风力发电机介绍

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风力发电简介介绍

风力发电简介介绍

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风力发电的挑战与前景
风力发源,逐渐在全球范围内受 到关注。然而,风力发电也面临着一些挑战,同时也有着广 阔的前景。
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风力发电的原理
风力发电的原理可以概括为以下几个 步骤
2. 机械能转换:风轮的旋转通过传动 装置连接到发电机上,将风轮的机械 能传递给发电机。
1. 风能捕获:风力发电机的风轮叶片 受到风力的作用,开始旋转。叶片的 特殊设计使得风能能够有效地推动风 轮旋转。
3. 电能生成:发电机内部通过磁场和 导线的相对运动产生电流,即电能。 这个电能经过变压器升压,然后输送 到电网中供给用户使用。
风力发电的优势
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风力发电具有许多优势 ,包括
1. 可再生能源:风能是 一种无穷尽的可再生能 源,与化石燃料相比, 风力发电不会释放温室 气体,对环境友好。
2. 能源安全:通过多样 化能源供应,减少对传 统能源的依赖,提高能 源安全性。
3. 创造就业机会:风力 发电项目的建设和运营 为当地经济创造大量就 业机会,促进经济发展 。
风力发电简介介绍
汇报人: 2023-11-20
目 录
• 风力发电概述 • 风力发电机组的构成与运行 • 风力发电技术发展趋势 • 风力发电的挑战与前景
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风力发电概述
风力发电的定义
• 风力发电,又称风电,是通过风力发电机将风能转换成电能的 过程。风能是一种清洁、可再生的能源,具有巨大的开发潜力 。
垂直轴风力发电机组:叶片和轴心垂直布置,适 用于城市和小型风电场,具有较低的噪音和较好 的景观效果。
这些类型的风力发电机组在风能利用、机组性能 、适用环境等方面各具特点,根据实际需求选择 合适的风力发电机组是实现风能高效利用的关键 。

500kw风力发电机参数

500kw风力发电机参数

500kw风力发电机参数1. 引言风力发电是一种利用风能转换为电能的可再生能源技术。

500kw风力发电机是一种中型风力发电机,适用于中等规模的风力发电项目。

本文将对500kw风力发电机的参数进行全面详细的介绍。

2. 发电机类型500kw风力发电机通常采用水平轴风力发电机。

水平轴风力发电机是目前应用最为广泛的风力发电机类型之一。

它由轮毂、叶片、发电机和塔架等组成。

3. 额定功率500kw风力发电机的额定功率为500千瓦。

额定功率是指在标准工况下,发电机能够稳定输出的功率。

500kw的额定功率适用于中等风速条件下的发电。

4. 风轮直径500kw风力发电机的风轮直径通常在40米至50米之间。

风轮直径是指风力发电机叶片旋转的直径范围。

较大的风轮直径可以捕捉更多的风能,提高发电效率。

5. 额定风速500kw风力发电机的额定风速通常在12米/秒至15米/秒之间。

额定风速是指发电机能够达到额定功率的风速范围。

在额定风速下,发电机可以最大程度地转化风能为电能。

6. 切入风速和切出风速500kw风力发电机的切入风速通常在3米/秒至4米/秒之间,而切出风速通常在25米/秒至30米/秒之间。

切入风速是指发电机开始发电的最低风速,而切出风速是指发电机停止发电的最高风速。

7. 发电机转速500kw风力发电机的发电机转速通常在30转/分钟至50转/分钟之间。

发电机转速是指发电机旋转的速度,也是风轮旋转的速度。

适当的转速可以使发电机达到最佳发电效果。

8. 发电机效率500kw风力发电机的发电机效率通常在90%以上。

发电机效率是指发电机将风能转化为电能的能力。

较高的发电机效率可以提高发电机的发电量。

9. 噪音水平500kw风力发电机的噪音水平通常在50分贝至60分贝之间。

噪音水平是指发电机运行时产生的噪音强度。

低噪音水平可以减少对周围环境和人群的干扰。

10. 控制系统500kw风力发电机通常配备先进的控制系统。

控制系统可以监测和控制发电机的运行状态,包括风速、转速、温度等参数。

风力发电机工作原理

风力发电机工作原理

风力发电机工作原理风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。

其基本原理是通过风的能量转化为机械能,再经过发电机的转换,将机械能转化为电能。

下面将详细介绍风力发电机的工作原理。

一、风能的转化风是地球上大气运动的结果,具有动能。

当风吹过风力发电机的叶片时,由于风的动力作用,叶片会受到推动。

这种推动力是由气流通过叶片时所受到的作用力产生的。

二、机械能的转化当叶片受到推动力时,会产生一个旋转运动。

这个运动将通过转轴传递给发电机,并使发电机的转子旋转。

在发电机中,由于转子的旋转,导致永磁体和线圈之间产生磁场变化。

根据电磁感应原理,磁场的变化会在线圈中产生感应电流。

三、电能的转化线圈中的感应电流经过导线传输到发电机的输出端,最终形成可用的电能。

这些电能会经过电缆传输到变电站,再经过变电站进一步升压,最终用于供电网络。

总的来说,风力发电机的工作原理可以概括为:风的动能转化为机械能,机械能转化为电能。

这个过程中,叶片起到了关键的作用,它们负责将风的动能转化为机械运动,推动发电机的转子旋转,进而产生电能。

风力发电机的工作原理使其成为一种清洁、可再生的能源发电方式。

相比传统的化石燃料发电,风力发电不会产生污染物和温室气体。

而且,由于风是风力发电的能源,因此风力发电不会消耗地球上的资源。

综上所述,风力发电机的工作原理简单而高效。

它利用风的动能将其转化为电能,为人们提供清洁、可再生的能源。

随着科技的不断发展,风力发电技术也将进一步提升,为我们的生活带来更多便利和环保的选择。

风力发电机的工作原理与应用

风力发电机的工作原理与应用

风力发电机的工作原理与应用风力发电机作为可再生能源的一种重要形式,具有环保、经济、高效等优势,受到世界各国的广泛关注和应用。

本文将介绍风力发电机的工作原理以及其在能源领域的应用。

一、工作原理风力发电机的工作原理基于利用风的动能转变为电能。

其主要组成部分包括风轮、发电机、控制系统等。

1. 风轮风轮是风力发电机的核心部件,它由叶片、轴、塔架等组成。

当风吹过叶片时,产生的动能转化为旋转能力,推动风轮转动。

2. 发电机风轮通过轴将机械能转化为电能。

发电机利用转动产生的磁场与线圈之间的相互作用,通过电磁感应原理将机械能转化为电能。

3. 控制系统控制系统是风力发电机的关键部分,它能根据风速、发电机负载情况等参数进行实时监测和调节,以保证风力发电机的安全稳定运行。

二、应用领域风力发电机在能源领域有着广泛的应用,以下将介绍其在电力、工业和农村地区的应用情况。

1.电力应用风力发电机可以作为独立的发电设施,用于为城市、乡村等地区供电。

同时,多个风力发电机也可以组成风力发电场,集中供电。

2.工业应用风力发电机在工业领域广泛应用,可以为工厂、矿山等大型企业提供电力。

利用风力发电机代替传统能源,不仅可以减少环境污染,还可以降低能源成本。

3.农村地区应用在偏远农村地区,利用风力发电机可以解决电力供应问题。

农村地区的风力资源丰富,通过搭建风力发电机,可以提供清洁而稳定的电力,满足当地民众的生活和生产需求。

三、发展前景风力发电作为一种可再生能源,具有巨大的发展前景。

以下是其发展前景的几个方面。

1. 环保减排风力发电机不会产生排放物和废气,相比传统能源发电方式,利用风力发电可以极大地减少温室气体排放,对环境具有明显的保护作用。

2. 节能高效相比燃煤、燃油等传统能源,风力发电无需燃料,充分利用自然资源,具有极高的能源转化效率,有助于实现能源的节约和可持续利用。

3. 市场潜力随着全球对可再生能源的需求的不断增加,风力发电作为其中的重要组成部分,有着广阔的市场潜力。

风力发电机的工作科学原理是什么

风力发电机的工作科学原理是什么

风力发电机的工作科学原理是什么风力发电机是一种利用风能将其转化为电能的设备。

它是利用风的动能来带动发电机转子旋转,使机械能转化为电能的装置。

风力发电机作为可再生能源的代表之一,已经广泛应用于各地的发电场和风电场。

风力发电机的工作原理可以简洁地概括为将风能转化为电能的过程。

其实质是通过利用空气流动与高速转动发电机转子之间的相互作用来转化。

风力发电机由风轮、发电机组成。

下面主要从以下几个方面来介绍风力发电机的工作原理。

首先,风力发电机的工作原理之一是空气流动的能量转化为机械能。

当风力吹向风轮时,风轮的叶片受到风力的推动而旋转。

风轮直径较大,叶片数较多,可以牵引更多的空气,使其产生剧烈的旋转。

在风轮旋转的过程中,风轮的叶片与风之间的相互作用犹如一台叶片带动的轮转动,相对于风的方向,将风的动能转化为叶片的动能。

接下来,风力发电机的工作原理之二是机械能转化为电能。

风力发电机的风轮通过轴连接到发电机上,风轮的旋转使得发电机内的转子也开始旋转。

发电机的转子是由电磁铁组成的,当转子旋转到一定速度时,通过磁力线的感应作用,将机械能转化为电能。

简单来说,就是转子旋转时,导线在磁场中产生电动势,从而在导线电流的作用下产生电能,并通过导线输出。

此外,风力发电机的工作原理还涉及到发电机和电网之间的连接。

发电机通过输电线路将电能输送到电网,向用户提供电力供应。

传统的风力发电机是直流发电机,因此需要通过变流器将直流电转化为交流电以适应电网的工作要求。

随着科技的进步,目前已经出现了直接输出交流电的风力发电机,使得发电的效率更高,减小了能量的损失。

总的来说,风力发电机是通过将风能转化为电能的过程来实现发电的。

它的工作原理包括了空气流动的能量转化为机械能,机械能转化为电能以及电能与电网的连接。

风力发电机作为一种可再生能源的代表,具有环保、高效、可持续等优势,被广泛应用于各地的发电场和风电场,为人们提供了清洁能源,并且减少了对传统能源的依赖。

风力发电机组的分类介绍

风力发电机组的分类介绍

风力发电机组的分类介绍风力发电机一般按风轮轴安装形式、功率控制方式、风轮转速调节、主传动驱动方式等进行分类。

1、风轮轴安装形式按照风轮轴安装形式可分为水平轴风力机和垂直轴风力机。

(1)水平轴风力机风轮的旋转轴线与风向平行。

水平轴风力机必须具有对风装置,跟随风向的变化而转动,以便吸收来自各个方向的风能。

对于小型风力机,这种对风装置常采用尾舵,而对于大型风力机,则利用风向传感器测量风向,经微处理器调整后控制偏航系统进行对风。

水平轴风力机按照风轮相对于塔架的位置可分为上风向风力机和下风向风力机。

风轮位于塔架前面的为上风向风力机,风轮位于塔架后面的为下风向风力机。

目前风电场采用并网型风力发电机组多为上风向水平轴风力机。

(2)垂直轴风力机风轮的旋转轴线垂直于地面或气流方向。

垂直轴风力机能吸收来自各个方向的风能,无需对风装置,这是相对于水平轴风力机的一大优点,并且传动装置和发电设备均安装在地面,便于维护;但是受叶片制造工艺的限制及拉线式塔架占用大量土地面积等因素,垂直轴风力机一直未得到发展。

2、功率控制方式按照功率控制方式可分为定桨距风力机、变桨距风力机和主动失速风力机。

(1)定桨距风力机叶片与轮毂固定连接。

在风轮转速恒定的条件下,风速增加超过额定风速时,随着叶片攻角的增加,气流与叶片表面分离,叶片将处于失速状态,叶片吸收的风能不但不会增加,反而有所下降,以确保风轮输出功率在额定范围以内。

定桨距风力机的特点:结构简单不需要变桨机构,同时控制系统也较简单。

但风轮吸收风能的效率较低,特别在风速超过额定风速后,由于叶片的失速作用,输出功率还会有所下降;机组承受的载荷大;机组重量比同类型变桨距风力机重。

(2)变桨距风力机叶片与轮毂通过变桨轴承连接,可以通过变桨系统控制叶片的安装角。

当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,变桨系统减小叶片的攻角,保证输出功率在额定范围内。

变桨距风力机的特点:结构复杂,需要增加变桨轴承和一套变桨驱动装置,同时控制系统也变得很复杂。

风力发电机简要介绍

风力发电机简要介绍

风力发电机简要介绍风力发电机的主要部件是风机,风机中的叶片可以根据风速的改变而自动调整角度,以获取最大的风能。

当风吹过叶片时,叶片会转动,驱动风机内的发电机运转,从而产生电能。

电能经过传输线路输送到各个终端,供给家庭、工厂等用电设备使用。

随着环保意识的增强和清洁能源的需求不断提高,风力发电机作为一种可再生能源装置,受到了越来越多国家和企业的重视和投入。

风力发电机可以有效地降低碳排放,减少对化石燃料的依赖,同时也能够减少对自然资源的消耗,符合可持续发展的要求。

总的来说,风力发电机是一种清洁、可再生的能源装置,其利用风能来产生电力的方式不仅具有环保意义,同时也对于资源的节约和能源结构的优化都具有积极意义。

随着技术的不断发展和成熟,风力发电机将在未来发挥更加重要的作用。

风力发电机利用风能进行发电的原理,可以追溯到古代的风车。

但随着科技的发展,现代风力发电机已经经过多年的改进和创新,成为了一种高效、可靠的清洁能源发电装置。

风力发电机通常以大型的风机组成的风电场的形式出现,这些风机通常被布置在开阔的地区或大海上,以充分获取风资源。

风力发电机的叶片是其最关键的部件之一。

叶片的设计影响着风力发电机的转速和效率。

通常来说,叶片越长,产生的动能越大,因此大型风力发电机的叶片长度往往在几十米甚至上百米。

风力发电机的叶片通常可以根据风速的改变而自动调整角度,以确保叶片能够持续获取最大的风能。

此外,现代风力发电机还采用了一些先进的技术,例如空气动力学设计和复合材料的应用,以优化叶片的功率系数和减轻重量。

风力发电机内的发电机部分则是将风机转动的动能转化成电能的核心。

通常采用的是同步发电机或异步发电机,风机的转动会带动转子旋转,从而产生交流电。

同时,风力发电机的控制系统也是必不可少的,它可以监测风速和方向,调节叶片的角度,以保证风力发电机的安全稳定运行。

风力发电机的机舱和塔架则承载着整个风机的负载和保护零部件。

机舱内包括发电机、传动系统、控制器等重要部件,并配有冷却系统、加热系统等设备以确保设备在各种环境条件下能够正常运行。

风力发电机简要介绍

风力发电机简要介绍

风力发电机简要介绍什么是风力发电机风力发电机是一种利用风能来产生电能的装置。

它是一种可再生能源技术,通过转换风的动能为机械能,再通过发电机将机械能转换为电能。

风力发电机通常由塔架、机舱和叶轮等组成。

风力发电机的工作原理风力发电机主要通过以下几个步骤来产生电能:1.风通过叶片旋转风轮:当风流经风轮的叶片时,叶片会受到风力的作用而旋转。

叶片的数量和形状根据设计来确定,可以最大程度地捕捉风能。

2.旋转风轮带动发电机:旋转的风轮与发电机相连,通过传动装置将风轮的机械能转换成转子槽中的磁能。

3.电能产生和输送:通过发电机的转子槽中的磁能感应出电流,将机械能转化成电能。

这些电能经过电缆输送到变电站,最终供电给电力网络。

风力发电机的类型目前,有几种不同类型的风力发电机,主要分为以下几类:1.桨叶式风力发电机:桨叶式风力发电机是最常见的一种类型。

它使用大型桨叶,通过风力使其旋转,并将机械能转换为电能。

桨叶式风力发电机通常由三个或更多的桨叶组成,这些桨叶通过桨叶轴与发电机相连。

2.垂直轴式风力发电机:与桨叶式风力发电机不同,垂直轴式风力发电机的主轴是垂直的,而不是水平的。

它的结构较为简单,可以适应不同的风向。

垂直轴式风力发电机通常用于城市区域或其他需要紧凑型发电机的场合。

3.带桨叶的风力发电机:这种类型的风力发电机结合了桨叶式和垂直轴式风力发电机的优点。

它具有更高的效率、更大的容量和更稳定的功率输出。

风力发电机的优势和挑战优势•可再生能源:风是一种可再生的能源,不会耗尽。

使用风力发电机可以减少对传统能源的依赖。

•环保:风力发电过程中不排放任何温室气体和污染物,对环境影响较小。

•可分布式布置:风力发电机可以分布式地布置在各个地点,不需要集中在一个地方,从而减少输电损失。

挑战•高成本:建造、安装和维护风力发电机的成本较高,尤其是对于海上风力发电机。

•受风速限制:风力发电机的输出功率与风速的关系密切,当风速过低或过高时,发电机效率会受到影响。

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风力发电机介绍目录1. 风力发电发展的推动力2.风力发电的相关参数2.1.风的参数2.2.风力机的相关参数(以水平轴风力机为例)3.风力机的种类3.1.水平轴风力机3.2.垂直轴风力机4.水平轴风力机详细介绍4.1.风轮机构4.2.传动装置4.3.迎风机构4.4.发电机4.5.塔架4.6.避雷系统4.7.控制部分5.风力发电机的变电并网系统5.1.(恒速)同步发电机变电并网技术5.2.(恒速)异步发电机变电并网技术5.3.交—直—交并网技术5.4.风力发电机的变电站的布置6.风力发电场7.风力机发展方向1. 风力发电发展的推动力:1) 新技术、新材料的发展和运用;2) 大型风力机制造技术及风力机运行经验的积累;3) 火电发电成本(煤的价格)上涨及环保要求的提高(一套脱硫装置价格相当一台锅炉价格)。

2. 风力发电的相关参数:2.1. 风的参数:2.1.1. 风速:在近300m的高度内,风速随高度的增加而增加,公式为:V:欲求的离地高度H处的风速;V0:离地高度为H0处的风速(H0=10m为气象台预报风速的高度);n:与地面粗糙度等因素有关的指数,平坦地区平均值为0.19~0.20。

2.1.2. 风速频率曲线:在一年或一个月的周期中,出现相同风速的小时数占这段时间总小时数的百分比称风速频率。

图1:风速频率曲线2.1.3. 风向玫瑰图(风向频率曲线):在一年或一个月的周期中,出现相同风向的小时数占这段时间总小时数的百分比称风向频率。

以极座标形式表示的风向频率图叫风向玫瑰图。

图2:风向玫瑰图2.2. 风力机的相关参数(以水平轴风力机为例):2.2.1. 风力机的轴功率P w:ρ:空气密度(Kg/m3); V:风速(m/s);A:风轮叶片扫掠面积(m2);Cp:风能利用系数;是风轮所接收的能量与通过风轮扫掠面积的全部风的动能的比值,根据Betz的理论,理想风轮最大风能的利用系数Cpmax=16/27=0.593,是风轮转化为有用功的能量上限。

2.2.2. 叶尖速度比⎣:⎣为叶尖的速度与风速的比值:⎣=ωR/Vω:叶轮的转角速度; R:叶轮的半径; V:风速;图3:C p和⎣的关系特性曲线Ⅰ-低速风轮Ⅱ-高速风轮2.2.3. 叶片几何攻角α和升力系数C Y叶片几何攻角α:为翼型上合成气流的方向与翼型几何弦的夹角;升力系数C Y:为升力与最大升力的比值;图4: 叶片几何攻角α图5: C Y和 的关系特性曲线A-有弯度翼型 B-对称翼型叶片的失速:由上图可看出,叶片处于某几何攻角时升力最大,超过这个角度时升力急剧降低,此现象称为叶片失速。

3. 风力机的种类:风力机是将风能转化为其它能的机械;其结构多种多样,图6示意了各种类型风力机的示意图。

3.1. 水平轴风力机:风轮轴线安装位置与水平夹角不大于150的风力机叫做水平轴风力机。

3.2. 垂直轴风力机:风轮轴线安装位置与水平面垂直的风力机叫做垂直轴风力机。

4. 水平轴风力机详细介绍:水平轴风力机是当今普遍应用、推广的机型,是风能利用的主要形式。

中小型风力机为运行平稳多选用三叶片结构,兆瓦级风力机由于造价因素多选用二叶片结构。

下文就水平轴风力机的风轮机构、传动装置、发电机、塔架、避雷系统作具体的介绍:图6:各种类型风力机的示意图图7:水平轴风力机的机舱结构示意图4.1. 风轮机构:4.1.1. 叶片:是风力机主要构成部分,当今95%以上的叶片都采用玻璃钢复合材料,质量轻、耐腐蚀、抗疲劳。

叶片的技术含量高,属风力机的关键部件,大型风力机的叶片往往由专业厂家制造。

4.1.2. 轮毂:轮毂的作用是连接叶片和低速轴,要求能承受大的、复杂的载荷,中小型风力机采用刚性连接,兆瓦级风力机采用跷跷板连接方式。

4.1.3. 变浆距、定浆距的概念:在风力机功率调节中,牵涉到变浆距、定浆距的概念。

变浆距、定浆距调节方式的比较见表1。

表1: 各种功率调节方式比较4.1.3.1. 变浆距风轮:变浆距调节机构:能自动改变叶片的安装角,以适应风力机各工况下的功率、转速的调整。

可为电液伺服或电子机械结构。

快速应急顺浆机构:能使叶片的安装角(图四)快速趋近为0,可作为紧急停机的方法。

可为气动、液压或机械(弹簧)结构。

4.1.3.2. 定浆距风轮:叶片的安装角固定,结构简单,在额定风速以内,叶片的升力系数和风能利用系数较高,当风速超过额定值时,叶片进入失速状态(见前面所述(图五)),致使叶片升力不再增加,叶片结构复杂、成本高。

叶尖气动刹车机构:在风力机紧急停机时,可通过叶轮上的液压机构将叶尖刹车机构转到横切风的位置。

4.2. 传动装置:风轮转速约为30~50 r/min,发电机转速约为1000~1500 r/min,需传动装置,要求效率高、质量轻、体积小和传动比范围大。

传动装置有气(液)动和机械制动机构,在紧急停车或检修时用。

4.3. 迎风机构:它是使风轮保持最佳的迎风位置的装置,下风式风力机具有自动对风的能力,上风式风力机应有电动迎风机构,迎风机构应有电缆缠绕解绕功能。

4.4. 发电机:4.4.1. (恒速)同步发电机:(恒速)同步发电机的优点是其励磁系统可控制发电机的电压和无功功率,发电机效率高。

同步电机要通过同步设备的整步操作达到准同步并网(并网困难),由于风速变化大,以及同步发电机要求转速恒定(50Hz 0.2),风力机必需装有良好的变浆距调节机构。

4.4.2. (恒速)异步发电机:异步发电机结构简单、坚固、造价低,异步发电机投入系统运行时,由于是靠转差率来调节负荷,因此对机组的调节精度要求不高,不需要同步设备的整步操作,只要转速接近同步速时就可并网,且并网后不会产生振荡和失步。

缺点是并网时冲击电流幅值大,不能产生无功功率。

双绕组可变极(4/6极)异步发电机能在两种不同的额定转速下运行,可解决低风速时发电机的效率问题。

4.4.3. 变速运行风力发电机:变速运行风力发电机:可采用类同于(恒速)异步/同步发电机的结构,通过对它们在结构及控制方法的改进来提高变速风力发电机的能量转换效率。

变流装置:新型全功率因数变流装置具有变频并网功能,在微处理器的支持下可控制发电机的输出功率因数(从而具有了无功补偿能力),此外,新型全功率因数变流装置还具有谐波抑制功能,可向共用电网提供高质量的电能。

图8示意了全功率因数变流器主电路结构框图,图9示意了全功率因数变流器主电路原理示意图。

图8:全功率因数变流器主电路结构框图图9:全功率因数变流器主电路原理示意图美国风力发电机制造商U.S Kenetech/WindPower 1993年研制的变速运行风力发电机KVS-33:额定功率:350KW,最大输出功率:450KW,风速范围:4.5~29.1 m/s。

在兆瓦级风力发电机中应用变流技术(交—直—交)有:国名机型/安装地点额定功率(kW)建成年份美国Mod-5B/Kahuku Pt 3200 1987瑞典Nordic 1000 1000 1995荷兰NEWECS-45/Medemblik 1000 1985加拿大EOLE/Cap Chat 4000 1987意大利GAMMA 60/Alt Nurra 1500 1992另外,变流技术在高压直流输电系统中得到广泛应用。

投运年份工程名称国家功率(MW)电压线路长度换流阀(KM)型式舟山群岛中国50 100 56 晶闸管1987葛州坝-上海中国1200 ±500 1080 晶闸管1989因特芒廷美国1600 ±500 784 晶闸管1986优点:变速运行风力发电机可在不同的风速下通过调节叶轮转速ω维持最佳的叶尖速度比(λ=ωR/V),以保持风能利用系数C p最大(参见图三),从而能捕捉更多的风能。

消除了在风速变化时对恒速运行风力发电机的载荷冲击,使风力机运行更可靠、平稳。

4.5. 塔架:作用:支撑风力机回转部分并使风轮在一定高度受风,按塔架的材料分:角钢或钢管桁架塔和圆锥钢管塔。

按发电机和塔架的关系分:一塔一机,一塔二机。

如图10:一塔二机示意图一塔二机优点(如图10所示):1) 由于没有塔影效应(指由塔架造成的气流涡流区对风力机产生的影响),塔架可采用钢筋水泥结构,降低造价。

2) 两台发电机可共享设备(如:液压、控制器、变送电设备、迎风机构、避雷设备)。

3) 可使机组安装过程简化。

4.6. 避雷系统:1994年丹麦超过6%的风力机遭雷击,LM公司估计每年有1%~2%的风叶遭雷击,所以并网运行的大型风力机的防雷是非常重要的。

对叶片、塔架、机舱都应采取不同的避雷器件和防雷技术,以增加风力机的避雷能力。

4.7. 控制部分:(风力机单机控制及风力场系统控制见第三部分。

)5. 风力发电机的变电并网系统:5.1. (恒速)同步发电机变电并网技术:由于风速的不确定性,风力机的可调速性能很难达到同步发电机要求的精度,同步发电机的并网困难,常采用下面几种方法:5.1.1. 常规自动准同步并网方式:准同步并网方式就是对已励磁的发电机的电压和频率进行调节,使其与系统同步,然后并网。

由于风速的不确定性,通过此方法并网很困难。

5.1.2. 自同步并网方式:发电机转速升高接近同步速(80%~90%额定转速)时,将未加励磁的同步发电机投入电力系统,延时1~3秒后再加励磁,发电机会自行拉入同步运行。

5.2. (恒速)异步发电机变电并网技术:异步发电机投入系统运行时,由于靠转差率来调节负荷,因此对机组的调节精度要求不高,不需要同步设备的整步操作,只要转速接近同步速时就可并网,且并网后不会产生振荡和失步。

常采用下面几种方法:5.2.1. 直接并网:发电机转速接近同步速时直接并网。

缺点:并网瞬间存在三相短路现象,异步发电机将受到4~5倍额定电流的冲击,系统电压会瞬时下降。

5.2.2. 降压并网方式:在发电机与系统之间串接电抗器、电阻以减少合闸瞬间冲击电流与电网电压的下降的幅度,并网稳定后,再将电抗器、电阻退出。

5.2.3. “软并网”方式:在发电机与系统之间串双向可控硅,并网时通过调节可控硅的导通角使电机平稳并网。

可限制电机在联网和大、小电机切换(异步电机变极运行)时的瞬变冲击电流。

图11示意了软切入装置的系统框图。

图11:软切入装置的系统框图5.2.4. 准同期并网方式:发电机转速接近同步速时,先用电容激磁,建立额定电压,然后对已激磁建压的发电机的电压和频率进行调整。

使其与电网系统一致再并网。

缺点:需高精度的调速器和整步、同期设备。

5.3. 交—直—交并网联接方式:该方法首先将发电机发出的交流电变成直流电,再经逆变器变换成与电力系统频率同步的交流电。

(参见前节变速运行风力发电机所述)根据整流器输出直流电压的高低,可分两种并网方式:1) 对整流器输出直流电压低的情况,一台发电机用一台逆变器,再升压并网,如图12所示;2) 对整流器输出直流电压高的情况,所有发电机共用一台逆变器,再升压并网,如图13所示。

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