]是新型的风力发电机型, 采用液压传动系统, 与励磁同步发电机有效组合, 提高了发电质量, 降低了机舱质量以及对电网的冲击。
液压型风力发电机组主要由风力机、定量泵-变量马达闭式液压传动系统和同步发电机组成[4]。风力机驱动定量泵输出高压油, 高压油输入到变量马达, 最后变量马达驱动同步发电机并网发电。机组通过实时调整变量马达的摆角实现同步发电机的转速控制, 从而使同步发电机稳定于工频转速实现并网发电。
风力机是液压型风力发电机能量转化的关键动力部件, 约占整机成本的20%~30%[5,6], 并且随着风电行业的发展越来越受到重视。为了在不具备风场环境的情况下能够进行风力发电技术的研究, 本文在液压型风力发电机组半物理仿真实验台以及相关厂家提供的数据基础上, 利用变频器控制变频电机, 使变频电机的输出特性与实际风力机的输出特性相吻合[7]。
1 局部负载区风力机特性
根据贝兹极限[8], 风力机捕获风能的效率极限值为59.3%, 而由于功率损失等影响, 效率一般都小于该极限值。因此, 风力机作为整个风力发电机组的能量源头, 对其特性的研究具有重要意义。
在不同的风速下, 希望机组发电功率总在最大功率点上, 故需对现有风力机参数建立数学模型以得到风力机捕获功率以及气动转矩对转速的特性。风力机捕获的功率和气动转矩[9]计算式为
式中, P为风力机输出功率;CP为风能利用系数;ρ为空气密度;Tm为气动转矩;v为风速;ω为风力机角速度;λ为叶尖速比;β为桨距角度, 在额定负荷区内其值为0°;A为扫略面积。
故在特定风速下, 由式 (1) 和式 (2) 可得出风力机输出功率和气动转矩变化规律, 如图1和图2所示。
风力机输出功率和气动转矩出现图1和图2所示的变化规律, 主要是由于风能利用系数CP (λ, β) 变化所致。风能利用系数[10?11]计算式为
根据厂家数据, 最佳叶尖速比λ=8 (图3) , 最大风能利用系数CP=0.4496。各系数确定为:C1=0.5176, C2=116, C3=0.4, C4=5, C5=21, C6=0.00303。
在工程应用时, 可通过调整上述相关参数的变化, 得到吻合得比较好的风力机特性数学模型。
风力机输出功率和输出气动转矩仿真模型以式 (1) 和式 (2) 为依据, 相应参数取值见表1。
基于数学模型, 利用MATLAB中Simulink工具建立的仿真模块如图4所示, 功率、转矩对风力机转速仿真结果分别如图5和图6所示。
把仿真结果和相关合作公司给出的数据 (图7) 进行对比, 其变化趋势和每种风速下的最大功率点的数据误差在0.3%以内, 从而验证了风力机仿真模型的正确性。
2 等效风力机模型实验
为在无风的条件下进行液压型风力发电机组的功率追踪以及转速控制等方面的研究, 需要对等效风力机模型进行实验研究。
在进行风力机模型等效实验时, 需要在计算机里建立风力机特性数学模型, 通过给定风速, 检测出等效风力机 (变频电机) 的转速, 然后由风力机数学模型计算出所需要的转矩给变频器, 由变频器根据给定转矩控制变频电机模拟风力机。风力机相似等效实验台实物以及原理分别如图8和图9所示。
实验时为模拟真实风力发电机的发电能力, 需满足一些相似等效条件, 计算过程如下:变量马达 (二次元件) 最大功率为30kW, 但在工作时, 仅使用其80%的能力, 即实验时最大功率取24kW, 通过流量关系, 可得定量泵的转速 (即电机的转速) 为
变量马达 (二次元件) 工作在24kW时, 对应真实风力机的最大功率点为850kW, 此时真实风力机的转速约为45r/min (图10所示是生产厂家给出的风力机转速在局部负载区随风速变化的要求) 。
定义相似系数如下:Kn为转速系数, KP为功率系数, KR为半径系数, Kλ为叶尖速比系数。
根据上述已知关系, 可知在相似等效时, 转速之间和功率之间的比例分别为
式中, 下标s表示模拟实验。
在相似变换时, 要保证风能利用系数和实际值相同, 因此对应的叶尖速比λ要发生变化。
由式 (1) 可得
又有
故相应实验条件下的叶尖速比相对于真实风力机的叶尖速比有一个相似变换的关系, 由式 (3) 、式 (4) 和式 (11) 可得实验时的等效风能利用系数:
由式 (1) 和式 (12) 可得实验时的等效风力机输出功率, 进而可得等效转矩。
由于等效系统在工作时, 可以看成是刚体绕定轴转动, 故根据刚体绕定轴转动的微分方程有
式中, TP为负载转矩;J为风力机转动惯量。
等效时按几何相似计算, 具体方法如下:将风力机看作一个均质圆盘, 半径为Rs, 面密度为ρ, 按几何相似等效原则, 其转动惯量为
联立式 (13) 和式 (14) 可求出在某一风速下变频器对电机转矩的给定值, 从而模拟出风力机的特性。
但由式 (14) 可知, 按照上述方法求出的模拟风力机转动惯量比实验系统的固有转动惯量大很多, 所以需要对实验系统进行转动惯量的模拟补偿。
基于能量守恒, 对变频器采用转速控制模式, 估计出目标转速后直接输入变频器, 转矩补偿由变频器根据给定转速自行计算得出。
假设没有功率损失, 根据风力机动能守恒, 参考模型为
目标转速为
式中, PG为发电机发出的功率。
观测变频电机转速ω1, 由ωs到ω1经控制律kp+ki/s (kp为比例调节系数, ki为积分调节系数) , 计算功率补偿值ΔP, 使实验系统角加速度与参考模型角加速度相同, 即ω1=ωs, 控制框图如图11所示。
图11中, 转速给定值可与实际系统的真实转动惯量发生联系, 转矩补偿在变频器中以转速闭环形式进行调整, 得到模型参考的目标转速, 进而得到了等效风力机输出功率和等效转矩的曲线, 分别如图12和如图13所示。
实验时的等效转矩特性曲线如图13所示。
由图12和图13所示的风力机输出的功率以及转矩特性曲线分析可知:在风速为4 m/s至13m/s时, 所对应的等效风力机的输出功率以及转矩分别随着等效风力机的转速先增大后减小, 并存在最佳功率和转矩点。
将上述等效风力机输出功率实验结果乘以相似等效转换系数, 得到在现有实验条件下的实验结果, 如图14所示, 并将其与相关厂家提供的数据 (图7) 和仿真结果 (图5) 进行对比。
由图14可知, 将风力机输出功率乘以转换系数之后的实验结果与仿真结果以及相关厂家提供的输出功率特性曲线变化趋势和每种风速下的最大功率点的数据误差在允许误差范围 (3%~5%) 之内, 即可实现风力机精准模拟, 从而进一步验证了该模拟方法的准确性。
3 结束语
通过建立数学模型, 从理论和实验两个角度分析液压型风力发电机组工作时的风力机特性, 并进行仿真分析和等效实验研究, 采用转速控制方法回避了实际系统转动惯量太小、固有频率很高的不足, 并和已有的工厂数据进行对比分析, 验证该模型的精确性, 能比较好地反映工程实际情况, 从而为液压型风力发电理论和实验的研究提供了良好的参考。
摘要：在不具备风场环境的情况下, 针对液压型风力发电机组风力机特性模拟问题, 在实际数据的基础上, 建立了风力机输出特性数学模型, 依据相似模拟的原理, 采用转速控制的补偿方法对风力机特性进行了实验研究。将等效功率实验数据乘以转换系数之后的结果、仿真结果以及相关合作公司提供的850kW风力机的实际数据进行了对比。结果表明:系统能够在误差允许范围内精准模拟风力机的输出功率和输出转矩。
关键词：液压型风力发电机组,风力机特性,惯量模拟,风力机模型
参考文献
[1]Diepeveen N F B, Segeren M L A.Stretching the Applicability of the Monopile by Using a Delft Offshore Turbine[J].Wind Energy, 2012, 5 (3) :1-10.
[2]Mortensen K A, Henriksen K H.Efficiency Analysis of a Radial Piston Pump Applied in a 5 MW Wind Turbine with Hydraulic Transmission[D].Denmark:Aalborg University, 2011.
[3]孔祥东, 艾超, 王静.液压型风力发电机组主传动控制系统综述[J].液压与气动, 2013 (1) :1-7.Kong Xiangdong, Ai Chao, Wang Jing.A Summary on the Control System of Hydrostatic Drive Train for Wind Turbines[J].Chinese Hydraulics&Pneumatics, 2013 (1) :1-7.
[4]艾超, 叶壮壮, 孔祥东, 等.液压型风力发电机组主传动系统压力控制特性研究[J].中国机械工程, 2015, 26 (6) :729-736, 742.Ai Chao, Ye Zhuangzhuang, Kong Xiangdong, et al.Pressure Control Characteristics of Main Transmission System of Hydraulic Transmission Wind Energy Conversion System[J].China Mechanical Engineering, 2015, 26 (6) :729-736, 742.
[5]马剑龙, 汪建文, 董波, 等.风力机风力机低频振动特性的实验模态研究[J].振动与冲击, 2013, 32 (16) :164-170.Ma Jianlong, Wang Jianwen, Dong Bo, et al.Experimental Modal Analysis on Low-frequency Vibration Characteristics of Wind Turbine[J].Journal of Vibration and Shock, 2013, 32 (16) :164-170.
[6]马剑龙, 汪建文, 魏海姣, 等.风力机风力机振动特性研究[J].工程热物理学报, 2014, 35 (3) :494-498.Ma Jianlong, Wang Jianwen, Wei Haijiao, et al.Research on Vibration Characteristics of Wind Wheel about Wind Turbine[J].Journal of Engineering Thermophysics, 2014, 35 (3) :494-498.
[7]魏毅力, 薛小倩.风力机风轮模拟系统的Matlab仿真[J].电工电气, 2012 (3) :17-20.Wei Yili, Xue Xiaoqian.Matlab Simulation of Wind Turbine Imitation[J].Electrotechnics Electric, 2012 (3) :17-20.
[8]Muyeen S M, Tamura J, Murata T.风电场并网稳定性技术[M].李艳, 王立鹏, 译.北京:机械工业出版社, 2009.
[9]Bianchi F D, De Battista H, Mantz R J.风力机控制系统原理、建模及增益调度[M].刘光德, 译.北京:机械工业出版社, 2009.
[10]Heier S.Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems[M].Second Edition.UK.Kassel University Germany, 2002.
谈谈风力发电 篇3
风力发电起源于丹麦,1890年,丹麦政府制定了风力发电计划,经过18年的努力,世界上首批72台单机功率为5 kW ~ 25 kW的风力发电机问世了.现在丹麦仍然是世界上生产风力发电设备的大国.
空气流动便是风,它有质量,有速度,因此具有能量.风力发电就是要将风能转化成电能.世界上风能究竟有多少?科学家计算,地球上风能数量惊人,可开发利用的大约为2.74 × 109 MW,比地球上可开发水能大10倍,全世界每年消耗的煤所产生的热能还不及每年所产生风能的千分之一.我国风能总量,理论数为3.2 × 109 kW,按十分之一可开发量计算,其能量也十分可观.
风能十分诱人,但是风力发电却困难重重.一是自然原因,表现在风的随机性很大.由于太阳辐射和地球转动,使地面各处受热不均匀,大气层各处温差发生变化,加之空气中水蒸气的含量不同,地面的气压也不同,于是高压空气就向低压区流动,使得风随时随地可以产生,方向不定,大小不一,而且风随季节变化明显,昼夜变化也很大.二是经济原因,目前风力发电成本较高.这些都为风的利用带来很大困难.
风力发电不是由单一的发电机构成的,而是一个较高科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器.其中风力发电机又由叶片､机头､转体和尾翼组成.叶片用来接受风力使机头内转子转动,机头内转子是永磁体,定子绕线切割磁力线产生电流,转体能使机头灵活转动以实现尾翼调整叶片方向,让叶片始终对着来风的方向,从而获得最大风能.由于风量不稳定,因此风力发电机头输出的是频率变化的交流电,必须经过整流,再对蓄电瓶充电,把电能转化成化学能.接着数字逆变器把电瓶里的化学能转化成220 V交流电,保证稳定使用.
从以上分析可知,风力发电机只是给电瓶充电,是电瓶把电能储藏起来供使用.所以用电器的电功率大小与电瓶容量的大小有密切关系.在内地,小的风力发电机更适用,因为它更容易被小风量带动发电,而且能持续发电,比一阵狂风更能提供较大电能.因地制宜选择风力发电机功率可以降低成本,经济适用.
现在能源紧张,环境污染严重,风能作为一种可再生的清洁能源,日益受到人们的青睐.全世界风电产业已经进入规模化阶段,风能发电机容量逐年增加,国际上容量已达5 MW.风电成本可望在十年内再降低10%左右.我国风能资源丰富,主要分布在东南沿海､内蒙古､甘肃､新疆和青藏高原等地区.我国无锡和湘潭地区已造出2 MW直驱式永磁风力发电机.在2008年,我国青岛将建成5台5 MW级海上风力发电机组,这是我国第一个海上大型风力发电机项目,创出亚洲新纪录.我国政府高度重视可再生清洁能源的建设,风力发电必将成为我国新能源中的一朵奇葩!
风力发电的研究 篇4
《新能源发电》课 程 设 计
题目：风力发电技术
学习中心：河南许昌奥鹏学习中心【14】层次：专升本
专业：电气工程及其自动化
年级：2011年秋 季
学号：20110804076
3学生：陈懿凡
辅导教师：康永红
完成日期：2013 年08月30日
一、风力发电的现状
能源、环境问题是当今人类生存和发展所面临的关键问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，不仅资源有限，而且会造成严重的环境污染。因此，对可再生能源的开发与利用，已受到世界各国的高度重视。“开发与利用可再生能源，改善能源结构，减排温室气体，保护环境”已成为世界共识。一场世界性的开发与利用新能源的浪潮已经到来。新能源与可再生能源包括水能、太阳能、风能、地热能和海洋能等，它们在消耗之后还可以得到恢复和补充，不会污染环境。其中，人类对风能的利用已有上千年的历史。地球上可利用的风能为106MW，是可利用的水能的10 倍以上。在可再生能源中，风能是一种非常可观的、有前途的能源。风力发电（简称风电）作为一种绿色电力，受到人们广泛的关注。它具有资源蕴藏量巨大、可再生、无污染、占地少、周期短等优点，但是风电也存在着风能利用率低以及具有随机性、不稳定和分布不均匀性等缺陷。
1.国外风力发电发展现状
2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比，美国保持第1 名，中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名，印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名，前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。
根据世界风能协会的统计，2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW，增长率约为29%。累计达到1.21 亿kW，增长率为42%，突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh，占全世界总电量的比例从2000 年的0.25%增加到2012 年的1.5%。
尽管风电的发展仍然存在着很多困难，如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等，但相比于常规能源，经济性优势逐步凸显，世界各国都对风电发展充满了信心。例如，欧美都公布了2030 年风电满足20%甚至更多电力需求的宏大目标，这也为全球风电的长期发展定下了基调。从国际能源署（IEA）2012 年颁布的《2050 年能源技术情景》判断，2012-2050年，全球风电平均每年增加7000 万千瓦，风电将成为一个庞大的新兴电力市场。
2.国内风力发电发展现状
我国是世界上风力资源占有率最高的国家之一，同时也是世界上最早利用风能的国家之一。据资料统计，我国10 m 高度层风能资源总量为3226GW，其
中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源约为1000GW。如果风力资源开发率可达到60%，仅风电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。我国利用风电起步较晚，和世界上风电发达国家如德国、美国、西班牙等相比还有很大差距。风电是20 世纪80 年代开始迅速发展起来的，初期研制的风机主要是1kW、10kW、55kW、220kW 等小型风电机组，后期开始研发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛应用。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。
截止2007 年底，我国风机装机总量已达6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000 年风电发电量增加近10 倍。2012 年一年新增风电装机容量625 万千瓦，比过去20年累计的总量还多，新增装机增长率约为89%。累计风电装机容量约1215 万千瓦，占全国装机总量的1.5%，累计装机增长率为106%。风电装机主要分布在24 个省，比2007 年增加了重庆、云南和江西三个省。2006 至2012 年风电增长状况。
中国政府为了推动并网风电的商业化发展，国家发改委明确提出我国风电发展的规划目标：2005 年全国风电装机总量达到100 万千瓦，2012 年全国风电装机总量达到400 万千瓦，2015 年全国风电装机总量达到1000 万千瓦，2020 年全国风电装机总量达到2000 万千瓦，占全国总装机容量的2%左右。可以预计，中国即将成为世界风电发展令人瞩目的国家之一。
二、风力发电机的优缺点
要比较风力发电机的优缺点首先要对其类型进行了解。由于风力发电机类型的不同。不同风电机组的工作原理、数学模型都不相同，因此分析方法也有所差异。目前国内风电机组的主要机型有3种，每种机型都有其特点。
1.异步风力发电机
国内已运行风电场大部分机组是异步风电发电机。主要特点是结构简单、运行可靠、价格便宜。这种发电机组为定速恒频机沮，运行中转速基本不变，风力发电机组运行在风能转换最佳状态下的几率比较小，因而发电能力比新型机组低。同时运行中需要从电力系统中吸收无功功率。为满足电网对风电场功率因数的要求，多采用在机端并联补偿电容器的方法，其补偿策略是异步发电机配有若干组固定容量的电容器。
由于风速大小随气候环境变化，驱动发电机的风力机不可能经常在额定风速下运行，为了充分利用低风速时的风能，增加全年的发电量，近年广泛应用双速异步发电机。这种双速异步发电机可以改变极对数，有大、小电机2种运行方式。
2.双馈异步风力发电机
国内还有一些风电场选用双馈异步风力发电机，大多来源于国外，价格较贵。这种机型称为变速恒频发电系统，其风力机可以变速运行，运行速度能在一个较宽的范围内调节，使风机风能利用系数Cp得到优化,获得高的利用效率；可以实现发电机较平滑的电功率输出；发电机本身不需要另外附加无功补偿设备，可实现功率因数在一定范围内的调节，例如功率因数从领先0.95调节到滞后0.95范围内，因而具有调节无功功率出力的能力。
3.直驱式交流永磁同步发电机
大型风力发电机组在实际运行中，齿轮箱是故障较高的部件。采用无齿轮箱结构能大大提高风电机组的可靠性，降低故障率，提高风电机组的寿命。目前国内有风电场使用了直驱式交流永磁同步发电机，运行时全部功率经A-D-A变换，接入电力系统并网运行。与其他机型比较，需考虑谐波治理问题。
三、风力发电的控制技术
风力发电机组控制系统是风力发电机的核心系统，因此研究控制技术具有重要的现实意义，可靠保证了风力发电机组的经济、安全并网运行。下面对风力发电机组控制技术及相关软件改进进行系统地阐述。
风力发电机组控制系统由本体系统和电控（总体控制）系统组成，本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构；电控系统由不同的模块构成，主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等，辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。而且，在本体系统与电控系统间实现系统的联系及信号的变换。例如，空气动力系统的桨距由变桨控制系统控制，保证了风能转化的最大化，功率输出的稳定等作用。风轮的自动对风及连续跟踪风向引起电缆缠绕的自动解缆受偏航控制系统控制，分为主、被动迎风两种模式，目前大型并网风电系统多采用主动偏航模式。变流控制常和变桨距系统结合，对变速恒频的运行及最大额定功率进行控制。
根据风电机组不同的分类标准，可将机组控制系统分为不同种类。目前风力发电的主流机型主要是依据桨距特性，发电机类型等分类，通过技术不断改
进，控制系统由最先的定桨距恒速恒频控制到变桨距恒速恒频控制,随之发展为变桨距变速恒频控制。此外，据连接电网类型可将风电控制系统分为离网型和并网型，前者已步入大规模稳定发展阶段。后者则成为现阶段控制系统的主要发展方向。
风电机组控制系统软件设计
整个风力发电机组控制系统需要一种完善的系统软件配置以实现发电机正常运行。目前，控制系统软件的模块化、参数化、功能化逐渐实现软件的兼容性与继承性。
1.模块化
控制系统整个软件是许多硬件的整合，我们可以讲每一个硬件子系统座位独立的模块，子系统与PLC之间的数据交互即为模块的输入输出，这种模块化的形式通过固化被选择性的调用执行程序，从而实现程序的兼容性，并做到小范围的软件修改和工作量的最小化。
2.参数化
参数设置是对软件灵活性的优化。对于多配置整合的程序，我们将软件开关作为一种参数，完成配置间切换，来决定程序模块是否正常执行。包括动作事件参数、故障参数、控制参数等，对不同属性结构体的形式进行设置，执行程序时只需读入相应参数即可。
3.功能化
软件功能化包括协议解析功能化、故障判断功能化及控制功能化。协议解析功能化即依据特定的子系统定义不同的功能块，当调用特定的配置参数时，可以执行相应的功能块程序，完成功能块内部的所有数据库的处理。故障判断涉及对所有控制监测的判断，应用功能块可简化并统一故障的判断。将软件中大量的逻辑控制（如水冷的风扇控制，变桨控制等）整合到功能块中，制定全面的输入输出接口，既完成现有控制功能，又增加了其拓展功能。因此功能模块化使得程序执行逻辑性与可读性均有所提高。
四、风力发电的展望
作为一种自然资源，风电正受到发展中国家的重视。中国西部、印度北部、巴西西北部、拉丁美洲的安第斯山脉和北非，都是风能资源丰富的地区。在我国西部地区，如新疆、内蒙古、西藏、青海、甘肃等地，由于地理位置特殊，又缺少水源，风力发电就成为能源发展的首选项目。目前，我国在新疆、内蒙
古、河北等地，均已建成大规模的风力发电站。
目前，我国已形成年产30万台100瓦至5000瓦独立运行小型风力发电机组的能力。在内蒙古，已有60万居住在偏远地区的牧民用风力发电解决了生活、生产用电，每套小型风力发电机（含蓄电池）价格在2000元左右。风力发电可用来照明、看电视、提井水饮牲畜、分离牛奶、剪羊毛等，极大地提高了劳动生产率。
由于风向变幻不定，风力大小无常，这些问题也给大规模开发利用风能带来了不少困难。
人们依靠先进的科学技术制造的新型风轮发电机，能够随着风向的变化和风力的大小随意轻快地旋转，在风速较大或较小的情况下都能正常工作。它的运行和控制完全实现了自动化，通过几百个传感器及时收集风速、风力、风向等信息，再经电脑处理、调整，使风轮机得以在最佳的状态下运行。
随着风轮机的大型化和高效化，风力发电的成本也在不断下降。目前，风电价格已经可以与石油、煤、天然气发电和核电的价格相竞争，进而还将能与水电价格一比高低。此外，国家在税收等方面也给予风电适当的照顾和优惠，使风电上网电价不断下降。
国家电力公司已将风电作为我国电力工业的重要组成部分，并制定了发展规划。2000年，全国风力发电装机容量将达到40万千瓦。
风力发电的好处 篇5
风力是免费的.。风力发电仅仅需要最初的投资费用。风对环境没有害处。人人可以利用风的优势。消除对石化能源的依赖，可以让我们在全球社会中拥有主动权。
风是永恒和容易获得的。尽管风是难以预测的，但是在任何地方都会在某些时候存在风。反之，我们需要花费数十亿美元寻找新石油来源，并从地下将它们开采出来，它们的数量最终会越来越少。
风力资源是取之不尽用之不绝的，利用风力发电可以减少环境污染，节省煤炭、石油等常规能源。风力发电技术成熟，在可再生能源中成本相对较低，有着广阔的发展前景。风力发电技术可以灵活应用，既可以并网运行，也可以离网独立运行，还可以与其它能源技术组成互补发电系统。风电场运营模式可以为国家电网补充电力，小型风电机组可以为边远地区提供生产、生活用电。
风力发电事迹宣传稿 篇6
——工程服务部参建“国家风光储输示范工程”项目报道
这是一个国家级示范工程，建成后将是世界一流新能源示范基地； 这是集团2011年八大重点工程项目之一；
这是公司自主研制的风机第一次投入大批量生产、供货并提供全过程工程服务和维护的项目；
意义重大，责任重大，却是十分难得的机遇，也是我们应肩负的使命。„„
2011年5月23日，国家电网风光储输示范工程誓师大会在北京召开，会上，集团总裁郑重承诺，将珍惜这次难得的机会和发展平台，倾力打造XX风机品牌，为业主单位奉献一个高标准、高品质、高可靠性的绿色新能源精品工程。
目标已立，而项目的工程建设时间已非常紧迫，业主单位要求：7月15日供货，8月26日第一台风机并网运行，10月31日，供货的24台风机全部并网完成。
战斗的号角已经吹响„„
根据公司领导的安排部署，工程服务部承担供货风机的现场到货验收、吊装指导、工程预调试及运行维护等内容。项目开始后，工程服务部积极行动，采取了各种措施来全力保证项目的顺利进行：
一、制定现场服务策划，组建高效现场工作团队。
结合项目特点和要求，工程服务部制定了详细的现场服务策划，对项目的进度、目标、人员和设备配置、存在的困难和风险进行了全面的讨论和分析，制定了详细的计划方案。并据此与各协作部门积极沟通，成立了现场工作团队，包括现场管理组、质量组、物资组、吊装组、电气组、安全组以及后勤专责等，明确了各自分工和职责范围，为项目顺利执行提供了人力资源保障。
二、完善现场各项管理制度，优化业务流程。
根据之前工程项目的现场实践经验，本项目对多项管理制度进行了进一步完善，包括现场库房物资管理制度、现场车辆使用管理制度、工程备用金管理制度、现场周例会制度等等。对到货信息传递流程、现场问题反馈和跟踪流程、吊装作业流程、终检作业流程等结合实际进行了优化。
三、推行标准化作业卡，使现场工作规范化、统一化、标准化。
根据现场的实际工作情况，结合风机产品的特性和工艺手册，工程服务部编制了风机吊装、调试等各个阶段的标准化作业卡，为员工的规范操作提供了标准依据，使得各个阶段的工作有具体的工作内容和工作标准，对员工的现场工作具
有很好的指导意义。
四、合理调配人员，通过项目实践，培养不同层次的专业人才
工程服务部充分考虑的风机产品的复杂性和专业性，借助项目实践，对员工进行专业化、层次化分工，有计划、有步骤的进行培养，使之能胜任工程项目的需要，同时，在此基础上，着力培养复合型人才，以满足将来工程业务的需要。
五、建立部门管理平台沟通机制，内外协调，服务项目。
工程服务部通过部门管理平台，就项目现场的需求和困难与公司各协作部门和用户方进行沟通协调，寻求解决方案，为项目的顺利实施提供了有效保证。并且以项目为牵引，以业务为导向，由点及面，推进部门建设，完善各项制度和管理措施，从而提升部门管理水平。
风力 篇7
1 系统组成及主要功能
1) 新系统对卷接包车间12台卷接机组建立2个集中工艺风力除尘系统、2个烟丝风力输送系统, 具体划分如下:2套卷接机组集中工艺风力除尘系统以JC-1、JC-2表示, 其中JC-1包括1#~3#和7#~9# (6台PROTOS70卷接机组) , JC-2包括4#~6#和10#~12# (6台PROTOS70卷接机组) ;2套卷接机组风力送丝系统以FS-1、FS-2表示, 其中FS-1包括1#~3#和7#~9# (6台PROTOS70卷接机组) , FS-2包括4#~6#和10#~12# (6台PROTOS70卷接机组) 。
2) 卷接机组集中工艺风力除尘系统:风机采用变频器调速启动, 变频器通过PROFIBUS-DP来实现启/停和调速, 系统采用PI稳压+限流控制方式, 在MP377上设置目标压力值和目标风量值, 根据主管压力、风量传感器检测系统压力和风量控制变频调节风机转速、控制系统补风阀开度, 调节系统风量从而达到系统稳定的目的, 同时实现节能运行, 减少车间内空调风排出量, 降低空调负荷, 减少能源消耗。
3) 烟丝风送及风力平衡系统:每条支管上均装风量平衡微调组件;即在卷烟机送丝除尘支管上串接气动调节阀门及流量计, 流量计的差压变送器将信号送给PLC控制器, 经PLC控制器PID调节处理后, 根据其数值的范围控制风送除尘支管上的气动阀门开度, 以保证烟丝输送速度稳定。主风管上设置压力传感器, 可实时检测系统运行的压力变化, 风机采用变频器调速启动, 变频器通过PROFIBUS-DP来实现启/停和调速, 根据系统风压变化及开机台数, 合理设定频率控制值调整风机转速, 并自动调节系统补风风量, 满足系统的运行负荷和风机的理想工况区, 以实现节能。
2 系统设计与实现
1) 整个系统共设立1套PLC主站 (S7-300) , 4台变频器 (FC312) , 5个I/O站 (ET200S) , 采用PROFIBUS-DP工业网络通讯, 现场的I/O信息及控制任务全部进入分布式I/O站 (ET200S) , 通过PROFIBUS-DP网络进入PLC, 由主PLC+分布式I/O站构成一个完整的控制系统。
2) 系统采用SIM ATICS7-300PLC配套的编程工具STEP7进行硬件组态、网络组态、参数设置、I/O地址设置、PLC程序编程和调试。程序采用梯形图 (LAD) 和结构化 (STL) 语言编制, 将程序分成单个、独立的程序段, 每个程序段完成不同的功能, 放在不同的逻辑块中。逻辑块有多种类型, 包括组织块 (OB) 、系统功能块 (SFB) 和系统功能 (SFC) 、功能块 (FB) 、功能 (FC) 、数据块 (DB) 。功能和功能块一样, 在程序结构中在组织块的下面, 为使一个功能被CPU处理, 它必须被它的前一级块调用, 与功能块不同, 功能不需要背景数据块。当CPU上电运行时, 启动组织块OB100自动运行一次, 在OB100为所需参数状态赋初始值。在启动完成后, 不断地循环调用组织块OB1, 在OB1中调用编写好的程序功能。本系统的主要功能 (FC) 有:收集灰尘 (压棒机控制) 功能、除尘系统运行控制功能、变频器控制功能、PID参数调节控制功能、工艺风力运行控制功能、接嘴机调节阀控制功能、风速调节阀控制功能、温度转换功能、压差转流量功能、脉冲功能、卸灰功能以及网络诊断功能等。其中除尘系统运行控制功能又包括除尘系统压力检测、喷吹控制、除尘运行状态;变频器控制功能包括变频器_电机参数设定、变频器启停控制、变频器控制;压差转流量功能是把CP200的输入压差 (-1000~1000) , 根据流速和压差开方成正比例关系来进行换算;诊断功能是当某一开关量 (如电机启停、阀门开关) 发生异常或某一模拟量 (如电流、压力、温度等) 测量值超过给定范围时, 记录报警信息和故障部位。
3) 作为上位机的M P377触摸屏显示现场控制画面, 可以进行各系统相关工艺参数和操作运行控制, 并通过PROFIBUS-DP网络与各除尘系统的变频器、各现场I/O控制箱进行数据交换与控制。系统中主要设备的重要信息均可在MP377触摸屏上显示;同时显示报警信息, 使操作人员可以详细了解发生报警的具体部位、时间和故障描述。在卷接机台触摸屏TP177B上可以查看喂丝机的供丝信息, 卷烟机的卷烟品牌信息和对阀门进行控制等功能。
3 结语
本系统在技改调试完成后, 经过实际运行结果表明, 系统达到了设计要求, 集中工艺风力除尘与风力送丝系统改善了卷接设备工艺风力性能, 降低了车间噪声水平, 改善了车间工作环境, 并实现了系统运行状态和参数的实时监控, 确保卷接机组正常工作, 同时降低了能耗, 提高了工作效率, 取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]戴石良, 李国荣等.卷接机组风力集中供给方式的研究与应用[J].烟草科技/设备与仪器, 2004.
[2]曲广庆.DANFOSS变频器在卷接机组中的应用[J].产品与技术/电气传动, 2009.
[3]赵英, 付红梅.PLC在大型布袋除尘控制系统中的设计与实现.河北工程大学学报/自然科学版, 2007.
[4]汪洋.风力与卷烟工艺关系的实验研究[J].湖南科技学院学报, 2005.
风力发电抢占数据先机 篇8
鞭打着大海的海风强劲又善变，让人难以捉摸。这里悬崖陡峭，不少处海面急剧下降产生湍流，极易磨损昂贵的设备。
多亏了丹麦风力发电公司Vestas Wind Systems（下简称“Vestas”）的数学计算，挽救了这样的“冒险”。
Vestas利用数据找到了适用于项目、并且可以使用强力风力发电机的办法，还计算出了安装它们的确切位 置。
这意味着，使用这些设备的公司可以购买更少的设备，使这一价值12亿美元的项目成本大大降低。
为了使风能成为一种有竞争力的能源，这家公司走在前列—不再让风力发电成为资助性试验。为了实现这一目标，公司已经在可再生能源产业树立起了榜样，这还是在政府补贴不断削减、油价和天然气价格不断浮动的情况下实现的。
Vestas深知可再生能源这门生意有多无常。
在经济危机和全球经济下行之后，Vestas的经营成本增加，政府补贴一再减少，风力发电机的市场需求也经历了暴跌。然而这并不是Vestas第一次遭遇不幸—1980年代，该公司就曾抵达破产边缘。
在近年经济危机中期担任董事长的伯特·诺德伯格（Bert Nordberg）也坦承说，员工对公司的信心已经“跌落低谷”。紧跟着的便是一系列痛苦的成本削减。Vestas关闭或变卖了其在全球31家工厂中的19家，共裁员1.55万人，占其员工总数的1/3，此外还减少了风力发电机生产线。
2013年，该公司聘请了新的首席执行官安德斯·鲁内瓦德（Anders Runevad），他和诺德伯格一样也是瑞典人，曾担任爱立信的首席执行官。丹麦全国上下都经历了政府补贴削减带来的阵痛，工人们甚至把这种新的“瑞典”经营模式拿来当作调侃。
这些举措，随着风力发电机市场的复苏，很快便收到成效。
连续经历3年利润下滑，以及2013年全年惨败后的Vestas，在2014年第一季度终于起死回生。该年8月，公司公布其第二季度利润为2.78亿欧元，几乎是上一年全年利润的两倍。2014年年收入上涨46%，达26亿欧元。
整个大行业也有所好转。据伦敦巴克莱银行（Barclays Bank）可再生能源分析师大卫·沃斯（David Vos）表示，8家大型风力发电机生产商的总收入，包括Vestas，去年上涨了17%，达270亿欧元。
同时风力发电的成本在降低。在一些地区，比如印度，设立风力发电农场来为工厂或附近城镇供电，甚至比普通发电方式—比如铺设天然气管道—更加实 际。
在美国德克萨斯州潘汉德尔（Panhandle）这样石油储藏量丰富的地方，风力发电甚至成为矿物燃料的竞争对手，而那里正是Vestas最大的市场。
该产业在全球的发展趋势为Vestas提供了强劲的优 势。
与对手通用电气（主要在美洲发展）不同的是，Vestas的销售范围更广。去年，它共在全球34个国家销售了风力发电机，也拥有全球陆上风力发电机市场的最大份额（中国没有进入排名）。
“它们的市场规模得天独厚。”沃斯表示。
决定这一成效的因素还有数据收集。多年来，Vestas一直在大规模研究数据。
该公司总部位于丹麦日德兰半岛港口城市奥尔胡斯（Aarhus）郊区，在近期接受一次采访时，工厂解决方案部门副总经理克里斯蒂安·克里斯滕斯（Christian Christensen）表示：“如果你需要从事安装和销售风力发电机的工作，那就必须确切掌握安装这些设备的天气状况如何。”
十多年来，Vestas不断优化数据测算技术，来预测风速、风向的变化和其他天气特征。2006年，公司购入一批电脑，将天气预测和风轮安装点相结合，以此测算可能带来的好处。客户很喜欢测算结果，于是Vestas在2008年将电脑换成了超级计算机。公司不仅升级了技术，还新增了一支气象家团队，来帮助调整气候模型。
这意味着，公司能够预测，在一台风力发电机20年的寿命当中，距离它周围10平方米范围内的风力变化。如果再加入其他变量，比如风力发电机的价格、土地租赁的费用和客户所要付出的电费，Vestas很快就能为买家计算出在某个地点安装风力发电机可能带来的经济效益。
这些模式还能测算出风力发电机的最佳安装地点，以及使用哪个型号的风力发电机创收最多。Vestas和竞争对手一样，都在设计适用于风力极小和风力极强地区的风力发电机。它能算出可以关闭风力发电机的弱风时段，如果利用这段时间来维修设备，可以使收入损失降低到最小。
以Fosen的项目为例，该公司已经帮助挪威国有企业Statkraft完成风力发电机建设，并且省下不少成本，让投资有所回报。公司还为其提供了许多还没有上市的强力风力发电机，这意味着，Statkraft购入的设备更少了，并为Fosen省下安装成本。
风力发电机组故障排除 篇9
风力发电机组故障排除
伴随着风机种类和数量的增加，新机组的不断投运，旧机组的不断老化，风机的日常运行维护也是越来越重要。现在就风机的运行维护作一下探讨。
一．运行风力发电机组的控制系统是采用工业微处理器进行控制，一般都由多个CPU并列运行，其自身的抗干扰能力强，并且通过通信线路与计算机相连，可进行 远程控制，这大大降低了运行的工作量。所以风机的运行工作就是进行远程故障排除和运行数据统计分析及故障原因分析。
1．远程故障排除风机的大部分故障都可以进行远程复位控制和自动复位控制。风机的运行和电网质量好坏是息息相关的，为了进行双向保护，风机设置了多重保护 故障，如电网电压高、低，电网频率高、低等，这些故障是可自动复位的。由于风能的不可控制性，所以过风速的极限值也可自动复位。还有温度的限定值也可自动 复位，如发电机温度高，齿轮箱温度高、低，环境温度低等。风机的过负荷故障也是可自动复位的。除了自动复位的故障以外，其它可远程复位控制故障引起的原因 有以下几种：
(1)风机控制器误报故障；
(2)各检测传感器误动作；
(3)控制器认为风机运行不可靠。
2．运行数据统计分析对风电场设备在运行中发生的情况进行详细的统计分析是风电场管理的一项重要内容。通过运行数据的统计分析，可对运行维护工作进行考核 量化，也可对风电场的设计，风资源的评估，设备选型提供有效的理论依据。每个月的发电量统计报表，是运行工作的重要内容之一，其真实可靠性直接和经济效益 挂钩。其主要内容有：风机的月发电量，场用电量，风机的设备正常工作时间，故障时间，标准利用小时，电网停电，故障时间等。风机的功率曲线数据统计与分 析，可对风机在提高出力和提高风能利用率上提供实践依据。例如，在对国产化风机的功率曲线分析后，我们对后三台风机的安装角进行了调节，降低了高风速区的 出力，提高了低风速区的利用率，减少了过发故障和发电机温度过高故障，提高了设备的可利用率。通过对风况数据的统计和分析，我们掌握了各型风机随季节变化 的出力规律，并以此可制定合理的定期维护工作时间表，以减少风资源的浪费。
3．故障原因分析我们通过对风机各种故障深入的分析，可以减少排除故障的时间或防止多发性故障的发生次数，减少停机时间，提高设备完好率和可利用率。如对 150kW风机偏航电机过负荷这一故障的分析，我们得知有以下多种原因导致该故障的发生，首先机械上有电机输出轴及键块磨损导致过负荷，偏航滑靴间隙的变 化引起过负荷，偏航大齿盘断齿发生偏航电机过负荷，在电气上引起过负荷的原因有软偏模块损坏，软偏触发板损坏，偏航接触器损坏，偏航电磁刹车工作不正常 等。又如，在对Jacobs系列风机控制电压消失故障分析中，我们采用排除实验法，将安全链当中有可能引起该故障的测量信号元件用信号继电器和短接线进行 电路改造，最终将故障原因定位在过速压力开关的整定上，将该故障的发生次数减少，提高了设备使用率，减少了闸垫的更换次数，降低了运行成本。
二．维护风力发电机是集电气、机械、空气动力学等各学科于一体的综合产品，各部分紧密联系，息息相关。风力机维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效益 的高低；风力机本身性能的好坏，也要通过维护检修来保持，维护工作及时有效可以发现故障隐患，减少故障的发生，提高风机效率。风机维护可分为定期检修和日 常排故维护两种方式。
1．风机的定期检修维护定期的维护保养可以让设备保持最佳期的状态，并延长风机的使用寿命。定期检修维护工作的主要内容有：风机联接件之间的螺栓力矩检查(包括电气连接)，各传动部件之间的润滑和各项功能测试。风机在正常运行中时，各联接部件的螺栓长期运行在各种振动的合力当中，极易使其松动，为了不使其 在松动后导致局部螺栓受力不
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