2MW风力发电机技术说明书

全功率变频高速永磁风力发电机技术规格说明书目录一、酒钢/2000系列风机特点二、风电场的特性和风电场的设计原则1、风电场的特性资料2、风电场的设计原则三、嘉峪关地区气象、地质条件及能源介质条件四、风力发电机组的设计要求1、风力发电机设计的基本原则2、风力发电机设计的外部条件3、风力发电机等级要求4、其它环境影响5、外部电网条件的影响6、载荷方面的影响五、风力发电机组主要技术参数1、技术参数2、轮毂高度的设计风速3、安全系统参数4、风机设计主要技术参数六、风力发电机的技术规格与要求1、叶轮2、增速箱3、偏航系统4、液压系统5、润滑与冷却系统6、制动系统7、锁紧装置8、电控系统1）变桨控制系统2）风机主控系统3）中央监控系统4）机舱控制柜主要功能5）塔基控制柜主要功能6）变流器主要功能9、发电机1）永磁发电机的结构组成2）高速永磁同步发电机基本技术参数3）永磁同步发电机制造要求4）发电机出厂测试要求10、全功率变流器1）变流器控制原理图2）变流器功能要求3）变流器技术指标和参数4）变流器设备的可靠性及维护性5）变流器的国际标准和电网法规6）低电压穿越功能的实现7）保护功能8）接口和通讯内容11、滑环12、防雷保护13、联轴器14、风机主轴15、风机轴承16、风机塔架17、风机机舱1）机舱罩2）底座18、雷电保护、接地、等电位联结和浪涌保护19、机舱内部的密封、隔音和保护20、提升机21、机组安全系统22、风力发电机的基础23、机舱总装流程图七、风机主要部件供货说明1、风机的主要部件供货清单1）叶片2）高速永磁发电机3）液压系统4）变流器5）控制系统供货范围6）中央监控系统供货范围7）风机刹车系统8）风机变桨系统9）全功率风能变流器10）公辅系统方面2、风机的其它供货内容八、风机的设计图纸和文件交付内容1、通用资料2、叶片3、连轴器4、液压系统；5、发电机6、变流器7、滑环8、控制系统9、中央监控系统九、产品制造标准1、设计和制造必须执行的标准2、风力发电行业通用标准3、风力发电建设土建标准4、电气控制方面的标准十、产品质量保证1、齿轮增速箱2、叶片3、发电机和变流器4、电控柜的检验和试验十一、技术服务及人员培训十二、风力发电机整机开发进度计划1、2.0MW风力发电机整机开发计划2、2.5MW风力发电机整机开发计划十三、功率曲线十四、附图附录1：酒钢高原风力发电机组的开发和设计附录2：低温型风力发电机组的开发和设计附录3：风机设备的维护说明附录4：风机的检测认证说明附录5：风电机组供应链质量管理附录6：变速恒频发电技术全功率变频高速永磁风力发电机技术规格说明书风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁环保可再生资源，风能发电与太阳能、地热、海洋能、氢能、可燃冰等新能源发电相比，技术成熟，将成为21世纪最绿色动力之一。

风力发电机是一种风能动力机械。

风以一定的速度和攻角作用在桨叶上，使桨叶产生旋转力矩，转动轮毂，并通过低速轴、增速箱、高速轴等部件桨风能转变成机械能，最后驱动高速发电机发电，电能通过变压器馈入电网。

风力机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变风向、变负荷的风力作用以及强阵风的冲击。

常年经受酷暑、严寒和极端温差的影响，风电场所处的自然环境交通不便。

风轮叶片转速低、叶片长，在高空安装。

风轮塔架高且重，安装在地面上。

风力发电机组采用远程控制、远程运行数据统计分析及远程故障分析和远程故障排除等。

风力机的风轮叶片是接受风能的最主要部件，叶片设计是风力发电机设计最关键的设计。

要求有高效的翼型，合理的安装角，优化的升阻比、叶尖速比和叶片扭曲规律等；有合理的结构、先进的复合材料和制造工艺；要求叶片重量轻、结构强度高、疲劳强度高、运行安全可靠、易于安装、维护方便、制造容易、制造和使用成本低。

风力机的塔架承载风力发电机的全部载荷，是另一个重要部件。

塔架应用有限元进行结构和非线性分析。

安装风力发电机组应有可靠的基础。

风力发电机组的基础是用以支撑整个风力发电机的重量，要承担转动叶片给予塔架的各种弯矩（扭矩）、强风的推力和风力发电机叶片缺失的弯矩。

大中型风力发电机组基础应采用钢筋混凝土，基础要深到冻土层以下，以防冻和防化造成基础倾斜。

一、酒钢/2000系列风机特点酒钢/2000系列机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、全功率变流，永磁同步发电机并网的总体设计方案，额定功率为2000kW。

比其它机组具有以下优点：1、机组总体结构采用国际流行的经典设计，技术成熟，性能可靠；具备成熟的产业链配套能力，维修方便，成本低；采用国际最先进的栽花优化控制技术，优化机组载荷，提高可靠性。

2、在并网时，保持机组的定子电压与电网电压同相和同频，实现无冲击同步并网。

采用符合国际标准的低电压穿越技术，满足电网对大规模风场入网的稳定要求。

3、考虑到北方高寒地区的特性，机组采用了抗低温、适应低空气密度和防风沙等特殊设计，保证机组能适应极端环境状况，并能有效运转。

4、风机拥有两款塔架高度，可根据风场风力资源的具体情况进行配置，满足各类风电场的要求。

5、采用高速永磁发电技术及全功率变流技术提高了风电机组的可靠性，彻底解决了采用变速恒频发电机的低电压穿越问题和电能并网问题。

6、风机设计结构简单，变流设备、电控设备等易损件都在塔筒底部，维修非常方便。

7、采用全功率变流技术，提高了电能品质。

8、操作维护人员可以从内部进入轮毂维护变桨系统，提高了人员的安全性。

9、永磁体外转子，励磁方式结构简单，无励磁损失；减小了传统电励磁的体积，降低了可能发生故障。

10、变频装置采用经过验证的成熟技术，谐波分量低。

11、机舱结构设计采用了人性化设计方案，尽可能地方便运行人员检查维修，在设计中加入爬升助力机构，使运行人员在维护过程中攀登梯子时变得格外轻松。

二、风电场的特性和风电场的设计原则1、风电场的特性资料风是风力发电的源动力，风况资料是风力发电设计的第一要素，设计规程对风况资料要求很高，规定一般应收集有关气象站风速风向30年的毓资料，风电场场址实测的风速风向资料应至少连续一年。

为满足规范要求，风力资源普查时，以风能资源区划分为依据，拟定若干个风电场，收集有关气象台、站或港口、哨所30年以上实测的多年平均风速、风向和常规气象实测资料。

一般要求年平均风速6m/s以上，经实地踏勘，综合地形、地质、交通、电网等其它因素，提出近期工程位置。

在候选风电场有代表性的位置上安装若干台测风仪，勘数量位置应根据风电场大小和地形复杂程度来定。

一般对于复杂的地形，每3－5台风力发电机应布置1根测风杆，同一测风杆在不同高度可安装1－3台测风仪，平坦位置可布置得稀一些。

测风仪安装高度一般分为10米、30米或40米，前者为气象站测风仪的标准高度，后者为风力机轮毂的大致高度。

查明风电场风况的时空分布情况，实测1年以上，就具备了可行性研究所需的风况资料。

风速资料与其它气象资料一样，其大小有随机性。

为避免风能计算时出现大的偏差，风电场实测资料，应与附近气象台、站同期实测资料进行相关分析，以修正并延长风电场的测风资料，使短期资料具有代表性。

由于风的方向性，在进行风速相关性分析时，应分不同方向进行风速相关。

2、风电场的设计原则风电场设计场址的选择必须从以下方面综合考虑：1）年平均风速较大，拟建风电场的年平均风速应大于6m/s（海淀地区），和5.8m/s（山区），等效年利用小时数大于2000－2600小时，才具有良好的经济和社会效益。

2）风电场场地开阔，地质条件好，四面临风。

3）交通运输方便。

4）并网条件好。

5）不利气象和环境条件影响小。

3、风电场优化设计1）风力发电机组选型（1）单机容量的选择。

对于平坦地形，在技术上可行、价格合理的条件下，单机容量越大，越有利于充分利用土地，越经济。

在相同装机容量条件下，单机容量越大，机组安装的轮毂高度越高，发电量越大。

（2）机型的选择。

在大型风力机中，具有代表性的机型为水平轴、上风向、三叶片、计算机自动控制，达到无人值守的水平。

三、嘉峪关地区气象、地质条件及能源介质条件1、气候方面1）气候概况嘉峪关地处河西走廊中部，南临终年积雪的祁连山，北缘巴丹吉林沙漠，东西走向狭长，地带内北炎热、南凉爽的地理特征，昼夜温差大，是典型的大陆型季风气候，其特征是日照充足、降雨稀少。

冬季寒冷而干燥，夏季炎热期较短，秋季冷凉多雨，春季干燥多风。

河西走廊属于青藏高原与内蒙古高原过渡地带，地势平坦，南高北低，干旱少雨，降水量少，蒸发量大，光照时间长。

地理位置为北纬39度48分，东经98度14分，地形由西南向东北倾斜，自然坡度1.225%。

无霜期相对较短为153-160天，年最高气温发生月份7月份，年最低气温发生月份1月份。

大于10度的有效积温为3000℃，阳光充足。

2）大气温度情况·本地区多年平均气温6.7-7.7℃；·全年采暖期180天。

·最大气温差14℃·极端最高气温38.4℃·极端最低气温–31.4℃·最热月平均温度23.2℃·最冷月平均温度－8.9℃·冬季采暖室外计算温度－17℃·夏季通风室外计算温度26℃·平均日温差14.9℃。

3）太阳能情况年平均太阳辐射量为145.6千卡/cm2，全年日照时数为2854-3053小时，农作物光能利用率为0.23-0.86%。

嘉峪关市各高度年日照时数和百分率嘉峪关市各月太阳辐射量和生理辐射量（千卡/cm2）我市太阳能辐射特点是：秋多冬少，夏秋稳定的丰富型，除冬季外，春夏秋利用稳定在25天/月。

风能年储量可达800千瓦时/米2左右。

酒泉各月日照时数、日照百分率嘉峪关市机场年、季、月、旬平均气温据酒泉市在果园乡的实测资料，年平均温度最高10.0℃发生在1941年；年平均最低温度5.8℃发生在1967年；从历史演变来看，四十年代平均最高气温为8.8℃；五十年代平均最高气温为7.7℃；六十年代平均最高气温为7.0℃；七十年代平均最高气温为7.2℃。

可见近四十年来年平均气温总的变化是下降趋势。

酒泉年平均气温历史演变值嘉峪关市冬季（12月-2月）严寒，平均气温机场和果园分别为-7.9℃和-7.8℃；夏季（6月-8月）炎热，平均气温机场和果园分别为21.8℃和20.8℃；酒泉冬夏季气温历史演变值嘉峪关市最热月份为七月，机场温度为23.1℃，最冷月份为元月份，温度为-9.7℃。

嘉峪关市年月平均气温日较差嘉峪关市各点年月气温表4）风能情况嘉峪关市风能资源比较丰富，年有效风速时数达6000小时左右（风速在3-20m/s），瞬时风速达17m/s（相当于风力八级）的大风年时数就达410.4小时。

境内大风日数为全年平均37天，多集中在3-5月份和7-8月份盛行西北风。