風(fēng)力發(fā)電原理( )專業(yè)課件

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1、1風(fēng)力發(fā)電原理風(fēng)力發(fā)電原理2n風(fēng)力發(fā)電的原理:是利用風(fēng)力帶動風(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。簡單的說風(fēng)力發(fā)電就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能進(jìn)而將機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能的過程。n 現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用空氣動力學(xué)原 理 ,就像飛機(jī)的機(jī)翼一樣。3風(fēng)并非 推 動風(fēng)輪葉片,而是吹過葉片形成葉 片正反面的壓差,這種壓差會產(chǎn)生升力,令風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)并不斷橫切風(fēng)流 。n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,為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。4(一)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備組成:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括兩大部分; 一部分是風(fēng)力機(jī),由

2、它將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能; 另一部分是發(fā)電機(jī),由它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。分類:1)根據(jù)它收集風(fēng)能的結(jié)構(gòu)形式及在空間的布置,可分為水平軸式或垂直軸式。2)從塔架位置上,分為上風(fēng)式和下風(fēng)式;53)還可以按槳葉數(shù)量,分為單葉片、雙葉片、三葉片、四葉片和多葉片式。4)從槳葉和形式上分,有螺旋槳式、H型、S型等;5)按槳葉的工作原理分,則有升力型和阻力型的區(qū)別。6)以風(fēng)力機(jī)的容量分,則有微型(1kW以下)、小型(110kW)、中型(10100kW)和大型(100kw以上)機(jī)。61、風(fēng)力機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)風(fēng)輪直徑,通常風(fēng)力機(jī)的功率越大,直徑越大;葉片數(shù)目,高速發(fā)電用風(fēng)力機(jī)為24片,低速風(fēng)力機(jī)大干4片;葉片材料

3、,現(xiàn)代常采用高強(qiáng)度低密度的復(fù)合材料;風(fēng)能利用系數(shù),一般為0.150.5之間;7啟動風(fēng)速,一般為35m/s;停機(jī)風(fēng)速,通常為1535ms;輸出功率,現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)一般為幾百干瓦幾兆瓦;發(fā)電機(jī),分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī);另外還有塔架高度等等。82、水平軸力風(fēng)機(jī)特點:風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪軸與地面呈水平狀態(tài),稱水平軸風(fēng)力機(jī)。組成:它一般內(nèi)風(fēng)輪增速器、調(diào)速器、調(diào)向裝置、發(fā)電機(jī)和塔架等部件組成,大中型風(fēng)力機(jī)還有自動控制系統(tǒng)。應(yīng)用:這種風(fēng)力機(jī)的功率從幾十千瓦到數(shù)兆瓦,是日前最具有實際開發(fā)價值的風(fēng)力機(jī):n類型:有傳統(tǒng)風(fēng)車、低速風(fēng)力機(jī)及高速風(fēng)力機(jī)9水平軸力風(fēng)機(jī)圖10n9、 人的價值,在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-6

4、-162022-6-16Thursday, June 16, 2022n10、低頭要有勇氣,抬頭要有低氣。2022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022 2:25:03 AMn11、人總是珍惜為得到。2022-6-162022-6-162022-6-16Jun-2216-Jun-22n12、人亂于心,不寬余請。2022-6-162022-6-162022-6-16Thursday, June 16, 2022n13、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-6-162022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022n14、抱最大的希望,作最大的努

5、力。2022年6月16日星期四2022-6-162022-6-162022-6-16n15、一個人炫耀什么,說明他內(nèi)心缺少什么。2022年6月2022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022n16、業(yè)余生活要有意義,不要越軌。2022-6-162022-6-16June 16, 2022n17、一個人即使已登上頂峰,也仍要自強(qiáng)不息。2022-6-162022-6-162022-6-162022-6-16123、垂直軸風(fēng)力機(jī)特點:凡風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與地面呈垂直狀態(tài)的風(fēng)力機(jī)叫垂直抽風(fēng)力機(jī)。形式有:如s型、H型、型等。應(yīng)用:雖然目前垂直軸風(fēng)力機(jī)尚未大量商品化,但是它有許多特點,如不需

6、大型塔架、發(fā)電機(jī)可安裝在地面上、維修方便及葉片制造簡便等,研究日趨增多,各種形式不斷出現(xiàn)。各種形式的垂直軸風(fēng)力機(jī)。n9、 人的價值,在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-6-162022-6-16Thursday, June 16, 2022n10、低頭要有勇氣,抬頭要有低氣。2022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022 2:25:03 AMn11、人總是珍惜為得到。2022-6-162022-6-162022-6-16Jun-2216-Jun-22n12、人亂于心,不寬余請。2022-6-162022-6-162022-6-16Thursday, June 16,

7、2022n13、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-6-162022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022n14、抱最大的希望,作最大的努力。2022年6月16日星期四2022-6-162022-6-162022-6-16n15、一個人炫耀什么,說明他內(nèi)心缺少什么。2022年6月2022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022n16、業(yè)余生活要有意義,不要越軌。2022-6-162022-6-16June 16, 2022n17、一個人即使已登上頂峰,也仍要自強(qiáng)不息。2022-6-162022-6-162022-6-162022-6-16

8、14 型風(fēng)力機(jī)圖1516(二)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)n從外部看,整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組看上去只有三個主要部分:風(fēng)輪、機(jī)艙和塔架。n發(fā)電機(jī)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等都集成在機(jī)艙內(nèi)。n機(jī)艙除了承擔(dān)容納所有機(jī)械部件的功能,還起到承受所有外力( 包括靜負(fù)載及動負(fù)載)的作用。n機(jī)艙底盤和塔架之間有回轉(zhuǎn)體,使機(jī)艙可水平轉(zhuǎn)動。1718機(jī)組的總體結(jié)構(gòu)機(jī)組的總體結(jié)構(gòu)圖:控 制 系 統(tǒng)風(fēng)輪增速器發(fā)電機(jī)主繼電器主開關(guān)熔斷器變壓器晶閘管電網(wǎng)風(fēng)變槳風(fēng)速轉(zhuǎn)速并網(wǎng)功率無功補(bǔ)償風(fēng)19(三)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要組成部分介紹 1、風(fēng)輪 風(fēng)力機(jī)區(qū)別于其他機(jī)械的最主要特征就是風(fēng)輪。風(fēng)輪一般由23個葉片和輪轂所組成,其功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。 由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)

9、的理論基礎(chǔ)也是空氣動力學(xué),故其葉片形狀與機(jī)翼很相似。風(fēng)經(jīng)過水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片時由于葉片與風(fēng)有一個夾角,風(fēng)在葉片上形成升力,風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是依靠葉片上的升力把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能,從而帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的。202、塔架n風(fēng)力機(jī)的塔架除了要支撐風(fēng)力機(jī)的重量,還要承受吹向風(fēng)力機(jī)和塔架的風(fēng)壓,以及風(fēng)力機(jī)運(yùn)行中的動載荷。它的剛度和風(fēng)力機(jī)的振動有密切關(guān)系。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架主要可分為管柱型和桁架型兩類。n一般圓柱形塔架對風(fēng)的阻力較小,特別是對于下風(fēng)向風(fēng)力機(jī),產(chǎn)生紊流的影響要比桁架式塔架小。桁架式塔架常用于中小型風(fēng)力機(jī)上,其優(yōu)點是造價不高,運(yùn)輸也方便。但這種塔架會使下風(fēng)向風(fēng)力機(jī)的葉片產(chǎn)生很大的紊流。

10、21管柱型和桁架型如圖:223、機(jī)艙23244、齒輪箱n對于容量較大的風(fēng)電機(jī)組,因風(fēng)輪轉(zhuǎn)速很低,遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電的要求,往往通過齒輪箱的增速作用來實現(xiàn)。而并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)必須要求再同步轉(zhuǎn)速左右才能運(yùn)行,故風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般都在主軸與發(fā)電機(jī)之間安裝有增速傳動機(jī)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)一般包括低速軸、高速軸、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)和制動器等。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱也稱為增速箱。n 齒輪箱的主要功能就是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)轉(zhuǎn)速。齒輪箱 對于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī),由于限制其轉(zhuǎn)速,傳動裝置的增速比一般為4050。 這樣,可以降低發(fā)電機(jī)重量,從而降低成本。255、偏航系統(tǒng) 用來調(diào)整風(fēng)力

11、機(jī)的風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)平而與空氣流動方向相對位置的機(jī)構(gòu)。因為當(dāng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)平面與氣流方向垂直時,也即是迎著風(fēng)向時,風(fēng)力機(jī)從流動的空氣中獲取的能量最大,因而風(fēng)力機(jī)的輸出功率最大,所以調(diào)向機(jī)構(gòu)又稱為迎風(fēng)機(jī)構(gòu)(通稱偏航系統(tǒng))。整個偏航系統(tǒng)由電動機(jī)及減速機(jī)構(gòu)、偏航調(diào)節(jié)系統(tǒng)和扭纜保護(hù)裝置等部分組成。26偏導(dǎo)航系統(tǒng)的作用n偏航系統(tǒng)的主要作用有兩個: 1) 與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)相互配合,使風(fēng)發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài),充分利用風(fēng)能,提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率; 2) 提供必要的鎖緊力矩,以保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。27(四)發(fā)電機(jī)n 發(fā)電機(jī)的作用,是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象把由風(fēng)輪輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋 發(fā)

12、電機(jī)有基本類型: 普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(含永磁發(fā)電機(jī)和直流勵磁發(fā)電機(jī)) 混合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 281、普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)特點:1、葉輪轉(zhuǎn)速較低,一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn),需要齒輪箱增速,轉(zhuǎn)子繞組短路,結(jié)構(gòu)一般為鼠籠結(jié)構(gòu);2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速固定,風(fēng)能利用率低,其轉(zhuǎn)速由齒輪箱傳動比和發(fā)電機(jī)極對數(shù)決定;3、轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速高于同步速運(yùn)行;4、發(fā)電機(jī)定子直接與電網(wǎng)連接,啟動時產(chǎn)生很大啟動電流,其配置啟動裝置。5、從系統(tǒng)吸收大量無功,需配置無功補(bǔ)償裝置。結(jié)構(gòu)簡單,控制方便。292、雙饋式異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、雙饋式異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)特

13、點:1、葉輪轉(zhuǎn)速較低,一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn),需要齒輪箱增速;2、轉(zhuǎn)子繞組通過電滑環(huán)或采用繞線結(jié)構(gòu)與電力電子換流裝置連接;303、通過電力電子換流裝置的控制作用,可以調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩,從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)速的變化而改變,使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率,風(fēng)能利用率高;4、在低風(fēng)速時,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子低于同步速運(yùn)行,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過換流器向發(fā)電機(jī)饋入勵磁功率;在高風(fēng)速時,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子高于同步速運(yùn)行,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組向換流器輸出勵磁功率;5、直接與電網(wǎng)連接,由于轉(zhuǎn)子電流可控,因此可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)平滑并網(wǎng)。313、直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 技術(shù)特點:1)葉輪轉(zhuǎn)速較低,一

14、般為每分鐘十幾轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子繞組通過增加極對數(shù)來降低同步轉(zhuǎn)速,從而避免了齒輪箱損耗;2)同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)可采用直流電勵磁或永磁體勵磁方式,由于轉(zhuǎn)子極對數(shù)較多,電機(jī)外尺寸較大且較重,不方便運(yùn)輸和吊裝。323)對于直流電勵磁方式的同步電機(jī),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以通過控制勵磁電流的大小來控制電磁轉(zhuǎn)矩,從而使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率;對于永磁同步電機(jī),可以通過調(diào)節(jié)直流電壓的方式來控制電磁轉(zhuǎn)矩,從而使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率,風(fēng)能利用率高;4)對于直流勵磁方式的同步電機(jī),勵磁損耗較?。粚τ谟来磐诫姍C(jī),則存在永磁材料的消磁現(xiàn)象。5)通過電力電子換流器與電網(wǎng)連接,吸收或輸出功率可調(diào),因此可以實現(xiàn)風(fēng)力

15、發(fā)電機(jī)平滑并網(wǎng)。6)電網(wǎng)側(cè)換流器采用空間矢量控制技術(shù),可以實現(xiàn)發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率的解藕控制,能夠獨立調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)吸收或發(fā)出無功。結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)復(fù)雜。33 以上風(fēng)電機(jī)組優(yōu)缺點比較表以上風(fēng)電機(jī)組優(yōu)缺點比較表風(fēng)電機(jī)組類型 優(yōu)點 缺點 普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 結(jié)構(gòu)簡單,控制方便 1、采用齒輪箱,故障率高,維護(hù)困難;2、風(fēng)能利用率低;3、啟動電流大,需配置啟動裝置;4、消耗大量無功,需要從電網(wǎng)輸入無功;雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 1、可以實現(xiàn)變速運(yùn)行,獲得最大風(fēng)能利用率;2、輸出電流可控,無需啟動裝置;3、可以吸收或發(fā)出無功; 1、采用齒輪箱,故障率高,維護(hù)困難;2、有勵磁功率損耗;3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制

16、系統(tǒng)復(fù)雜; 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 1、可以實現(xiàn)變速運(yùn)行,獲得最大風(fēng)能利用率;2、輸出電流可控,無需啟動裝置;3、可以吸收或發(fā)出無功;4、無勵磁功率損耗;1、電機(jī)體積大、重量大2、采用全功率電力電子設(shè)備,價格稍貴;3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制系統(tǒng)復(fù)雜;4、永磁體有消磁現(xiàn)象 直流勵磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 1、可以實現(xiàn)變速運(yùn)行,獲得最大風(fēng)能利用率;2、輸出電流可控,無需啟動裝置;3、可以吸收或發(fā)出無功 1、電機(jī)體積大、重量大2、采用全功率電力電子設(shè)備,價格稍貴;3、有勵磁功率損耗;4、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制系統(tǒng)復(fù)雜;34 雙饋、永磁和直流勵磁 風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀圖雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀特點:機(jī)艙細(xì)長直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀特點:機(jī)

17、艙短粗直流勵磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀特點:機(jī)艙臃腫35(四)控制系統(tǒng)主要功能1)按預(yù)先設(shè)定的風(fēng)速值(一般為34ms)自動啟動風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,并通過軟啟動裝置將異步發(fā)電機(jī)并人電網(wǎng)。2)借助各種傳感器自動檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài),包括風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)溫升、發(fā)電機(jī)輸出功率、功率因數(shù)、電壓、電流等以從齒輪箱軸承的油溫、液壓系統(tǒng)的油壓等。3)當(dāng)風(fēng)速大干最大運(yùn)行速度(一般設(shè)定為25ms)時實現(xiàn)自動停機(jī)。4)故障保護(hù)。5)通過光纜或電話線互相連接。36 風(fēng)機(jī)控制方式及內(nèi)容n一個完整的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常由風(fēng)輪、增速齒輪箱、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)座、塔架、調(diào)速器、調(diào)向器、停車制動器、控制系統(tǒng)等

18、構(gòu)成,為使風(fēng)力機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行,必須對其進(jìn)行有效的控制??紤]到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特殊性,按重要性的順序,控制器應(yīng)依次滿足以下要求:1)風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是穩(wěn)定的;2)運(yùn)行過程中,在各種不確定的的因素如陣風(fēng)、剪切風(fēng)、負(fù)載變化作用下具有魯棒性;3)控制代價小,即對不同輸入信號的幅值有一定限制,如調(diào)向的時間等;37 4)最大限度地將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能,即在額定風(fēng)速以下,可能使發(fā)電機(jī)在每一種風(fēng)速時,輸出的電功率達(dá)到最大,額定風(fēng)速以上時則保持輸出電功率為常量; 5)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率保持恒壓恒頻,有較高的電能品質(zhì)質(zhì)量。n風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制目標(biāo)有很多項,控制方法多種多樣,按控制對象劃分大致可分為偏航系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控

19、制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)功率控制系統(tǒng)、電容器控制系統(tǒng)等等,其中兩個核心問題是:風(fēng)能的最大捕獲以提高風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率以及改善電能質(zhì)量問題。由風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能捕獲的運(yùn)行原理可知,若風(fēng)速越高,則與之相對應(yīng)的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速越高。但受風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速極限、功率極限等限制,風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速不可能太高。38n因此,為實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲,風(fēng)力機(jī)有三種典型的運(yùn)行狀態(tài): 低風(fēng)速段實行變速運(yùn)行,可保持一個恒定的風(fēng)能利用系數(shù)Cp值,根據(jù)風(fēng)速變化控制風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速,使葉尖速比不變,直到轉(zhuǎn)速達(dá)到極限; 轉(zhuǎn)速達(dá)到極限后,風(fēng)速進(jìn)一步加大時,按恒定轉(zhuǎn)速控制風(fēng)力機(jī)運(yùn)行,直到輸出最大功率,此時的風(fēng)能Cp不一定是最大值; 超過額定風(fēng)速時,輸出功率達(dá)到極限,按恒功率輸出

20、調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)。39(五)風(fēng)的能量與測量產(chǎn)生能量的基本要素: 風(fēng)具有一定的質(zhì)量和速度。風(fēng)能的一些主要特性參數(shù):如風(fēng)能、風(fēng)能密度、風(fēng)速與風(fēng)級、風(fēng)向與風(fēng)頻以及風(fēng)的測量等。1)風(fēng)能:空氣運(yùn)動產(chǎn)生的動能稱為“風(fēng)能”。2)風(fēng)能密度:單位時間內(nèi)通過單位截面積的風(fēng)能。403)風(fēng)速與風(fēng)級:風(fēng)速就是空氣在單位時間內(nèi)移動的距離,國際上的單位是米秒(m/s)或千米小時(kmh)。分13級4)風(fēng)向與風(fēng)頻:通常把風(fēng)吹來的地平方向定為風(fēng)的方向,即風(fēng)向。風(fēng)頻是指風(fēng)向的頻率,即在一定時間內(nèi)某風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占各風(fēng)向出現(xiàn)總次數(shù)的百分比,5)風(fēng)的測量:風(fēng)的測量儀器主要有風(fēng)向器、杯形風(fēng)速器和三杯輕便風(fēng)向風(fēng)速表等。411、風(fēng)中的能量風(fēng)中蘊(yùn)

21、含的能量是動能,故P=1/2AV3n可用風(fēng)能與風(fēng)速的立方成正比,風(fēng)速的輕微增加會導(dǎo)致功率的顯著增加n風(fēng)力與海平面1.225kg/m3處的空氣比重成正比n風(fēng)能還受氣壓及溫度的影響(大約10-15%)n風(fēng)能還與葉輪掃略面積成正比422、風(fēng)力機(jī)的主要特性系數(shù)、風(fēng)力機(jī)的主要特性系數(shù)1)功率系數(shù)(Cp)描述風(fēng)機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率2)葉尖速比為了表示風(fēng)輪在不同風(fēng)速中的狀態(tài),用葉片圓周速度與風(fēng)速比來衡量,稱葉尖速比vRn2其中:R 葉輪的半徑,n 葉輪的機(jī)械轉(zhuǎn)的圈數(shù),V 作用于風(fēng)力機(jī)的迎面風(fēng)速。輸入的風(fēng)能可能提取的風(fēng)能pC風(fēng)中的能量無法全部被風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)換,其理論最高限度Cp(max)=0.593,通常被稱

22、為貝茨因數(shù)。433、葉尖速比的影響n風(fēng)能利用系數(shù)Cp與風(fēng)力機(jī)葉尖速比的對應(yīng)關(guān)系:444、風(fēng)輪的功率輸出n風(fēng)力機(jī)采集風(fēng)能的基本計算公式P=(Cpv3A)/2其中,Cp為風(fēng)能利用系數(shù)(Power Coefficient),表示風(fēng)機(jī)捕獲風(fēng)能的能力, Cp = Pcapture / Pwind為空氣密度(kg/m3),與海拔、水汽壓(即濕度)v為風(fēng)速(m/s),通常按輪轂高度處風(fēng)速計算A為葉輪掃風(fēng)面積(m2),455、風(fēng)力機(jī)的頻率和電壓控制n交流發(fā)電機(jī)中的繞組通過交變磁極產(chǎn)生交流電。交流電的頻率由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速決定:其中p 發(fā)電機(jī)的磁極對數(shù),n 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,f 交流電的頻率。46(六)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分為定

23、槳距與變槳距機(jī)組。n 定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)完全依靠葉片的氣動特性。這種機(jī)組的輸出功率隨風(fēng)速的變化而變化,當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時,通過葉片的失速或偏航控制降低風(fēng)能轉(zhuǎn)換系數(shù)Cp,從而維持功率恒定。n 變槳距變速調(diào)節(jié)型變槳距機(jī)組為了盡可能提高風(fēng)力機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率和保證風(fēng)力機(jī)輸出功率平穩(wěn),風(fēng)力機(jī)可由輪轂艙內(nèi)葉片根部的液壓裝置或電動機(jī)構(gòu)進(jìn)行槳距調(diào)整。變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)不完全依靠葉片的氣動特性,它要依靠與葉片相匹配的葉片攻角改變來進(jìn)行調(diào)節(jié)。 471、定槳距失速調(diào)節(jié)型機(jī)組n一般用同步電機(jī)或者鼠籠式異步電機(jī) 通過定槳距失速控制的風(fēng)輪機(jī)使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在恒定的數(shù)值。n繼而使風(fēng)電機(jī)并網(wǎng)后定子磁場旋

24、轉(zhuǎn)頻率等于電網(wǎng)頻率 轉(zhuǎn)子、葉輪的變化范圍小,捕獲風(fēng)能的效率低。482、變槳距變速調(diào)節(jié)型機(jī)組n一般采用雙饋電機(jī)或者永磁同步電機(jī) 通過調(diào)速器和變槳距控制相結(jié)合的方法使葉輪轉(zhuǎn) 速可以跟隨風(fēng)速的變化在很寬的范圍內(nèi)變化,保持最佳葉尖速比運(yùn)行,從而使風(fēng)能利用系數(shù)在很大的風(fēng)速變化范圍內(nèi)均能保持最大值,能量捕獲效率最大。n 發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過變流器調(diào)節(jié),變成與電網(wǎng) 同頻、同相、同幅的電能輸送到電網(wǎng)。493、變槳變速風(fēng)電機(jī)組的動力驅(qū)動n目前流行的變速變槳風(fēng)電機(jī)組的動力驅(qū)動系統(tǒng)主要有兩種方案: 1)升速齒輪箱繞線式異步電動機(jī)雙饋變流器。 2)無齒輪箱的直接驅(qū)動低速永磁發(fā)電機(jī)全功率變流器。n兩個方案各有優(yōu)缺點:

25、1)前者采用高速電機(jī),體積小,重量輕,雙饋變流器的容量僅與電機(jī)的轉(zhuǎn)差容量相關(guān),效率高、價格低廉,缺點是升速齒輪箱價格貴,噪音大、易疲勞損壞。 2) 后者無齒輪箱,可靠性高,但采用低速永磁電機(jī),體積大, 造價高,變流器需要全功率,成本提高。50變速恒頻方式一:永磁同步直驅(qū)變流器將風(fēng)電機(jī)組定子能量輸出到系統(tǒng)變流器容量等于風(fēng)電機(jī)組容量51變速恒頻方式二:變流勵磁雙饋 變流器連接風(fēng)電機(jī)組專子,交換轉(zhuǎn)差功率 變流器容量為風(fēng)電機(jī)組容量的1/31/252 就到這里吧。就到這里吧。 休息,休休息,休 息一下息一下!n9、 人的價值,在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-6-162022-6-16Thursday

26、, June 16, 2022n10、低頭要有勇氣,抬頭要有低氣。2022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022 2:25:04 AMn11、人總是珍惜為得到。2022-6-162022-6-162022-6-16Jun-2216-Jun-22n12、人亂于心,不寬余請。2022-6-162022-6-162022-6-16Thursday, June 16, 2022n13、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-6-162022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022n14、抱最大的希望,作最大的努力。2022年6月16日星期四2022-6-162022-6-162022-6-16n15、一個人炫耀什么,說明他內(nèi)心缺少什么。2022年6月2022-6-162022-6-162022-6-166/16/2022n16、業(yè)余生活要有意義,不要越軌。2022-6-162022-6-16June 16, 2022n17、一個人即使已登上頂峰,也仍要自強(qiáng)不息。2022-6-162022-6-162022-6-162022-6-16謝謝大家謝謝大家

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