风力发电机介绍.doc

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1、.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

2、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

3、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Pw：r：空气密度（Kg/m3）；V：风

4、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λ：λ为叶尖的速度与风速的比值：λ=wR/Vw：叶轮的转角速度；R：叶轮的半径；V：风速；图3：Cp和λ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a和升力系数CY叶片几何攻角a：为翼型上合成

5、气流的方向与翼型几何弦的夹角；升力系数CY：为升力与最大升力的比值；　图4:叶片几何攻角a　..图5:CY和a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

6、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

7、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

8、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