风电场基础知识
风力发电基础知识
并网机构
1.1 双馈型风电主机
4.偏航/解缆系统
偏航机构
风向标 偏航饲服电机（或液压马达）4个 减速装臵 偏航液压制动器 偏航行星齿轮
对风/解缆操作
根据风向标控制对风 计算机控制的自动解缆 纽缆开关控制的安全链动作报警及人工解缆
1.1 双馈型风电主机
偏航的作用
电磁刹车--第3步
通过控制发电机电磁阻转矩实现
1.1 双馈型风电主机
1.1 双馈型风电主机
6.辅助系统
塔架 机舱罩 机舱底盘 变压器 防雷系统及电气保护装臵
1.1 双馈型风电主机
冷却系统
发热部件
液压系统 齿轮箱 发电机 变频器
冷却方式：空气冷却，液体冷却，混合冷却
其他部分
1.1 双馈型风电主机
（二）控制系统
1. 概述
与一般工业控制过程不同，风力发电机组的控制系统是综 合性控制系统。它不仅要监视电网风况和机组运行参数， 而且还要根据风速与风向的变化，对机组进行优化控制， 以提高机组的运行效率和发电量。 比较普遍采用的是分布式控制系统。信号处理通常有两个 独立的计算机或高速数字信号处理芯片。主控制器在地面 控制室的开关柜内,从机设在机舱内。主控制器监控风轮所 有的运行状态。主控制器和从控制器间通过光纤达到可靠 快速地交换信息。
2
1.1 双馈型风电主机
双馈型主机结构
3
1.1 双馈型风电主机
双馈型外观
4
1.1 双馈型风电主机
双馈式风力发电机组的叶轮通过多级齿轮增速箱驱动发电机发电，主要结构包括风轮、 传动装臵、发电机、变流器系统、控制系统等。 双馈式风力发电机组系统将齿轮箱传输到发电机主轴的机械能转化为电能，通过发电 机定子、转子传送给电网。 双馈风力发电机组，定子有两套极数不同的绕组，功率绕组直接与电网相连，控制绕 组通过双向变流器接电网。 发电机定子绕组直接和电网连接，转子绕组和频率、幅值、相位都可以按照要求进行 调节的变流器相连。 变流器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。 在超同步（发电机转速发电＞1500转）时，通过定转子两个通道同时向电网馈送能量， 这时变流器将直流侧能量馈送回电网。 在亚同步（发电机转速发电＜1500转）发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收 能量产生制动力矩使电机工作在发电状态，变流系统双向馈电，故称双馈。 变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机的定子侧输出电 压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要进行有功和无功的独立控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现并网，减小并网冲击电流对电机和电网造成的不 利影响。提供多种通信接口，用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及 风场远程监控系统的集成控制。提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运 行状态。
风电基础知识
01、风电基础知识(总33页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除风电基础知识一、单项选择题1、风能的大小与风速的（B）成正比A、平方；B、立方；C四次方；D、五次方。
2、风能的大小与空气密度（A）A、成正比；B、成反比；C、平方成正比；D、立方成正比。
3、风力发电机风轮吸收能量的多少主要取决于空气（B）的变化。
A、密度；B、速度；C、湿度；D、温度。
4、风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫（B）。
A、平均风速；B、额定风速；C、最大风速；D、启动风速。
5、风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫（D）A、额定风速；B、平均风速；C、切出风速；D、切入风速。
6、在某一期间内，风力发电机组的实际发电量于理论发电量的比值，叫做风力发电机组的（A）。
A、容量系数；B、功率系数；C、可利用率；D、发电率。
7、当风力发电机火灾无法控制时，应首先（C）。
A、汇报上级；B、组织抢救；C、撤离现场；D、汇报场长。
8、由雷电引起的过电压叫（C）A、内部过电压；B、外部过电压；C、工频过电压；D、大气过电压。
9、高压隔离开关俗称刀闸，它（D）。
A、可以断开正常的负荷电流；B、可以切断故障电流；C、可以接通正常的负载电流；D、可以隔离高压电源。
10、标志电能质量的两个基本指标是（A）A、电压和频率；B、电压和电流；C、电流和功率；D、频率和波形。
11、变压器发生内部故障的主保护是（C）保护。
A、过流；B、速断；C、瓦斯；D、过负荷。
12、当发现有人触电时，应当做的首要工作是（C）.A、迅速通知医院；B、迅速做人工呼吸；C、迅速脱离电源；D、迅速通知供电部门。
13、心肺复苏法支持生命的三项基本措施是通畅气道、人工呼吸和（B）A、立体胸部猛压；B、胸部心脏按压；C、膈下腹部猛压；D、仰头抬额法。
14、总容量在100kVA以上的变压器，接地装置的接地电阻应不大于（C）欧姆。
风电知识入门
风电知识学习!一、风电行业一些基础知识风能是一种干净的、储量丰富、可再生的能源。
风能发电的主要形式有三种：一是独立运行；二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合；三是风力并网发电。
小型独立风力发电系统一般不并网发电，只能独立使用，单台装机容量约为100瓦-5千瓦，通常不超过10千瓦。
它的构成为：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。
风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。
叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。
因风量不稳定，故小型风力发电机输出的是13～25v变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220v市电，才能保证稳定使用。
德国、丹麦、西班牙等国家的企业开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统，发展变桨距控制及失速控制的风力机设计理论，采用新型风力机叶片材料及叶片翼型，研制出变极、变滑差、变速恒频及低速永磁等新型发电机，开发了由微机控制的单台及多台风力发电机组成的机群的自动控制技术，从而大大提高了风力发电的效率及可靠性。
在此基础上，风力发电机单机装机容量可以达到600千瓦以上。
不少国家建立了众多的中型及大型风力发电场，并实现了与大电网的对接。
现代风力发电机多为水平轴式。
一部典型的现代水平轴式风力发电机包括叶片、轮毂(与叶片合称叶轮)、机舱罩、齿轮箱、发电机、塔架、基座、控制系统、制动系统、偏航系统、液压装置等。
其工作原理是：当风流过叶片时，由于空气动力的效应带动叶轮转动，叶轮透过主轴连结齿轮箱，经过齿轮箱(或增速机)加速后带动发电机发电。
目前也有厂商推出无齿轮箱式机组（直驱），可降低震动、噪音，提高发电效率，但成本相对较高。
风力发电机并不能将所有流经的风力能源转换成电力，理论上最高转换效率约为59%，实际上大多数的叶片转换风能效率约介于30-50%之间，经过机电设备转换成电能后的总输出效率约为20-45%。
风力发电基础知识
风力发电基础知识叶轮风电场的风力机通常有２片或３片叶片，叶尖速度50～70ｍ／ｓ，具有这样的叶尖速度，3叶片叶轮通常能够提供最佳效率，然而2叶片叶轮仅降低2～3％效率。
甚至可以使用单叶片叶轮，它带有平衡的重锤，其效率又降低一些，通常比2叶片叶轮低6％。
尽管叶片少了，自然降低了叶片的费用，但这是有代价的。
对于外形很均衡的叶片，叶片少的叶轮转速就要快些，这样就会导致叶尖噪声和腐蚀等问题。
更多的人认为3叶片从审美的角度更令人满意。
3叶片叶轮上的受力更平衡，轮毂可以简单些，然而2叶片、1叶片叶轮的轮毂通常比较复杂，因为叶片扫过风时，速度是变的，为了限制力的波动，轮毂具有翘翘板的特性。
翘翘板的轮毂，叶轮链接在轮毂上，允许叶轮在旋转平面内向后或向前倾斜几度。
叶片的摆动运动，在每周旋转中会明显的减少由于阵风和剪切在叶片上产生的载荷。
叶片是用加强玻璃塑料（GRP）、木头和木板、碳纤维强化塑料（CFRP）、钢和铝构成的。
对于小型的风力发电机，如叶轮直径小于５米，选择材料通常关心的是效率而不是重量、硬度和叶片的其它特性。
对于大型风机，叶片特性通常较难满足，所以对材料的选择更为重要。
世界上大多数大型风力机的叶片是由GRP制成的。
这些叶片大部分是用手工把聚脂树脂敷层，和通常制造船壳、园艺、游戏设施及世界范围内消费品的方法一样。
其过程需要很高的技术水平才能得到理想的结果，并且如果人们对重量不太关心的话，比如对于长度小于２０米的叶片，设计也不很复杂。
不过有很多很先进的利用GRP的方法，可以减小重量，增加强度，在此就不赘述了。
玻璃纤维要较精确的放置，如果把它放在预浸片材中，使用高性能树脂，如控制环氧树脂比例，并在高温下加工处理。
当今，出现了简单的手工铺放聚脂，通过认真地选择和放置纤维，为GRP叶片提供了降低成本的途径。
偏航系统风力机的偏航系统也称为对风装置，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。
风电基础知识 PPT课件
电梯
至其它 配电站
开关柜
箱式变电所内部示意
某商场用电示意图
图
101室配电箱 子 ... …
125室配电箱 子
一般我们习惯上称 220/380伏为低压
风电场和电气部分的基本概念
将3千伏～35千伏称为中压 110千伏、220千伏称为高压
330千伏、500千伏称为超高压
700千伏、1000千伏称为特高压
风电场电气系统 一次设备
风电场和电气部分的基本概念
§1.1 风力发电概述
风是人类最常见的自然现象之一，风能资源的储量非常巨大， 一年之中风所产生的能量大约相当于20世纪90年代初全世界每 年所消耗的燃料的3000倍。 十九世纪末，风能开始被用于发电，据称始于丹麦，并且迅速 成为其最主要的应用领域之一。 风电技术是可再生能源技术中最成熟的一种能源技术。 风力发电由于环保清洁，无废弃物排放，施工周期短，利用历 史悠久，受到了各国的广泛重视和大力推广。 如今风力发电在世界范围内都获得了快速的发展，风力发电规 模及其在电力能源结构中的份额都增长很快。
用于实现该能量转换过程的成套设备称为风力发电机组。
❖ 风机+发电机+调速器
风电场电气系统
风电场和电气部分的基本概念
单台风力发电机组的发电能力是有限的，目前在内陆地区应用 的主流“大型”机组的额定功率为1.5MW和2MW，海上风电机 组的平均单机容量在3 MW左右，最大已达6 MW。
风力发电机组输出的电能经由特定电力线路送给用户或接入电 网。 风力发电机组与电力用户或电网的联系是通过风电场中的电气 部分得以实现的。
发电厂和变电站是整个电力系统的基本生产单位。电气部分不 仅仅包括电能生产、变换的部分,还包括其自身消耗电能的部 分。以上用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分称为 电气一次部分。
风电场继电保护基础知识
继电保护组成的结构图
输入量
测量 比较 元件
逻辑
判断 元件
CT、 PT
整定值
执行
输出 元件
输出信号
电流
• 电流电压间相角发生变化 故障时电气
• 电流与电压比值发流增大 • 出现差流 • 出现序分量 （零序、负序）
配置位置：母线
六、保护相关概念
1、 阶段式保护：三段式电流保护指的是电流速断保护（过流I段）、 限时电流速断保护（过流II段）、定时限过电流保护（过流III段）相 互配合构成的一套保护。 过流I段又叫电流速断保护，没有时限。 过流II段又叫限时电流速断，可以作为本段线路一段的后备保护，比 一段多一个T时限。（一般为0.5S，现在一般0.3S） 过流III段又叫过电流保护，具备比二段更长的时限，可以作为一二段 的后备保护，保护范围最大，时限最长。 2、主保护与后备保护 主保护：主保护是指满足系统稳定及设备安全要求，能够以最快速度， 有选择性的切除被保护设备和全线路故障的保护。
二、从定义看，继电保护的作用
（1）当电力系统
发生故障时，自
动、迅速、有选择 地将故障设备从电 力系统中切除，防 止故障进一步扩大， 保证系统其余部分 迅速恢复正常运行。
（2）反映电气元
件的不正常 运行状态，
并根据运行、维护 的条件而动作，发 出信号、减负荷或
跳闸。
故障：单相接地短路 两相短路、两相接地短路
配置位置：10MVA及以上的变压器
5、差动保护（母线） 定义：因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小
相等，相位相同。 如果母线发生故障，这一平衡就会打破。有的保护采用比较电流是
风电场安全培训PPT课件
风电场的建设和运营可以带动相关产业链的发展，创造就业机会，促进地方经济的繁荣和发展。
风电行业在20世纪初开始起步，但直到20世纪80年代，随着技术的进步和环保意识的提高，风电才得到大规模应用和发展。
早期发展
随着全球气候变化和能源结构转型的推动，风电行业进入快速发展阶段，成为许多国家可再生能源发展的重点领域。
定期开展安全培训
制定并执行安全管理制度，规范员工的安全行为。
建立安全管理制度
通过考核和激励措施，鼓励员工积极参与安全工作。
实施安全考核与激励
通过宣传教育活动，提高员工对安全的认识和重视程度。
加强安全宣传教育
安全意识的培养与提高
根据风电场的实际情况，制定相应的安全管理制度和操作规程。
制定风电场安全管理制度
安全操作规程的制定
对员工进行安全操作规程的培训和教育，确保员工熟悉并掌握规程内容，能够正确、安全地进行操作。
安全操作规程的培训
在风电场内严格执行安全操作规程，加强监督和检查，及时纠正违规操作行为，确保员工的安全和生产的安全。
安全操作规程的执行与监督
安全操作规程
延时符
03
风电场安全风险与应对措施
机械伤害是风电场中常见的安全风险，包括设备运转过程中的夹挤、碰撞等。
详细描述
严格控制油料储存和使用场所的温度、湿度等环境因素，定期检查油料质量，确保其符合标准要求。同时，加强现场消防安全管理，配备足够的消防器材和设施，定期进行消防演练和培训。
火灾与爆炸
延时符
04
风电场安全事故案例分析
总结词
机械伤害事故通常是由于操作失误或设备故障导致的，对风电场工作人员的生命安全构成严重威胁。
安全标识的设置
风力发电机基础知识及电气控制.ppt
2021/9/15
48
10、基础
为钢筋混凝土结构，承载整个风力发电机组的重量。基础周围设置有预 防雷击的接地系统。
2021/9/15
49
11、机舱
风力发电机组的机舱承担容纳所有的机械部件，承受所有外力（包括静 负载及动负载）的作用。
2021/9/15
50
风力发电机组简图
转速范围 rpm
11.5-21.2
11-22
9.7-19
9.8-18.3
额定转速 2021/9/15
rpm
20.1
20.1
17.4
17.4 5
并网型风力发电机组由以下部分组成
1、 风轮(叶片和轮毂) 2、 传动系统 3、 偏航系统 4、 变浆系统 5、 液压系统 6、 制动系统 7、 发电机 8、 控制与安全系统 9、 塔筒 10、基础 11、机舱
26
制动系统
使风轮减速和停止运转的系统。 SL1500系列风力发电机所用的制动器是一个液压动作的盘式制动器，用 于锁住转子。例如，在风力发电装置紧急切断时，制动器制动，使系统 停机。它具有自动闸瓦调整功能，也就是说当闸瓦磨损时不需要手动调 整制动器.
2021/9/15
27
制动器在风力发电机组中的安装位置
例如：运行、停机、故障
查看即时的故障信息
例如：故障代码、简单描述
各个设备的即时参数
例如：温度、电压、角度
各个设备所处的状态
例如：启动、停止
信息的记录
例如：发电量、发电时间、 耗电量
2021/9/15
41
Control－控制面板
2021/9/15
42
Control－菜单内容
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
风电场基础知识
一、引言
随着对可再生能源的需求不断增长，风能作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注。
而风电场作为利用风能发电的重要设施，也成为了人们关注的焦点。
本文将介绍风电场的基础知识，包括风能的产生、风电机组的构成和工作原理等内容。
二、风能的产生
风能是由太阳能引起的，当太阳辐射地球表面时，地表吸收的能量会使空气受热膨胀，形成气流。
气流在地球表面上的山脉、海洋和湖泊等地形的影响下，产生了不同的风。
而这些风可以被利用来驱动风力发电机，通过转动发电机发电。
三、风电机组的构成
风电机组主要由风力发电机、塔筒和控制系统组成。
1. 风力发电机
风力发电机是风电场的核心设备，它将风能转化为电能。
风力发电机主要由风轮、发电机和传动系统组成。
风轮是通过叶片捕捉风能，转动发电机产生电能。
发电机则将机械能转化为电能。
传动系统则起到将风轮的转速变换为发电机所需转速的作用。
2. 塔筒
塔筒是风力发电机的支撑结构，它将风力发电机安装在一定的高度上，以便获取更高的风能。
塔筒一般由钢铁或混凝土材料构成，具有足够的强度和稳定性。
3. 控制系统
控制系统是风电机组的核心控制设备，主要负责监测和控制风电机组的运行状态。
控制系统可以根据风速的变化调整风轮的转速，以保证风力发电机的稳定运行。
同时，控制系统还可以监测风电机组的各项指标，并在出现故障时及时报警。
四、风电机组的工作原理
风电机组的工作原理可以简单概括为：风能转化为机械能，再由机械能转化为电能。
当风经过风轮时，风轮的叶片会受到风的作用力而转动。
转动的风轮将机械能传递给发电机，发电机将机械能转化为电能。
电能通过电缆输送到变电站，经过变压器升压后，最终被送入电网供应给用户使用。
风电机组的输出电能受到多种因素的影响，包括风速、风轮的尺寸和形状、发电机的效率等。
一般来说，风速越高，风电机组的发电效果越好。
五、风电场的规划与建设
风电场的规划与建设是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
1. 风资源评估
在选址过程中，需要进行风资源评估，即通过测量和分析风速数据，确定风能资源的可利用性。
这一步骤非常重要，因为只有具备足够的风能资源，才能保证风电场的发电效益。
2. 环境评估
风电场的建设会对周边环境产生一定的影响，因此需要进行环境评估，包括对鸟类、动物、植物等生态系统的影响评估，以及对景观、噪音等方面的评估。
同时，还需要考虑与当地居民的关系，确保建设过程不会给当地社区带来负面影响。
3. 设备选型与布局
根据风能资源评估结果，选择合适的风力发电机型号，并确定风电机组的布局。
布局的合理性可以影响风电场的发电效率和运行安全性。
4. 运维管理
风电场的运维管理是确保风电机组稳定运行的关键。
运维管理包括定期检修、设备维护、性能监测等方面，旨在延长风电机组的使用寿命，并提高发电效率。
六、结论
风电场作为利用风能发电的重要设施，具有清洁、可再生等优势，受到了广泛关注。
本文介绍了风电场的基础知识，包括风能的产生、风电机组的构成和工作原理等内容。
同时，还简要介绍了风电场的规划与建设过程。
相信通过本文的介绍，读者对风电场有了更深入的了解。