风电机组基础教材.pdf

风机基础 作者：yusimn 风机分类 风轮旋转轴在空间的方向：水平轴和垂直轴 垂直型 水平轴型 风机分类 传动链：直驱、双馈、半直驱 直驱式 双馈式 直驱传动链：主轴+联轴器+永磁直驱同步发电机 双馈传动链：主轴+齿轮箱+联轴器+双馈异步发电机 风机分类 叶片数 ：少叶片（=3)，多叶片（3) 叶片越多转速越低，叶片成本越大 风轮正常工作时转速：高速风轮机（叶尖速速比3） 和低速风轮机 （叶尖速速比3） 叶尖速比：风轮叶片尖端线速度与风速之比。叶片越长，或者叶片转 速越快，同风速下的叶尖速比就越大。 风机分类 控制类型 ：恒速恒频 变速恒频 恒速恒频 风力发电机组的转速不随风速的波动而变化，始终维持恒转速运转，从而输出 恒定额定频率的交流电。  系统目前普遍采用，简单可靠，但是对风能的利用不充分，因为风力机只有在 一定的叶尖速比的数值下才能达到最高的风能利用率。 变速恒频 风力发电机组的转速随风速的波动作变速运行，但仍输出恒定频率的交流电。 此方式提高了风能的利用率，增加了系统的柔动性，但将导致必须增加实现 恒频输出的电力电子设备，增加系统复杂性。 风机分类 功率划分：小型：100千瓦以下 中型：100~1000千瓦 大型：1000千瓦以上 机组风轮迎风方式：上风向、下风向 上风向风机，风轮总是面对 来风方向，风轮在塔架“前面”，必 须有某种调向装置来保持迎风。 下风向风机，风轮在塔架“后 面”，能自动对准风向。 风机分类 常见风机属于 ： 水平轴、变速恒频、双馈、少叶 片、高速、大型、上风向、并网型风力 发电机组 风机术语 风速 （wind speed ）空间特定点的风速为该点空气在单位时间内所流过 的距离。 切入风速 （cut-in wind speed ） 风电机组开始发电时，轮毂高度处的最低风速。 额定风速 （rated wind speed ） 风电机组达到额定功率输出时轮毂高度处 的设计风速。 切出风速 （cut-out wind speed） 风电机组保持额定功率输出时，轮毂高度处 的最高风速。 额定功率 （rated power） 正常工作条件下，风力发电机组所能达到的设计 最大连续 输出 电功率。 功率曲线 （power curve ） 描绘风电机组净电功率输出与风速的函数关系 图和表。 风机定义 风轮直径(rotor diameter ): 叶尖旋转圆的直径。 轮毂 高度(hub height):从地面到风轮扫掠面中心的高度。 风能利用系数=0.593 风力等级与风速对照表 风级 名称 风速（米） 陆地物象 海面波浪 浪高（米） 0 无风 0.0-0.2 烟直上 平静 0 1 软风 0.3-1.5 烟示风向 微波峰无飞沫 0.1 2 轻风 1.6-3.3 感觉有风 小波峰未破碎 0.2 3 微风 3.4-5.4 旌旗展开 小波峰顶破裂 0.6 4 和风 5.5-7.9 吹起尘土 小浪白沫波峰