兆瓦风机原理及介绍.ppt

风电产业 风能是一种干净的自然能源，没有常规能源（如煤电，油电）与核电会造成环境污染的问题，平均每装一台单机容量为1兆瓦的风能发电机，每年可以减排2000吨二氧化碳（相当于种植1平方英里的树木）、10吨二氧化硫、6吨二氧化碳。风能产生1兆瓦小时的电量可以减少0.8到0.9吨的温室气体，相当于煤或矿物燃料一年产生的气体量，而且风机不会危害鸟类和其它野生动物。在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为一种高效的新能源有着巨大的发展潜力。 风力机将主要向兆瓦级大机组发展 现代化的风力发电，已不只是一台风力机和一台发电机的简单组合，而是一个高度集成了空气动力学、机械学、电机学、电力电子学、微电子学、计算机科学以及电力系统分析、继电保护技术、先进控制技术和数据通讯等各方面知识为一体的复杂的机电能量转换系统。 风力机分类 一、旋转主轴方向（即主轴与地面相对位置） ◆水平轴风力机 ◆垂直轴风力机 二、桨叶受力方式 ◆升力型风力机 ◆阻力型风力机 三、风机接受风的方向 ◆上风向 ◆下风向 水平轴风力机随风轮与塔架相对位置的不同而有上风向与下风向之分；风轮在塔架的前面迎风旋转, 叫做上风向风力机。风轮安装在塔架的下风位置的, 则称为下风向风力机。上风向风力机必须有某种调向装置来保持风轮迎风。而下风向风力机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置。但对于下风向风力机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向风轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应, 使性能有所降低。 四、叶片数量 ◆单叶片 ◆双叶片 ◆三叶片 ◆多叶片 风力机的分类 叶片的数量由很多因素决定，其中包括空气动力效率、复杂度、成本、噪音、美学要求等等。大型风力发电机可由1、2或者3片叶片构成。叶片较少的风力发电机通常需要更高的转速以提取风中的能量，因此噪音比较大。而如果叶片太多，它们之间会相互作用而降低系统效率。目前3叶片风电机是主流，从美学角度上看，3叶片的风电机看上去较为平衡和美观。 五、功率传递的机械连接方式 ◆有齿轮箱型风机 ◆直驱型风机 有齿轮箱风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万向弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴，联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性，可吸收矢量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。 而直驱型风机采用了多项先进技术，桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴，使风机发出的电能同样能并网输出。 六、按桨叶接收风能的功率调节方式 ◆定桨距（失速型）机组 ◆变桨距机组 风力机的分类 定桨距机组桨叶与轮毂的连接是固定的，当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化，该机组结构简单、性能可靠，在20年来的风能开发中一直占主导地位；而变桨距机组叶片可以绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角可在一定范围内（一般0－90度）调节变化，其性能相对提高很多，但结构也趋于复杂。 七、按照叶轮转速是否恒定 ◆恒速风力发电机组 ◆变速风力发电机组 恒速风力发电机组设计简单可靠，造价低，维护量少，直接并网；缺点是气动效率低，结构载荷高，给电网造成电网波动，从电网吸收无功功率。而变速风力发电机组气动效率高，机械应力小，功率波动小，成本效率高，支撑结构轻。缺点是功率对电压降敏感，电气设备的价格较高，维护量大。常用于大容量机型。 八、按发电机类型 ◆异步发电机型 ◆同步发电机型 绕线式双馈异步发电机－－转子为绕线型。定子与电网直接连接输送电能，同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率。 变速恒频机理 风电机组整体解决方案 风电机组叶片制造工艺 适于风电机组运行的环境条件 用