2.风力发电机的结构与部件.

1风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）第二章第二章风力机结构和部件风力机结构和部件一、风力机的结构一、风力机的结构二、风力机的主要指标二、风力机的主要指标三、风力机的主要部件三、风力机的主要部件2风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）一一..风力机的结构风力机的结构风轮、机舱、塔架和基础3风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）Nordex80/2500kW型1、风轮2、轮毂3、机舱内框架4、风轮轴与主轴连接5、主轴6、齿轮箱7、刹车盘8、发电机的连接9、发电机10、散热器11、冷却风扇12、风测量系统13、控制系统14、液压系统15、偏航驱动16、偏航轴承17、机舱盖18、塔架19、变桨距机构4风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）EnerconE66/2500kW型1、机舱内框架2、发电机定子3、发电机转子4、风轮轴与主轴连接5、风轮6、轮毂7、变桨距机构8、变流器9、风测量系统10、塔架5风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••风轮＝叶片（风轮＝叶片（bladeblade）＋轮毂（）＋轮毂（hubhub））叶片具有空气动力外形，在气流作用下叶片具有空气动力外形，在气流作用下产生力矩，驱动风轮转动，通过轮毂将扭产生力矩，驱动风轮转动，通过轮毂将扭矩输入到传动系统。矩输入到传动系统。风轮（叶轮）_rotor6风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）图3-2风轮直径和轮毂高度风轮直径轮毂高度叶片长度风轮转速锥角仰角7风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••机舱＝底盘＋机舱罩机舱＝底盘＋机舱罩底盘上安装可除控制器以外的主要部件。底盘上安装可除控制器以外的主要部件。机舱罩后部的上方装有风速和风向传感器，舱壁机舱罩后部的上方装有风速和风向传感器，舱壁上有隔音和通风装置，底部与塔架连接。上有隔音和通风装置，底部与塔架连接。机舱_nacelle8风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••塔架：塔架：可分为筒形和桁架两种形式。可分为筒形和桁架两种形式。支撑机舱，其上安装发电机和支撑机舱，其上安装发电机和控制器之间的动力电缆、控制和控制器之间的动力电缆、控制和通信电缆，还有操作人员上下机通信电缆，还有操作人员上下机舱的扶梯或电梯。舱的扶梯或电梯。塔架_tower9风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••基础：基础：为钢筋混凝土结构。为钢筋混凝土结构。其中心预置与塔架连其中心预置与塔架连接的基础部件，将风接的基础部件，将风力发电机组固定在基力发电机组固定在基础上。基础周围要设础上。基础周围要设置预防雷击的接地系置预防雷击的接地系统。统。基础_base10风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••齿轮传动系统（传统传动系统）齿轮传动系统（传统传动系统）••直驱传动系统直驱传动系统••混合传动系统（半直驱传动系统）混合传动系统（半直驱传动系统）传动系统_drivetrain11风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••传动系统＝主轴＋齿轮传动系统＝主轴＋齿轮箱＋联轴节箱＋联轴节轮毂与主轴固定连轮毂与主轴固定连接，将风轮的扭矩传递接，将风轮的扭矩传递给齿轮箱。通过齿轮箱给齿轮箱。通过齿轮箱增速到发电机的同步转增速到发电机的同步转速，经高速轴、联轴节速，经高速轴、联轴节驱动发电机旋转。驱动发电机旋转。齿轮传动系统12风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••传动系统＝主轴＋传动系统＝主轴＋联轴节联轴节••轮毂与主轴固轮毂与主轴固定连接，将风轮的定连接，将风轮的扭矩传递给发电扭矩传递给发电机，驱动发电机旋机，驱动发电机旋转。转。直驱传动系统13风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）混合传动系统（半直驱）••传动系统＝主轴＋齿轮传动系统＝主轴＋齿轮箱＋联轴节箱＋联轴节轮毂与主轴固定连轮毂与主轴固定连接，将风轮的扭矩传递接，将风轮的扭矩传递给齿轮箱。通过齿轮箱给齿轮箱。通过齿轮箱增速，经高速轴、联轴增速，经高速轴、联轴节驱动发电机旋转。节驱动发电机旋转。14风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••偏航系统＝风向标＋偏航马达＋偏航轴承偏航系统＝风向标＋偏航马达＋偏航轴承跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫掠面与风向保持垂直。线旋转，使风轮扫掠面与风向保持垂直。偏航系统_yawsystem15风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••制动系统：制动系统：可分为空气动力制动和机械制动。可分为空气动力制动和机械制动。空气动力制动：空气动力制动：叶尖扰流器旋转约叶尖扰流器旋转约9090度，或变桨距风轮处于顺桨位置均利用空度，或变桨距风轮处于顺桨位置均利用空气阻力使风轮减速或停止。气阻力使风轮减速或停止。机械制动：机械制动：在主轴或齿轮箱的高速输出在主轴或齿轮箱的高速输出轴上设置盘式制动器。轴上设置盘式制动器。制动系统_brakesystem16空气动力制动：空气动力制动：叶尖扰流器旋转约叶尖扰流器旋转约9090度，或变桨距风度，或变桨距风轮处于顺桨位置均利用空气阻力使风轮减速或停止。轮处于顺桨位置均利用空气阻力使风轮减速或停止。机械制动：机械制动：在主轴或齿轮箱的高速输出轴上设置盘式制在主轴或齿轮箱的高速输出轴上设置盘式制动器。动器。制动系统17风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••控制系统＝控制（手动＋自动）＋监测控制系统＝控制（手动＋自动）＋监测监测部分将各种传感器采集到的数据送到监测部分将各种传感器采集到的数据送到控制器，经过处理作为控制参数或存储，控制器，经过处理作为控制参数或存储，可用于查询或远程监控。可用于查询或远程监控。控制系统_controlsystem18风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）••安全系统：安全系统：保证机组在发生非正常情况时立即停机，保证机组在发生非正常情况时立即停机，预防或减轻故障损失，关键部件采用预防或减轻故障损失，关键部件采用““失失效效————保护保护””的设计原则的设计原则（默认状态为自动保护）（默认状态为自动保护）。。安全系统_safesystem19塔筒塔筒••作用：将风轮和整个传动系统支撑起来作用：将风轮和整个传动系统支撑起来••由由2.52.5米的环桶焊接而成，通过法兰固定米的环桶焊接而成，通过法兰固定202122升压变压器升压变压器••作用：将作用：将690V690V的电压升压到的电压升压到10kV10kV或或35kV35kV，送至升压站。，送至升压站。23风电机组运输242526272829303132风电场施工风电场施工33风电场施工34风电场施工35风电场施工36风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）二二..风力机的主要技术指标风力机的主要技术指标37风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）•额定功率：2500•额定风速：15.0m/s•切入风速：4m/s•切出风速：25m/s•风轮直径：80m•扫风面积：5026m2•叶片数：3•风轮转速(叶尖速度)：10.9m/s~19.1m/sNORDEXAG80/2500kW型主要技术指标形式：直齿轮与行星齿轮混合变速比：1：68.14级数：3形式：异步双馈发电机转速：700～1300rpm电压：660V并网方式：变流器并网38风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）主要技术指标•额定功率：正常工作条件下，风力发电机组的设计要达到的最大连续输出电功率。•输出功率：风力发电机组随时输出的电功率。•最大功率：正常工作条件下，风力发电机组输出的最高净电功率。39风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）•切入风速：风力机开始发电时，轮毂高度处的最低风速。•切出风速：风力机达到设计功率时，轮毂高度处的最高风速。•额定风速：风力机达到额定功率输出时规定的风速。•年平均风速：数量和持续时间足够充分的一组整年测量的风速数据的平均值，估计期望值用。主要技术指标40风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）•安全风速：结构所能承受的最大设计风速的俗称。•极端风速：t秒内平均最高风速，它很可能是特定周期(重现周期)T年一遇。注:参考重现周期T=50年和T=1年，平均时间t=3s和t=10s。极端风速即为俗称的“安全风速”。•参考风速：用于确定风力机级别的基本极端风速参数。注：1、与气候有关的其他设计参数均可以从参考风速和其他基本等级参数中得到。2、对应参考风速级别的风力机设计，它在轮毂高度承受的50年一遇10min平均最大风速，应小于或等于参考风速。主要技术指标41风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）•风轮直径：是指风轮在旋转平面上的投影圆的直径。•轮毂高度：从地面到风轮扫掠面中心的高度，对垂直轴风力机是赤道平面高处。•风轮扫掠面积：是指风轮在旋转平面上的投影面积。主要技术指标42风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）风力机功率和风轮直径43风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）主要技术指标_功率曲线44风力发电机组的原理与控制（二）风力发电机组的原理与控制（二）•功率曲线：横坐标是风速，纵坐标是机组的输出功率。在曲线的上升段，输出功率大约与风速的立方成正比。达到额定功率后，由于风轮调节，功率保持不变。在切出风速后，功率降到零。功率曲线是在大量实测值概率分布按照标准规定的方法归纳出来的，换算成标准空气密度条件下的数值。主要技术指标45影响功率曲线的因素有哪些？••风速风向测量风速风向测量••机械安装误差机械安装误差••温度湿度变化温度湿度变化