离网风力发电系统-精简 香港讲稿.docVIP

香港生产力促进局举办风力发电研讨会 讲演稿 小型风力发电系统 目录 目录 1 1、 小型风力发电系统概述 3 2、 小型风力发电系统的构成 5 2.1、风轮 6 2.2、发电机 6 2.3、传动及增速齿轮箱 6 2.4、迎风回转机构 7 2.5、调（限）速机构 8 2.6、控制系统 8 2.7、电气系统 9 2.8、制动系统 10 2.9、蓄能装置 10 2.10、塔架 11 3、小型风力发电机设计与制造 11 3.1、结构型式的选择 11 3.1.1、常见结构型式 12 3.1.2、风轮布置 12 3.1.3、叶片数目 13 3.1.4、尖速比（高速性系数） 15 3.1.5、风力机特性 16 3.1.6、传动方式 18 3.1.7、发电机型式 19 3.1.8、迎风回转机构的选择与设计 21 3.1.9、小型风力机转速的控制与机构的选择 23 3.2、主要技术参数的选择 27 3.2.1、额定风速 风力机达到设计功率时，轮毂高度处的最低平均风速 27 3.2.2、风轮直径 27 3.2.3、切入风速 28 3.2.4、切出风速 29 3.2.5、机组效率 29 3.3、风力机的振动 30 3.3.1、风力机振动的原因分析 31 3.3.2、减轻或消除风力机振动的技术措施 32 3.4、小型风力发电机的制造工艺以及质量控制与管理 33 3.5、电气控制系统 35 3.5.1、电气控制系统基本要求 35 3.5.2、电气控制系统的构成及功能 36 3.6、制动系统 41 3.6.1、手动制动系统 41 3.6.2、自动制动系统 42 3.7、蓄能装置 43 3.8、塔架 44 3.8.1、塔架的高度和极限载荷 44 3.8.2、塔架的主要结构型式 45 3.9、联接与紧固件 47 小型风力发电系统 （本文讲述风轮扫掠面积小于200m2，产生的电压低于1000V交流或1500V直流的AH2kW风力发电机在英国戴卫农场并网发电 2kW在美国山村并网供电 风光互补为提供电源 为青岛太平山微波站供电（1.5KW/DC48V） 海上养殖户供电（DC24V/AC240V） 渔村渔民提供生活用电（DC24V～48V/AC240V） 2.2、发电机 发电机将机械能转换为电能。发电机按类型分为同步和异步；励磁和永磁；直流和交流；内转子和外转子。 2.3、传动及增速齿轮箱 小型风力发电机组有的采用增速齿轮箱把风轮的转速提升，增速到每分钟千转以上，再带动发电机发电。有的省略了增速齿轮箱而由风轮直接驱动低转速永磁发电机发电。 wes Endurance Wind Power Gaia-Wind 2.4、迎风回转机构 风向在不断的变化，为了更多的获取风能，风力机必须在风向变动±15o范围内响应跟踪风向变化，使风轮迎风。迎风机构常见的有：尾舵、舵轮、风轮下风向布置和电力驱动等。 2.5、调（限）速机构 在不设控制的情况下，风轮转速将随风速增大而同比增高，风力机功率将随风速增大呈3次方的倍率增大。调（限）速机构的功能是通过减小风轮受风面积或调节风能利用系数的大小，改变风力机获取风能量的多少来控制风力机的转速和功率。 2.6、控制系统 电气控制系统的作用是接收风力机状态及其外部环境信息，并调节风力机使其维持在被允许的运行限度之内，确保风力机运行过程的安全性和可靠性，提高机组的运行效率和发电供电质量。 2.7、电气系统 小型风力发电系统属于独立运行供电的电源设备，所述电气系统通常指电能的输送、变换和配电线路，以及为使线路正常运行而设置的保护器件，组成线路的电力电子元器件包括变压器、变流器、低压开关电气（如熔断器、断路器、交流接触器、继电器等）。在变换和控制线路中，常采用的基础器件有电力二极管、可控硅整流器、电力场效应管（MOSFET）、绝缘栅型双极性晶体管（IGBT）。 要求电气系统的每个部件都，。 每个部件保护照IEC61643-1。 风能是随机性的能源，且具有间歇性，极不稳定，高峰和低谷落差甚大。采用离网运行供电的方式时为充分地利用高峰风能，在无风风力发电机不能发电时，仍保持系统不间断供电，小型风力发电系统在离网运用时必须配备电能储存装置。 日本樱关村并网发电 3.1.1、常见结构型式 现有小型风力发电机主流产品的风轮多采用水平轴、上风向、定桨距、3叶片结构，也有些机型采用下风向（风轮下风布置）、变桨距的结构型式。 3.1.2、风轮布置 风轮直径10～20m的机组风轮采用下风向布置，利用风轮本身的对风能力，获得调向功能是一个比较好的选择，但应充分考虑“塔影效应”的影响和采取相应的技术措施使机头的水平回转运动稳定。 3.1.3、叶片数目 风轮叶片数有2、3、4、5多种，有的为实现低风速发电，风轮外缘设计了扩散轮圈，叶片数多达5～8片。 叶片少