第二章风力发电技术.pptVIP

先由变频器给转子提供交流电，形成交变磁场，风机带动转子转动又形成旋转磁场，然后定子线圈产生感应电动势，输出到电网。 f1=(P/60)*nr±f2 f1为定子电压频率 f2为转子励磁电压频率 nr为双馈发电机转速。 由上可知，当转速nr发生变化时，若调节f2变化，可使f1保持恒定不变，实现变速恒频控制。 说 谢 谢 叶轮：叶片和轮毂，获取风能并转化为机械能。 机舱 偏航系统 传动链 主轴：将风轮力矩传递给齿轮箱或发电机。 齿轮箱：将风轮转速在高速轴侧提高到满足发电机需要的转速。 发电机：异步发电机、双馈发电机、永磁同步发电机 制动系统 桨距调节装置 塔架 电控系统：风力发电机组的运行与管理。 2. 风力发电系统构成 叶轮 轮毂：连接主轴与叶片的重要部件。它承受风力作用在叶片上的推力、扭矩、弯矩、陀螺力矩等。 机舱 偏航系统 偏航装置也叫对风装置，可以分为： 尾舵对风：直径不超过6m的小型风力机采用此种方式。 侧轮对风：中型风力机采用这种方式， 电气、液压推动对风：风向传感器与伺服电机或液压系统配合实现对风。 尾舵对风 尾舵是两叶张开的方式，对风有一定的阻力，可保证稳定的对风。 侧轮对风 侧风轮对风结构在机舱后部两侧有两个侧风轮（舵轮），两个侧风轮一般在同一个转轴上，转轴水平并与风力机风轮主轴垂直。 风向风速仪安装在机舱后部顶上，左右两套相互校验。 机舱不可能总是朝同一个方向旋转，为防止电缆扭转破坏，旋转角度不得超过650°，超过±650°时，控制系统就会控制偏航电机反解缆。 主轴 齿轮箱 变速齿轮箱：将风力轴上的低速旋转输入转变为高速旋转输出，以便与发电机所需要的转速相匹配。 制动系统 在风机停机时，要使风轮从运行转速尽快静止，就需要制动系统，也叫机械刹车。 它可以设置在齿轮箱的高速轴或低速轴位置。 发电机 塔架 电控系统 3. 风力发电机组的分类及原理 3.1 风力发电机组的分类 3.2 风力发电机组的原理 3.1. 风力发电机组的分类 风力发电系统的分类——风轮轴向 垂直轴 水平轴 3.1. 风力发电机组的分类 风力发电系统的分类——叶片数量 3.1. 风力发电机组的分类 风力发电系统的分类——按功率调节方式 定桨距风机：桨叶于轮毂固定连接，桨叶的迎风角度不随风速而变化。依靠桨叶的气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定。 变桨距调节：风速低于额定风速时，保证叶片在最佳攻角状态，以获得最大风能；当风速超过额定风速后，变桨系统减小叶片攻角，保证输出功率在额定范围内。 主动失速调节：风速低于额定风速时，控制系统根据风速分几级控制，控制精度低于变桨距控制；当风速超过额定风速后，变桨系统通过增加叶片攻角，使叶片“失速”，限制风轮吸收功率增加。 3.1. 风力发电机组的分类 风力发电系统的分类——按功率调节 3.1. 风力发电机组的分类 风力发电系统的分类——按传动形式 高传动比齿轮箱型：风轮的转速较低，通常达不到发电机发电的要求，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。 直接驱动型：应用多极同步风力发电机可以去掉风力发电系统中常见的齿轮箱，让风力发电机直接拖动发电机转子运转在低速状态，这就没有了齿轮箱所带来的噪声，故障率高和维护成本大等问题，提高了运行可靠性。 中传动比齿轮箱（半直驱）型：这种风机的工作原理是以上两种形式的综合。中传动比型风力机减少了传统齿轮箱的传动比，同时也相应地减少了多极同步风力发电机的极数，从而减小了发电机的体积。 3.1. 风力发电机组的分类 风力发电系统的分类——按发电机驱动方式形式 (a) 异步发电机组 同步电机，都用在火电水电核电，这种情况下转子的转速和电压可控。因为风力不稳定,异步发电机的启动需要外接电网，它是需要接受电网50Hz的电励磁。当风力发电机组的转速快接近同步转速时（99%-100%），发电机出口断路器合闸，之后利用定子与转子间气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用,使得转子绕组产生电流，进而在定子中产生感应电动势。 但是该种发电机在并网瞬间会出现较大的冲击电流，并使电网电压瞬时下降。 异步发电机在电网的运行状态分为两种： （1）nGnS,此时发电机以电动机方式运行，从电网吸收电能。 （2）nGnS，此时发电机处于发电状态运行，向电网输出电能。 (b) 双馈异步发电机组 有三种运行状态： ①亚同步运行：该种发电机在风机低于额定转速时，也可以发电； ②同步运行：在等于额定转速时，变频器给转子提供直流电； ③超同步运行：在高于额定转速时，转子的交变磁场反向，改变三相绕组相序，从而实现转子向电网供电