风力发电原理(控制).pptVIP

第一章 绪 论 第一章 绪 论 第一章 绪 论 图中看出，系统的特性除了与机组特性有关外，还受控制器影响。 运行中控制器可改变功率输出，风能看成是扰动。 第一章 绪 论 第二章 风力机控制 气流动能为 m 空气质量，v 气流速度 密度为ρ的气流过面积 S 的气体体积为 V，M= ρ V= ρSv 则单位时间内气流所具有的动能为 理想风轮与贝兹（Betz）理论： 前后空气体积相等：S1v1=Sv=S2v2 根据牛顿第二定律，单位时间内风轮上的受力 F= mv1-mv2= ρSv(v1-v2) 风轮吸收的功率P=Fv= ρSv2 (v1-v2) 风轮吸收的功率又等于风轮前后动能（单位时间）的变化： 令两式相等，得 经过风轮风速变化产生的功率为 其最大功率可令 得 ，代入后得到的最大理想功率为 与气流扫掠面积风的能量相比，可得风力机的理论最大效率： 第二章 风力机控制 1、风能利用系数 ： 风力机的实际功率 其中CP为风能利用系数，它小于0.593 2、叶尖速比 为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片圆周速度与风速比来衡量，称叶尖速比 第二章 风力机控制 1、桨叶的翼型 第二章 风力机控制 第二章 风力机控制 第二章 风力机控制 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第三章 定桨距风力发电机组 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 变桨距风力发电机组控制 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 第四章 定桨距风力发电机组并网技术 五、液压变距系统 M 油泵 油箱 滤油器 溢流阀 压力传感器 节流阀1 比例阀 蓄能器 可调 节流阀 A B P T 紧急顺桨阀 先导止回阀 单向阀 压力开关 减压阀 刹车钳 90o 0o 液压系统停机状态 紧急顺桨阀断电，压力油通过节流阀2进入液压缸右端。左端压力油经节流阀1回油箱，順桨88o。 电磁阀1断电，先导止回阀变为单向阀，防止风作用力矩使液压缸活塞向右运动。 急停状态防止蓄能器油量不够活塞行程，风的自变力矩将帮助紧急顺桨，补充油来自活塞左部及油箱吸油管。 节流阀用来限制变桨速度在9o左右。 节流阀2 紧急顺桨阀 电磁阀1 五、液压变距系统 M 油泵 油箱 滤油器 溢流阀 压力传感器 节流阀 比例阀 蓄能器 可调 节流阀 A B P T 电磁阀 先导止回阀 单向阀 压力开关 减压阀 刹车钳 90o 0o 制动机构 开机指令发出后，电磁阀通电，制动卡钳排油到油箱，刹车被释放。 停机指令发出后，电磁阀失电，蓄能器压力油进入制动液压缸，实现停机操作。 制动器一侧装有螺杆活塞泵，用来当液压系统不能加压时制动风力机。 压力开关用来检测制动压力，因压力过高（大于23bar）会造成传动系统的严重损坏。 螺杆活塞泵 六、变速风力发电机组的控制 1、风力机在不同风速下的转速—功率曲线： 2、追踪最大风能的过程： 假设在风速V3下原风力机稳定运行在曲线上的A点，转速为ω1。如果某时刻风速升高至V2，因为风力机的转速不能突变，所以其运行点就会由A点跳变至B点，风力机输出功率由PA突增至PB。由于风力机功率突然增大，将导致发电机的转矩失衡，于是发电机机械转速开始上升，风力机将沿着BC曲线增速。当到达风力机功率曲线与其最佳功率曲线相交的C点时，功率再一次平衡，转速稳定为ω2，就是对应于风速的最佳转速。 上述过程实现条件是机组转速可调，定速（同步发电机）机组的转速由电网决定；异步发电机（转子电流可调）的转速调节范围很小，难于实现大范围；双馈型机组的转差率约为±30%，因此，效率较高。 六、双馈型风电机组的控制 双馈感应发电机（Doubly-Fed Induct