風(fēng)電控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制單元、高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)、遠(yuǎn)程上位機(jī)操作員站等部分。現(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制單元是每臺(tái)風(fēng)機(jī)控制的核心,實(shí)現(xiàn)機(jī)組的參數(shù)監(jiān)視、自動(dòng)發(fā)電控制和設(shè)備保護(hù)等功能;每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配有就地HMI人機(jī)接口以實(shí)現(xiàn)就地操作、調(diào)試和維護(hù)機(jī)組;高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)高速公路,將機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送至上位機(jī)界面;上位機(jī)操作員站是風(fēng)電廠的運(yùn)行監(jiān)視核心,并具備完善的機(jī)組狀態(tài)監(jiān)視、參數(shù)報(bào)警,實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)的記錄顯示等功能,操作員在控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)場所有機(jī)組的運(yùn)行監(jiān)視及操作。
風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)圖片
(1)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
監(jiān)控發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù),通過3臺(tái)冷卻風(fēng)扇和4臺(tái)電加熱器,控制發(fā)電機(jī)線圈溫度、軸承溫度、滑環(huán)室溫度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),相關(guān)邏輯如下:
當(dāng)發(fā)電機(jī)溫度升高至某設(shè)定值后,起動(dòng)冷卻風(fēng)扇,當(dāng)溫度降低到某設(shè)定值時(shí),停止風(fēng)扇運(yùn)行;當(dāng)發(fā)電機(jī)溫度過高或過低并超限后,發(fā)出報(bào)警信號(hào),并執(zhí)行安全停機(jī)程序。
當(dāng)溫度越低至某設(shè)定值后,起動(dòng)電加熱器,溫度升高至某設(shè)定值后時(shí),停止加熱器運(yùn)行;同時(shí)電加熱器也用于控制發(fā)電機(jī)的溫度端差在合理的范圍內(nèi)。
(2)液壓系統(tǒng)
機(jī)組的液壓系統(tǒng)用于偏航系統(tǒng)剎車、機(jī)械剎車盤驅(qū)動(dòng)。機(jī)組正常時(shí),需維持額定壓力區(qū)間運(yùn)行。
液壓泵控制液壓系統(tǒng)壓力,當(dāng)壓力下降至設(shè)定值后,啟動(dòng)油泵運(yùn)行,當(dāng)壓力升高至某設(shè)定值后,停泵。
(3)氣象系統(tǒng)
氣象系統(tǒng)為智能氣象測量儀器,通過RS485口和控制器進(jìn)行通訊,將機(jī)艙外的氣象參數(shù)采集至控制系統(tǒng)。根據(jù)環(huán)境溫度控制氣象測量系統(tǒng)的加熱器以防止結(jié)冰。
閃光障礙燈控制,每個(gè)葉片的末端安裝閃光障礙燈,在夜晚點(diǎn)亮。
機(jī)艙風(fēng)扇控制機(jī)艙內(nèi)環(huán)境溫度。
(4)電動(dòng)變槳距系統(tǒng)
變槳距系統(tǒng)包括每個(gè)葉片上的電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、以及主控制PLC等部件,該P(yáng)LC通過CAN總線和機(jī)組的主控系統(tǒng)通訊,是風(fēng)電控制系統(tǒng)中槳距調(diào)節(jié)控制單元,變槳距系統(tǒng)有后備DO順槳控制接口。槳距系統(tǒng)的主要功能如下:緊急剎車順槳系統(tǒng)控制,在緊急情況下,實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)順槳控制。通過CAN通訊接口和主控制器通訊,接受主控指令,槳距系統(tǒng)調(diào)節(jié)槳葉的節(jié)角距至預(yù)定位置。槳距系統(tǒng)和主控制器的通訊內(nèi)容包括:
槳葉A位置反饋
槳葉B位置反饋
槳葉C位置反饋
槳葉節(jié)距給定指令
槳距系統(tǒng)綜合故障狀態(tài)
葉片在順槳狀態(tài)
順槳命令
(5)增速齒輪箱系統(tǒng)
齒輪箱系統(tǒng)用于將風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增速至雙饋發(fā)電機(jī)的正常轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍內(nèi),需監(jiān)視和控制齒輪油泵、齒輪油冷卻器、加熱器、潤滑油泵等等。
當(dāng)齒輪油壓力低于設(shè)定值時(shí),起動(dòng)齒輪油泵;當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí),停止齒輪油泵。當(dāng)壓力越限后,發(fā)出警報(bào),并執(zhí)行停機(jī)程序。
齒輪油冷卻器/加熱器控制齒輪油溫度:當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí),起動(dòng)加熱器,當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)停止加熱器;當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時(shí),起動(dòng)齒輪油冷卻器,當(dāng)溫度降低到設(shè)定值時(shí)停止齒輪油冷卻器。
潤滑油泵控制,當(dāng)潤滑油壓低于設(shè)定值時(shí),起動(dòng)潤滑油泵,當(dāng)油壓高于某設(shè)定值時(shí),停止?jié)櫥捅谩?/p>
(6)偏航系統(tǒng)控制
根據(jù)機(jī)艙角度和測量的低頻平均風(fēng)向信號(hào)值,以及機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷信號(hào),調(diào)節(jié)CW(順時(shí)針)和CCW(逆時(shí)針)電機(jī),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)風(fēng)、電纜解纜控制。
自動(dòng)對(duì)風(fēng):當(dāng)機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)時(shí),根據(jù)機(jī)艙角度和測量風(fēng)向的偏差值調(diào)節(jié)CW、CCW電機(jī),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)風(fēng)。(以設(shè)定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航,同時(shí)需要對(duì)偏航電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測)
自動(dòng)解纜控制:當(dāng)機(jī)組處于暫停狀態(tài)時(shí),如機(jī)艙向某個(gè)方向扭轉(zhuǎn)大于720度時(shí),啟動(dòng)自動(dòng)解纜程序,或者機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)時(shí),如果扭轉(zhuǎn)大于1024度時(shí),實(shí)現(xiàn)解纜程序。
(7)大功率變流器通訊
主控制器通過CANOPEN通訊總線和變流器通訊,變流器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)/脫網(wǎng)控制、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、有功功率控制、無功功率控制:
并網(wǎng)和脫網(wǎng):變流器系統(tǒng)根據(jù)主控的指令,通過對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,將發(fā)電機(jī)定子輸出電能控制至同頻、同相、同幅,再驅(qū)動(dòng)定子出口接觸器合閘,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng);當(dāng)機(jī)組的發(fā)電功率小于某值持續(xù)幾秒后或風(fēng)機(jī)或電網(wǎng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí),變流器驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)定子出口接觸器分閘,實(shí)現(xiàn)機(jī)組的脫網(wǎng)。
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié):機(jī)組并網(wǎng)后在額定負(fù)荷以下階段運(yùn)行時(shí),通過控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)機(jī)組在最佳λ曲線運(yùn)行,通過將風(fēng)輪機(jī)當(dāng)做風(fēng)速儀測量實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)距值,調(diào)節(jié)機(jī)組至最佳狀態(tài)運(yùn)行。
功率控制:當(dāng)機(jī)組進(jìn)入恒定功率區(qū)后,通過和變頻器的通訊指令,維持機(jī)組輸出而定的功率。
無功功率控制:通過和變頻器的通訊指令,實(shí)現(xiàn)無功功率控制或功率因數(shù)的調(diào)節(jié)。
(8)安全鏈回路
安全鏈回路獨(dú)立于主控系統(tǒng),并行執(zhí)行緊急停機(jī)邏輯,所有相關(guān)的驅(qū)動(dòng)回路有后備電池供電,保證系統(tǒng)在緊急狀態(tài)可靠執(zhí)行。
1陸地風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用1.5/2M雙饋異步發(fā)電機(jī)組。
2、離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用4/5M永磁同步全饋發(fā)電機(jī)組。
3、建設(shè)大型或者超大型的風(fēng)力電場(有上百臺(tái)風(fēng)力機(jī)組組成)。
4、風(fēng)力機(jī)組控制系統(tǒng)具有高電壓,低電壓等電網(wǎng)故障穿越功能。
5、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在在線發(fā)電時(shí)可調(diào)節(jié)功率因數(shù),在不發(fā)電時(shí)也可以調(diào)節(jié)功率因數(shù),進(jìn)行無功補(bǔ)償,凈化電網(wǎng)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制單元(WPCU)是每臺(tái)風(fēng)機(jī)的控制核心,分散布置在機(jī)組的塔筒和機(jī)艙內(nèi)。由于風(fēng)電機(jī)組現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境惡劣,對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性要求非常高,而風(fēng)電控制系統(tǒng)是專門針對(duì)大型風(fēng)電場的運(yùn)行需求而設(shè)計(jì),應(yīng)具有極高的環(huán)境適應(yīng)性和抗電磁干擾等能力,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下:
風(fēng)電控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站包括:塔座主控制器機(jī)柜、機(jī)艙控制站機(jī)柜、變槳距系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)、現(xiàn)場觸摸屏站、以太網(wǎng)交換機(jī)、現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)、UPS電源、緊急停機(jī)后備系統(tǒng)等。風(fēng)電控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示:
1、塔座控制站
塔座控制站即主控制器機(jī)柜是風(fēng)電機(jī)組設(shè)備控制的核心,主要包括控制器、I/O模件等。控制器硬件采用32位處理器,系統(tǒng)軟件采用強(qiáng)實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng),運(yùn)行機(jī)組的各類復(fù)雜主控邏輯通過現(xiàn)場總線與機(jī)艙控制器機(jī)柜、變槳距系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊,以使機(jī)組運(yùn)行在最佳狀態(tài)。
控制器的組態(tài)采用功能豐富、界面友好的組態(tài)軟件,采用符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)方式,包括:功能圖(FBD)、指令表(LD)、順序功能塊(SFC)、梯形圖、結(jié)構(gòu)化文本等組態(tài)方式。
2、機(jī)艙控制站
機(jī)艙控制站采集機(jī)組傳感器測量的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速以及環(huán)境參數(shù)等信號(hào),通過現(xiàn)場總線和機(jī)組主控制站通訊,主控制器通過機(jī)艙控制機(jī)架以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的偏航、解纜等功能,此外還對(duì)機(jī)艙內(nèi)各類輔助電機(jī)、油泵、風(fēng)扇進(jìn)行控制以使機(jī)組工作在最佳狀態(tài)。
3、變槳距系統(tǒng)
大型MW級(jí)以上風(fēng)電機(jī)組通常采用液壓變槳系統(tǒng)或電動(dòng)變槳系統(tǒng)。變槳系統(tǒng)由前端控制器對(duì)3個(gè)風(fēng)機(jī)葉片的槳距驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行控制,其是主控制器的執(zhí)行單元,采用CANOPEN與主控制器進(jìn)行通訊,以調(diào)節(jié)3個(gè)葉片的槳距工作在最佳狀態(tài)。變槳系統(tǒng)有后備電源系統(tǒng)和安全鏈保護(hù),保證在危急工況下緊急停機(jī)。
4、變流器系統(tǒng)
大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組目前普遍采用大功率的變流器以實(shí)現(xiàn)發(fā)電能源的變換,變流器系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線與主控制器進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)。
5、現(xiàn)場觸摸屏站
現(xiàn)場觸摸屏站是機(jī)組監(jiān)控的就地操作站,實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)組的就地參數(shù)設(shè)置、設(shè)備調(diào)試、維護(hù)等功能,是機(jī)組控制系統(tǒng)的現(xiàn)場上位機(jī)操作員站。
6、以太網(wǎng)交換機(jī)(HUB)
系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī),以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)組的控制器、現(xiàn)場觸摸屏和遠(yuǎn)端控制中心網(wǎng)絡(luò)的連接。現(xiàn)場機(jī)柜內(nèi)采用普通雙絞線連接,和遠(yuǎn)程控制室上位機(jī)采用光纜連接。
7、現(xiàn)場通訊網(wǎng)絡(luò)
主控制器具有CANOPEN、PROFIBUS、MODBUS、以太網(wǎng)等多種類型的現(xiàn)場總線接口,可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求進(jìn)行配置。
8、UPS電源
UPS電源用于保證系統(tǒng)在外部電源斷電的情況下,機(jī)組控制系統(tǒng)、危急保護(hù)系統(tǒng)以及相關(guān)執(zhí)行單元的供電。
9、后備危急安全鏈系統(tǒng)
后備危急安全鏈系統(tǒng)獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件保護(hù)措施,即使控制系統(tǒng)發(fā)生異常,也不會(huì)影響安全鏈的正常動(dòng)作。安全鏈?zhǔn)菍⒖赡軐?duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)造成致命傷害的超常故障串聯(lián)成一個(gè)回路,當(dāng)安全鏈動(dòng)作后將引起緊急停機(jī),機(jī)組脫網(wǎng),從而最大限度地保證機(jī)組的安全。
所有風(fēng)電機(jī)組通過光纖以太網(wǎng)連接至主控室的上位機(jī)操作員站,實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控,上位機(jī)監(jiān)控軟件應(yīng)具有如下功能:
①系統(tǒng)具有友好的控制界面。在編制監(jiān)控軟件時(shí),充分考慮到風(fēng)電場運(yùn)行管理的要求,使用漢語菜單,使操作簡單,盡可能為風(fēng)電場的管理提供方便。
②系統(tǒng)顯示各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù),如每臺(tái)機(jī)組的瞬時(shí)發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量、發(fā)電小時(shí)數(shù)、風(fēng)輪及電機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)速、風(fēng)向等,將下位機(jī)的這些數(shù)據(jù)調(diào)入上位機(jī),在顯示器上顯示出來,必要時(shí)還可以用曲線或圖表的形式直觀地顯示出來。
③系統(tǒng)顯示各風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài),如開機(jī)、停車、調(diào)向、手/自動(dòng)控制以及大/小發(fā)電機(jī)工作等情況,通過各風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)了解整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)行情況。
④系統(tǒng)能夠及時(shí)顯示各機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)生的故障。在顯示故障時(shí),能顯示出故障的類型及發(fā)生時(shí)間,以便運(yùn)行人員及時(shí)處理及消除故障,保證風(fēng)電機(jī)組的安全和持續(xù)運(yùn)行。
⑤系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)集中控制。值班員在集中控制室內(nèi),只需對(duì)標(biāo)明某種功能的相應(yīng)鍵進(jìn)行操作,就能對(duì)下位機(jī)進(jìn)行改變設(shè)置狀態(tài)和對(duì)其實(shí)施控制。如開機(jī)、停機(jī)和左右調(diào)向等。但這類操作有一定的權(quán)限,以保證整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)行安全。
⑥系統(tǒng)管理。監(jiān)控軟件具有運(yùn)行數(shù)據(jù)的定時(shí)打印和人工即時(shí)打印以及故障自動(dòng)記錄的功能,以便隨時(shí)查看風(fēng)電場運(yùn)行狀況的歷史記錄情況。
風(fēng)力發(fā)電前景非常不錯(cuò),它廣泛在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用,它所獲得的電力 成本比小型內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電成本低得多。不過,當(dāng)時(shí)的發(fā)電量較低,大都在5千瓦以下。
風(fēng)電并網(wǎng)難,但并非難題 --談中國風(fēng)電場并網(wǎng)問題觀點(diǎn)摘要:風(fēng)電要想更大規(guī)模地發(fā)展,現(xiàn)在要解決的問題比過去難度大得多,過去是設(shè)備研發(fā)等前期工作,現(xiàn)在涉及生產(chǎn)關(guān)系的調(diào)整,利益的調(diào)整...
風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,為...
雙PWM永磁同步風(fēng)力發(fā)電控制器設(shè)計(jì)
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傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通常采用光電編碼器檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置,系統(tǒng)成本較高、可靠性較差。考慮到滑模變結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,結(jié)合最大功率跟蹤法,設(shè)計(jì)了基于滑模觀測器的雙PWM永磁直驅(qū)小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),針對(duì)機(jī)側(cè)控制器進(jìn)行理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,滑模觀測器對(duì)負(fù)載擾動(dòng)及參數(shù)誤差具有很強(qiáng)的魯棒性,在較高頻率范圍內(nèi)準(zhǔn)確估計(jì)轉(zhuǎn)子位置。而控制器通過調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能達(dá)到最大風(fēng)能捕獲,適用于小型風(fēng)力發(fā)電。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳控制系統(tǒng)培訓(xùn)教材
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評(píng)分: 4.6
變槳控制系統(tǒng)培訓(xùn)教材 1. 變槳控制系統(tǒng)概述 圖 1 變槳系統(tǒng) 變槳控制系統(tǒng)包括三個(gè)主要部件, 驅(qū)動(dòng)裝置-電機(jī), 齒輪箱和變槳軸承。 從 額定功率起,通過控制系統(tǒng)將葉片以精細(xì)的變槳角度向順槳方向轉(zhuǎn)動(dòng), 實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī) 的功率控制。如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障,另兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以安全地使風(fēng)機(jī)停機(jī)。 變槳控制系統(tǒng)是通過改變?nèi)~片迎角, 實(shí)現(xiàn)功率變化來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。 通過在葉 片和輪轂之間安裝的變槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)從而改變?nèi)~片迎角, 由此控 制葉片的升力,以達(dá)到控制作用在風(fēng)輪葉片上的扭矩和功率的目的。 在90度迎角 時(shí)是葉片的工作位置。 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí), 葉片向小迎角方向變化而達(dá) 輪轂 變槳軸承 變槳驅(qū)動(dòng)器 雷電保護(hù)裝置 變槳控制柜 撞塊裝置 限位開關(guān)裝置 到限制功率。一般變槳角度范圍為 0~86度。采用變槳矩調(diào)節(jié), 風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)性好、 剎車機(jī)構(gòu)簡單,葉片順槳后風(fēng)輪轉(zhuǎn)速可以逐漸下降、 額定點(diǎn)以前的
本標(biāo)準(zhǔn)適用于水平軸并網(wǎng)型直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制系統(tǒng)軟件,作為軟件功能設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試的依據(jù)。
通常人們認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定,總想選購大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來,人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地,小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風(fēng),會(huì)比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來的電能,也就是說一臺(tái)200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。
使用風(fēng)力發(fā)電機(jī),就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電,其節(jié)約的程度是明顯的,一個(gè)家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價(jià)。而現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)比幾年前的性能有很大改進(jìn),以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用,風(fēng)力發(fā)電機(jī)接一個(gè)15W的燈泡直接用電,一明一暗并會(huì)經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn)步,采用先進(jìn)的充電器、逆變器,風(fēng)力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng),并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個(gè)常年不花錢的路燈;高速公路可用它做夜晚的路標(biāo)燈;山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí);城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機(jī),這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風(fēng)力發(fā)電機(jī),不但可以防止停電,而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學(xué)校、部隊(duì)乃至落后的山區(qū),風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在成為人們的采購熱點(diǎn)。無線電愛好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務(wù),使人們看電視及照明用電與城市同步,也能使自己勞動(dòng)致富。
2009年5月,國家投資3萬億資金支持新能源,特別是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)。國家大力支持風(fēng)電的發(fā)展!
風(fēng)力發(fā)電原理風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家 很流行,我國也在西部地區(qū)大力提倡。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染,是一種特別好的發(fā)電方式。
風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。
風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。
風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的,而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對(duì)著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對(duì)蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。
機(jī)械連接與功率傳遞水平軸風(fēng)機(jī)槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻尼和震動(dòng)的特性,表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移,并且聯(lián)軸器可阻止機(jī)械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風(fēng)機(jī)槳葉不通過齒輪箱直接與電機(jī)相連風(fēng)機(jī)電機(jī)類型。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械,又稱風(fēng)車。廣義地說,它是一以大氣為工作介質(zhì)的能量利用機(jī)械。
機(jī)艙:機(jī)艙包容著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備,包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)。維護(hù)人員可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔進(jìn)入機(jī)艙。機(jī)艙左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,即轉(zhuǎn)子葉片及軸。
轉(zhuǎn)子葉片:捉獲風(fēng),并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心?,F(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上,每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米,而且被設(shè)計(jì)得很像飛機(jī)的機(jī)翼。
軸心:轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上。
低速軸:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與齒輪箱連接在一起。在現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當(dāng)慢,大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導(dǎo)管,來激發(fā)空氣動(dòng)力閘的運(yùn)行。
齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸,它可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍。 高速軸及其機(jī)械閘:高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn),并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘,用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí),或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時(shí)。
發(fā)電機(jī):通常被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)上,最大電力輸出通常為500至1500千瓦。 偏航裝置:借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙,以使轉(zhuǎn)子正對(duì)著風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作,電子控制器可以通過風(fēng)向標(biāo)來感覺風(fēng)向。圖中顯示了風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航。通常,在風(fēng)改變其方向時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。
電子控制器:包含一臺(tái)不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)算機(jī),并控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過熱),該控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。
液壓系統(tǒng):用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力閘。
冷卻元件:包含一個(gè)風(fēng)扇,用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外,它包含一個(gè)油冷卻元件,用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油。一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有水冷發(fā)電機(jī)。
塔:風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔載有機(jī)艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢,因?yàn)殡x地面越高,風(fēng)速越大?,F(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機(jī)的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔,也可以是格子狀的塔。管狀的塔對(duì)于維修人員更為安全,因?yàn)樗麄兛梢酝ㄟ^內(nèi)部的梯子到達(dá)塔頂。格狀的塔的優(yōu)點(diǎn)在于它比較便宜。
風(fēng)速計(jì)及風(fēng)向標(biāo):用于測量風(fēng)速及風(fēng)向
風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對(duì)火電、核電等發(fā)電要更加綠色、環(huán)保。