第三讲风力发电机组的结构及组成
风力发电机整体结构PPT课件
b.桩位偏差合格（1/3D） c.桩头清理（油污，砼碎块）
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2．2．钢筋检验 a．出厂合格证 b．复检合格证明 c．.钢筋机械连接抗 拉试验合格证明 d．表面清理
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2．3．基础环的检验和固定
a．基础环合格证明，外观检查
b．基本尺寸的现场检验（L法兰）
风力发电机机组对基础的所产生的载荷主要 应考虑机组自重Q和倾覆力矩Mn
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7．REpower对风机基础的具体要求 混凝土和钢筋用量（如图）
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8．预埋管
布置保护电缆，但同时对基础结构 不利，施工时布置均匀相互间留有间 距，尽量减少对基础结构的影响。
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预埋管
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3．基础设计满足以下两个条件
3．1．要求作用于地基上的载荷不超 过地基的容许应力，保证地基有足够 的安全储备
3．2．控制基础的沉降，使其不超过 地基容许变形值
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4．风电机组基础的种类
风力发电机基础均为钢筋混凝土独立基础， 根据风电场工程地质条件和地基承载力和风 机载荷的不同分为：天然重力基础和桩基础 （本风场选用桩基础）。
提供必要的锁紧力矩，以保障风 力发电机组的安全运行
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风机偏航系统的组成
偏航系统由风向标传感器、偏航轴承、 偏航驱动电机、偏航制动器、扭缆保护 装置等几个部分组成。
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风向标传感器
MM82风机有两个待加热的风速 计安装在气象塔上。气象塔被接 地并具有围绕风速计的雷电捕获 回路。
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解缆和扭缆保护装置
风力发电机组各系统介绍
08
噪声（声功率级）：≤90 dB（A）
09
润滑油： Mobil或Shell、BP的合成齿轮油
偏航齿箱
参数：
01
型式： 具有多层盘式制动和顶端通风的三相电动机
02
额定功率: 1.5kW
03
额定转速: 940rpm
04
电压： 690V
05
频率： 50Hz
该程序用于紧急状况或过转速飞车
调 整
刹车系统的控制机构－液压系统
塔架的作用
支承风力发电机组的机械部件，承受各部件作用在塔架上的力和风载
基础的作用
安装、支承风力发电机组，平衡运行过程中产生的各种载荷。
四、支承系统
塔架
01.
材料：Q345
02.
轮毂高度：依据项目和当地风切变指数综合考虑 而定
将旋转机械能转化成电能
传递扭矩，并增速达到发电机的同步转速
把风能转化成旋转机械能
C
B
A
一、传动系统
作用：
传动系统组成 桨叶、轮毂、主轴、轴承、轴承座、胀套、齿轮箱、联轴器、发电机
桨 叶
1
3
4
6
7
轮毂材料: QT400－18或 QT350－22L 涂层： HEMPEL 与桨叶连接： 高强度螺栓
该刹车程序用于正常停机或一般故障停机
慢速刹车
刹车程序
03
04
快速刹车
紧急刹车
步骤：得到指令后，释放叶尖快速刹车，电机立即切出电网。风轮刹车得到指令，一个圆盘刹车制动。当电机转速为0rpm，第二个圆盘刹车制动。两个圆盘刹车全部作用。
步骤：得到指令后，释放叶尖快速刹车， 两个圆盘刹车全部作用，电机立即切出电网。
风力发电机结构组成及其应用ppt课件
• 离网型：
一般需配蓄电池等直流储能环节，可带交、直 流负载。或与柴油发电机、光伏电池并联运行。
风力机风能转换效率特性
• 风轮的功率
P 1 AV 3C p 2
• 风能转换率
C p f (TSR, )
• 叶尖速比
TSR m R V
TSR:叶尖速比Tip Speed Rate
:桨距角
双馈型异步风力发电机组的原理
引入转子交流励磁变流器，控制转子电流； 转子电流的频率为转差频率，跟随转速变化； 通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于 由电网电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低 于同步转速时都能保持发电状态； 通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输 出的无功功率； 转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率， 容量与转差率有关（约为全功率的S倍）。
国内外风电功率预测现状 德国： WPMS：ISET（德国太阳能研究所）开发，2001， 应用于四家电网公司 Previento：德国奥尔登堡大学开发，2002 丹麦： Prediktor：Riso开发，1994年开始运行 WPPT：丹麦技术大学开发，1994 Zephy：丹麦技术大学开发，2003
风力发电功率预测的方法
物理方法：先预测风机轮毂高度处的气象信息如 风速和风向，再利用风机的功率曲线得到风机的实 际输出功率；需要利用数值天气预报NWP的信息； 统计方法：实质是在系统的输入（NWP/历史统计 数据/实测数据）和风机功率之间建立一种线性映射 关系。常用的有时间序列法ARMA、卡尔曼滤波、灰 色预测法等； 学习方法：利用人工智能的方法建立输入和输出 之间的非线性模型，如人工神经元网络ANN、小波分 析法、支持向量机法等。 发展趋势：NWP的利用和多种预测方法的综合 由ARMA的平稳性和可逆性分析确定ANN的网络结构 由ANN网络实现次日风电功率的滚动预测
风力发电机组构成
大小。
单叶片：转速提高，但动态不平衡问题突出，系统震动增强，噪音增大，基 本无应用。
双叶片：结构成本较低，叶片实度小，转速较高，但工作过程中支撑塔架的 受力影响较大；
此外，瓦轴和洛轴可以生产变桨轴承。
2.3刹车系统
风力机刹车系统有三种形式：
（1）主轴刹车（2）紧急停止用刹车（3）偏航刹车
※主轴刹车：在平时运行中不使用，在停机或进行维护保养时使用，可 将风力发电机的主轴制动，通常设在低速轴一侧。
※紧急停止用刹车：当发生过转速等紧急情况时，为安全起见，使风力
发电机组紧急停车用的刹车装置。因为是用于紧急情况，所以安装在 扭矩小的发电机一侧的轴系上。
当风速上升风轮转速超过允许的 转速时，翼型的攻角大于17度后 就进入失速状态，尽管风速v加大 许多，但升力Fl却下降了、阻力 Fd大大增加了，结果是F反而减 小了，从而抑制了转速的上升。
翼型弦线与风轮旋转平面的固定夹角β称为浆距角，对于固定浆叶浆距角是不变 的。相对翼型的风速是外来风速v与翼型线速度u合成的相对风速w，相对风速w与 翼型弦线间的夹角α是翼型的攻角。
7、变频器
平衡这一利弊，一般说来攻角为8 至15度较好。超过15度后翼片上方 气流会发生分离，产生涡流，升力会 迅速下降，阻力会急剧上升，这一现 象称为失速。
对于小型风力发电机多用定浆变速模式， 即浆叶是固定在转轴上的，风小转速低、 风大转速高，当风速过高时还可以通过失 速来扼制转速的飙升、保护发电机，也可 认为是定浆变速加失速模式，这种模式在 中型风力机也有应用。
风力发电机组的构成 -回复
风力发电机组的构成-回复风力发电机组是利用风能将其转化为电能的一种装置。
它由多个部件组成，每个部件都发挥着重要的作用。
本文将一步一步回答关于风力发电机组构成的问题。
一、风力发电机组的主要部件1. 风轮（Rotor）：风轮是风力发电机组的关键部分。
它通常由数个叶片组成，以获得最佳的风能捕获效率。
风轮的材料通常是轻质而坚固的材质，如玻璃纤维或碳纤维。
它通过风力的作用旋转，进而带动发电机发电。
2. 发电机（Generator）：发电机是将风轮的旋转动能转化为电能的设备。
它通常是一种永磁同步发电机，通过风轮旋转产生的机械能转化为电能。
发电机通常将电能输出到电网供人们使用或者储存到蓄电池中。
3. 齿轮箱（Gearbox）：风力发电机组的齿轮箱用于将风轮的旋转速度从低速转换为高速，以适应发电机的工作需要。
齿轮箱通常由多组齿轮组成，以实现速度的适当调整。
它还可以提供额外的力矩，以增加风轮的转速。
4. 控制系统（Control System）：控制系统是风力发电机组的核心部分。
它负责监测和控制风能转化过程中的各个参数，以确保风力发电机组的安全和高效运行。
控制系统可以根据风速的变化调整风轮的转速，以最大限度地利用风能。
二、风力发电机组的辅助部件1. 塔筒（Tower）：塔筒是风力发电机组的支撑结构，用于将风轮设置在适当的高度上。
塔筒通常由钢材制成，具有足够的强度和稳定性以抵御风力的影响。
塔筒的高度决定了风轮能够捕获到的风能的多少，较高的塔筒可以获得更大的风力资源。
2. 控制柜（Control Cabinet）：控制柜是控制系统的一部分，用于集中控制和监测风力发电机组的运行状态。
它通常包括电气元器件和仪器仪表，用于监测各项参数如风速、转速、功率等，以保持系统的稳定运行。
3. 变流器（Converter/Inverter）：变流器是将发电机输出的交流电转换为直流电或者逆变为标准电压和频率的设备。
变流器通常用于将风力发电系统产生的电能转接至电网，以满足人们日常生活和工业生产的需要。
风力发电机结构介绍
风力发电机结构介绍风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。
该机组通过风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，有效的将风能转化成电能。
风力发电机组结构示意图如下。
1、叶片2、变浆轴承3、主轴4、机舱吊5、齿轮箱6、高速轴制动器7、发电机8、轴流风机9、机座10、滑环11、偏航轴承12、偏航驱动13、轮毂系统各主要组成部分功能简述如下（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。
叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。
由叶片、轮毂、变桨系统组成。
每个叶片有一套独立的变桨机构，主动对叶片进行调节。
叶片配备雷电保护系统。
风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定。
（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。
（3）齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。
（4）发电机发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。
明阳1.5s/se机组采用是带滑环三相双馈异步发电机。
转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。
（5）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。
同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。
（6）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。
轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。
（7）底座总成底座总成主要有底座、下平台总成、内平台总成、机舱梯子等组成。
通过偏航轴承与塔架相连，并通过偏航系统带动机舱总成、发电机总成、变浆系统总成。
MY1.5s/se型风电机组主要技术参数如下：（1）机组：机组额定功率：1500kw机组起动风速：3m/s机组停机风速： 25m/s机组额定风速： 10.8/11.3 m/s（2）叶轮：叶轮直径：82.6m叶轮扫掠面积：5316m2叶轮速度：17.4rpm叶轮倾角： 5o叶片长度：40.25m叶片材质：玻璃纤维增强树脂（3）齿轮箱：齿轮箱额定功率：1663kw齿轮箱转速比：100.48（4）发电机：发电机额定功率：1550kw发电机额定电压：690v发电机额定电流：1120A发电机额定频率：50Hz发电机转速：1750rpm发电机冷却方式：空-空冷却发电机绝缘等级：H级主刹车系统：变浆制动二级刹车系统：圆盘制动器（5）塔架：塔架型式：直立三段锥形塔架塔架高度：61830mm塔架底部直径：4200mm塔架重量：107t（6）偏航系统型式：主动对风齿轮圆盘星形驱动（7）控制器型式：PLC TwinCAT。
风力发电机组培训教材PPT课件
• 转差率S是同步旋转速度Ns和
实际转子转速N间的相对差，即
风厂力S=发(N电s -N)/Ns
2. 鼠笼风电机组的构成
3. 应用范围
❖ 单一鼠笼感应机在MW级以下的定速风机中获得了广泛的应用； ❖ 带有单一具备双速绕组的鼠笼感应机；通过改变绕组改变极对数。
一、鼠笼感应风力发电机组
1. 原理 2. 构成 3. 应用范围 4. 优缺点
1. 鼠笼机原理
• 转子类似鼠笼，定子类似同步电机定子。
• 定子通电后，旋转磁场在转子鼠笼条中产生感应电流；
• 转子电流与气隙旋转磁场相互作用，从而在转子上产 生转矩，这就是电动机原理；如果外力拖动转子，当转 速超过同步速时，反电势就会在定子中感生出电流。
四、绕线式同步机的直驱机组
1. 原理 2. 构成 3. 特点 4. 全功率PEC的主要功能 5. 优点与局限
1. 原理
❖ 直驱风机中，大直径凸极转子直接连到风机转子上，以在同步速 旋转。因为风速的变化，风机的机械转子转速以及发电机机端的 电气频率也是变化的。
❖ 因为电气频率与电网的频率不匹配，所以发电机需要与电网解耦。 因此，要求WRSG的定子通过4象限工作的PEC与电网连接。
5. 优点与局限（1）
5.1 优点 ❖ 由于转子电流可调，转速可以在有效范围内变化，同时可以利用
足够的有效能量。 ❖ 由于PEC可以控制转子电压，所以DFIG可以吸收和输出无功功率。
在电压可能出现波动的脆弱电网中，可以控制DFIG从电网吸收或 向电网输出大量的无功功率。从而使设备在严重的电压波动时可 以继续并网运行，有利于电网稳定。 ❖ 基于PWM的PEC也可用来进行频率调节。 ❖ 现成的WRIG可以被用来改装成DFIG。
风力发电机组的组成与关键技术
风力发电机组的组成与关键技术长江新能源技术部吴光军空气的流动就是风。
一定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱动发电机发电，将风能有效地转变成电能。
风力发电机就是由风力机驱动发电机的机组。
本文将对风力发电机的组成和关键技术加以介绍。
1 风力发电机组的组成风力发电机组由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。
(1)风轮：由叶片和轮毂组成，是风力发电机组获取风能的关键部件。
(2)传动系统：由主轴、齿轮箱和联轴节组成（直驱式除外）。
(3)偏航系统：由风向标传感器、偏航电动机或液压马达、偏航轴承和齿轮等组成。
(4)液压系统：由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路和液压阀等组成。
(5)制动系统：分为空气动力制动和机械制动两部分。
(6)发电机：分为异步发电机、同步发电机、双馈异步发电机和低速永磁发电机。
(7)控制与安全系统：保证风力发电机组安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电力质量。
(8)机舱：由底盘和机舱罩组成。
(9)塔架和基础：塔架有筒形和桁架两种结构形式，基础为钢筋混凝土结构。
A.风力发电机的组成G52/G58风力发电机侧视图1 基本框架2 主轴3 轮毂4 叶片5 叶片支承6 齿轮箱7 齿轮连接棒8 盘式制动器9 发电机 10 万向联轴器 11液压单元 12 偏转马达 13 偏转齿轮 14 扭矩传感器 15 顶部控制器G52/G58风力发电机顶视图风力机组内部示意图2 风力发电机组关键技术2.1 机组的设计方法与技术叶片的设计与制造技术—气动设计—结构设计—制造工艺2.2 机组控制技术—功率控制技术—载荷控制技术—并网技术—远程监控技术。