风力发电设备分析研究开发专业技术(序)

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1、风机在线监测系统研发工程计划书10/10目录１．序２．风力发电的现状３．风力发电的问题４．开发工程５．研发现状６．研发内容７．成果８．研发体系９．研发工程10.研发预算11.未来构想12.事业规划10/10１．序全球的环境问题日益严重，为此新能源的利用日渐增长。其中，风电是利用风力能源转化为电能的一种发电方式，目前为止主要在欧洲得到了一定的应用。随着全球能源结构的不断向新能源领域倾斜，风力发电的规模在全球范围内得到了迅速的发展。据最新的调查结果１全世界风里发电市场到2018年将会达到14兆日元、到2020年将会达到

2、24兆日元。风机的装机容量虽然还以欧洲为主，但是亚太地区也会有飞速的增长。特别是像一些风力资源丰富，国土面积比较大的国家，还有很大的开发余地。虽然在CO2排放和环境污染方面风力发电有着巨大的优势，但是由于风力状况，落雷，暴风雨等自然条件的影响，风力发电一般都设置与较为偏僻和第西鞥较为复杂的地区。由于日常的检修维护十分复杂，故障频发，造成了运营率不高的现状。在风机设备中大量的使用了轴承和齿轮等零部件设备，如果能及时监测类似旋转设备的异常状况，并能及时加以修理，将会大大降低故障率并能降低检修成本。另外，通过监视风机设置

3、场所的风力状况，可以根据风向及时调整风车的方向和叶片的角度，提高运行效率。本计划书就是基于以上的观点，从设备利用率的提升和检修维护成本的降低出发，做了一份翔实的‘风力发电设备优化系统企划书’。２．风力发电的现状<１）设备容量与运行率风力发电被认为是对环境不会造成污染，并且取之不尽的新能源发电之一，在近年的普及率得到很大的提高。按照国家设备装机容量来看，欧美占据了大量的份额，但是近几年新兴国家取得了很大的增长。尤其是中国已经超过日本，风机装机容量成为世界第8位，装机容量达到1,219MW。根据预测，到2020年将会达

4、到100,000MW，在世界中的份额也会超过15%。<図-1、2）。但是风力发电设备装机容量的提升，并没有带动运营率的提升。像図―3中表示，发电设备的盈盈率作为维持在20%左右。主要原因是风力变化和风机设备故障引起所致。に図-１　风力发电、太阳能发电的世界市场潜力预测图予測利用率2）10/10図-２　风力发电、太陽光発電の中国市場予測2）风机设备利用率在20%左右図-３　风力发电设备的设备利用率3）<２）故障及事故事例关于风机故障及事故的报告比较少，德国的新能源产业技术综合开发机构

5、09年故障报告书。根据相关报告，主要的故障内容作了以下介绍。4１）故障及事故发生数量根据报告提供的数据，以下是做的基本的信息图表。10/10虽然故障在逐步减少，但是故障的发生率还是维持在10～15%的较高区间内。表-1　调查的风机数量和故障次数工程2006年2007年2008年2009年风机数量7698989261025故障次数16411297125故障频率(％>21.312.510.513.9运行中的风机总数924105010501268１）故障原因故障的主要原因如表-２所示。原因中的比例中自然现象和不明原因分别

6、占据了1/3<34.5%、34.7%）。自然现象虽然属于不可抗力，但不明原因的分析还是不够，今后的调查如果是通过状态监测进行分析的话，可以进一步解读故障原因和降低事故频率。另外风车内故障占据1/4<26.5%），人为原因<主要是检修维护不到位）占据了3.4%。由此可以断言通过进行运行状态的在线监测，可以降低故障的发生概率。故障原因的统计结果如表-３所示。自然现象虽然是不可抗拒的原因，但是由于长期遭受暴风，对流，和冰冻的侵袭，造成设备老化，并由此产生故障的可能性也是很大的。为此，通过对运行中机器设备的监测，对机器设备

7、的老化进程进行准确的把握，并及时对相关零部件进行维修和改进，可以延长设备寿命，降低故障发生的概率。表-2故障原因<2006～2009）故障原因发生次数所占比例<％）自然现象17234.5风车内故障13226.5人为原因173.4系统故障40.8不明原因17334.7总计498100.0表-３　故障原因的具体分析<2006～2009）故障原因原因细节发生次数所占比例<％）自然现象暴风265.2落雷12324.7乱流102.0冰冻40.8其他91.8风车故障设计不良6513.1制造不良5410.8施工不良132.6人为

8、原因检修不到位173.4系统故障系统故障40.8不明原因17334.710/10不明原因<含调查中原因）合计498100.0１）故障发生部位故障部位的统计结果如表-４所示。其中控制装置15.7%）、风向及风速测定仪器<11.3%）、叶片<10.6%）、电气设备<10.0%）、叶片螺距控制系统<9.8%）的发生概率比较高。其产生的原因主要是由于自然原因所致。另