风力发电ktr联轴器 (风力发电机组的连轴器有哪两种?各用在什么位置?)

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风能发电机原理及其应用

风力发电的原理:是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公里的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一般热潮,为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行,我国也在西部地区大力提倡,小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统;风力发电机+充电器+数字逆变器,风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成,每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13-25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电。使风力发电机产生的电能变成化学能,然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。通常人们认为风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定,总想选购大一点的风力发电机,而这是不正确的,目前的风力发电机只是给电瓶充电,而由电瓶把电能贮存起来,人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小,而不仅是机头功率的大小。在内地,小的风力发电机会比大的更合适。因为,它更容易被小风量带动而发电,持续不断的小风,会比一时狂风更能供给较大的能量,当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能,也就是说一台220W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合作用,获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。使用风力发电机,就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电,其节约的程度是明显的,一个家庭一年的用电只需20元充电瓶液的代价。由于现在技术的进步,均采用先进的充电器、逆变器,风力发电成为有一定科技含量的小系统,并能在一定条件下代替正常的市电,山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯,高速公路可用它做夜晚的路标灯;山区的孩子可以在日光灯下晚自习;城市小高层楼顶也可用风力电机,这不但节约而且是真正绿色电源,家庭用风力发电机,不但可以防止停电,而且还能增加生活情趣,在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区,风力发电机正在成为人们的采购热点,无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务。使人们看电视及照明用电与城市同步,也能使自己劳动致富。

另外,大型发电风电场址的确定,一般需要达到两个要求:一是场址的风能资源比较丰富,年平均风速在6米/s以上,年平均有效风功率密度大于200米/m2,年有效风速小时数(3-25m/s)不小于5000小时。二是场地面积需达到一定的规模,以便有足够的场地布置风机。

风力发电技术论文

风力发电是一种清洁的、可再生的能源。下面我整理了风力发电技术论文,欢迎阅读!

风力发电技术论文篇一

风力发电技术

摘要:随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展,加之人们对环境保护的要求,人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源,它是取之不尽用之不竭的能源,还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用,从风车到风力发电,证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力2012》报告,报告中指出到2020年,世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%,我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出,中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较,具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大,风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。

关键词:风力发电技术

一、风力发电国内外发展现状

1、 国外风力发电发展现状

2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比,美国保持第1 名,中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名,印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名,前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计,2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW,增长率约为29%。累计达到1.21 亿kW,增长率为42%,突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh,占全世界总电量的比例从2000 年的0.25%增加到2012 年的1.5%。尽管风电的发展仍然存在着很多困难,如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等,但相比于常规能源,经济性优势逐步凸显,世界各国都对风电发展充满了信心。

2、 我国风力发电的现状

我国的风力发电始于20世纪50年代后期,在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场,但其后就处于停滞状态。直到1986年,在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场后,从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段,但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并网型风电场,总装机容量为4.215MW,其最大单机容量为200kW。在此基础上,风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段,到1995年,全国共建成了5座并网型风电场,装机总容量为36.1MW,最大单机容量为500kW。1996年后,风力发电进入了扩大建设规模的阶段,其特点是风电场规模和装机容量均较大,最大单机容量为1500kW。据中国风能协会最新统计,2007年中国除台湾省外新增风电机组3,144 台。与2006 年相比,2007年当年新增装机增长率为145.8%,累计装机增长率为126.6%。2007年中国除台湾省外累计风电机组6,458台,装机容量5,890MW。

各种风力发电机的优缺点

风力发电机组主要由两大部分组成:

风力机部分它将风能转换为机械能;

发电机部分它将机械能转换为电能。

根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征,再加上它们的不同组合,风力发电机组可以有多种多样的分类。

(1) 按照功率传递的机械连接方式的不同,可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。

有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴,联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性,可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。

而直驱型风机则另辟蹊径,配合采用了多项先进技术,桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴,使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构,减少了故障几率,优点很多,现多用于大型机组上。

(2) 根据按桨叶接受风能的功率调节方式可分为:

“定桨距(失速型)机组”桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时,桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距(失速型)机组结构简单、性能可靠,在20 年来的风能开发利用中一直占据主导地位。

“变桨距机组”叶片可以绕叶片中心轴旋转,使叶片攻角可在一定范围内(一般0-90度)调节变化,其性能比定桨距型提高许多,但结构也趋于复杂,现多用于大型机组上。

(3) 按照叶轮转速是否恒定可分为:

“恒速风力发电机组”设计简单可靠,造价低,维护量少,直接并网;缺点是:气动效率低,结构载荷高,给电网造成电网波动,从电网吸收无功功率。

“变速风力发电机组”气动效率高,机械应力小,功率波动小,成本效率高,支撑结构轻。缺点是:功率对电压降敏感,电气设备的价格较高,维护量大。现常用于大容量的主力机型。

(4) 根据风力发电机组的发电机类型分类,可分为两大类:

“异步发电机型” “同步发电机型”

只要选用适当的变流装置,它们都可以用于变速运行风机。

异步发电机按其转子结构不同又可分为:

(a) 笼型异步发电机转子为笼型。由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网,而在小、中型机组中得到大量的使用;

(b) 绕线式双馈异步发电机转子为线绕型。定子与电网直接连接输送电能,同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率。

同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为:

(a) 电励磁同步发电机转子为线绕凸极式磁极,由外接直流电流激磁来产生磁场。

(b) 永磁同步发电机转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极,通常为低速多极式,不用外界激磁,简化了发电机结构,因而具有多种优势。 二、相关风力发电控制技术

随着经济节约型社会的逐步推进,风能作为清洁的可再生能源,实现风力发电也越来越受到人们关注。然而面对风况的可变性(锋速的大小、方向的随机性)以及风电场中风力发电机组布置的分散性,要实现风电低成本、超大规模开发利用,作为其可靠、高效运行的关键技术,控制技术需要进行不断地改进,并具有广阔的研究前景。

三、风力发电机组控制系统构成

风力发电机组控制系统由本体系统和电控(总体控制)系统组成,本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构;电控系统由不同的模块构成,主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等,辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。而且,在本体系统与电控系统间实现系统的联系及信号的变换。例如,空气动力系统的桨距由变桨控制系统控制,保证了风能转化的最大化,功率输出的稳定等作用。风轮的自动对风及连续跟踪风向引起电缆缠绕的自动解缆受偏航控制系统控制,分为主、被动迎风两种模式,目前大型并网风电系统多采用主动偏航模式。变流控制常和变桨距系统结合,对变速恒频的运行及最大额定功率进行控制。

根据风电机组不同的分类标准,可将机组控制系统分为不同种类。目前风力发电的主流机型主要是依据桨距特性,发电机类型等分类,通过技术不断改进,控制系统由最先的定桨距恒速恒频控制到变桨距恒速恒频控制,随之发展为变桨距变速恒频控制。此外,据连接电网类型可将风电控制系统分为离网型和并网型,前者已步入大规模稳定发展阶段。后者则成为现阶段控制系统的主要发展方向。

1.变桨控制

变桨控制是风电机组控制系统的研究重点,其实际上即对功率的控制。相对于定桨距控制无法解决桨叶自动失速,功率不稳的问题,该系统通过改变桨距角,使得在低风速(即低于额定风速)时,风机处于最优的风能捕获状态,桨距保持为零,实现风能的最大利用率;在高风速(即高于额定风速)时,改变攻角变化,降低叶片空气动力转矩,又能达到调节速度、限制功率的目的。减小风速、风向可变性对机组的影响。因相应的风轮特性的不同,变桨控制分为主动和被动控制。

2.偏航控制

偏航系统又称对风装置,是风电机组特有的伺服控制系统,将风向改变的信号经过一系列的控制系统程序,调整风轮与风向一致,保证了风电机组的平稳运转,使得风能高效利用,进而大大降低发电成本并有效保护电机。作为随动系统,连续跟踪风向很可能造成电缆缠绕,偏航系统也具有自动解缆的功能。同样对应不同的风电机组,应用不同的偏航装置,分为尾舵对风、侧风轮对风、伺服电机或调向电机调向,前两者为被动迎风,后者为主动迎风。

3.变流系统

变流系统采用全功率变流,完成风电机组输出功率的变换与并网。现今并网系统包括直接并网、降压并网、准同步并网、软并网,而软并网目前使用最普遍。

风电机组启动时,变流控制原件实现风电机的并网,在正常工作中,变流控制单元又要接受主控器的命令,控制输出功率,实现了电网有功功率与无功功率的灵活控制。

四、风力发电技术发展趋势的展望

在我国大力发展以风能太阳能新发电方式为代表的电力系统成为长期的国策,新能源电力不远将来成为我国电力建设不可缺少的部分,随着洋品牌不断降价,整机厂介入,新一轮竞争越来越激烈,要和国内整机厂结合起来大家要做。电网友好耗型的故障穿越式的技术是国产变流器必须解决的问题,国产化使我们国家整个技术水平上一个台阶。

五、风力发电前景的建议

1 做好风能资源的勘察

风资源的测定是发挥风电作用的前提基础,因此将来应该在这方面增大投入,对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解,为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况,必须加快开展风能资源的普查工作。这方面,不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入,各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察,认真调查确定可开发风电场的分布和规模。

2 提高风电机组的制造技术

要提高我国风力发电应用的技术水平,需要不断增进与发达国家的交流,学习其先进技术,只有清楚彼此差距,才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出,到2010年风电装机要有80%的国产化率,必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定:“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。

3 依托政策发展风电

2006年国家正式实施了《可再生能源法》,2008年,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。

中国的风电发展迄今已经有30多年,取得了显著进步。但由于基础薄弱,风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台,以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高,风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机,为风电的全面发展作一个系统可行的规划,逐步解决风电发展中的困难,完善风电机制,在提高风电战略地位的同时,早日使风电普及惠民。

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风力发电

中国知名风电企业

风力发电整机制造机构名称

维斯塔斯风力技术公司

新疆金风科技发展公司

四川风瑞能源

GAMESA

GE能源集团

华锐风电科技股份有限公司

浙江华仪风能开发有限公司

苏司兰能源有限公司

江西麦德风能设备股份有限公司

常州轨道车辆牵引传动工程技术研究中心

上海电气风电设备有限公司

中国南车株洲电力机车研究所风电事业部

湖南湘电风能有限公司

中船重工(重庆)海装风电设备有限公司

Repower

浙江运达风力发电工程有限公司

上海万德风力发电有限公司

佛山市东兴风盈风电设备制造有限公司

潍坊中云机器有限公司

东方汽轮机有限责任公司

保定惠德风电工程有限公司

哈尔滨哈电风电设备公司

北京北重汽轮电机有限责任公司

沈阳华创风能有限公司

西安维德风电设备有限公司

中小型风力发电机组(含并网/离网型)

机构名称

广州红鹰能源科技公司

扬州神州风力发电有限公司

嘉兴市安华风电设备有限公司

上海思源致远绿色能源有限公司

宁波风神风电科技有限公司

深圳风发科技发展有限公司

广州中科恒源能源科技有限公司

宁夏风霸机电有限公司

上海林慧新能源科技有限公司

西安大益风电科技有限公司

瑞安海立特风力发电有限公司

叶片及其材料

机构名称

重庆国际复合材料有限公司

艾尔姆玻璃纤维制品(天津)有限公司

上海玻璃钢研究院

江苏九鼎新材料股份有限公司

南京先进复合材料制品有限公司

上海越科复合材料有限公司

中国兵器工业集团第五三科技研究院

威海市碳素渔竿厂

金陵帝斯曼树脂有限公司

中航(保定)惠腾风电设备有限公司

浙江联洋复合材料有限公司

常熟市卡柏(Core Board)复合材料有限公司

北京恒吉星工贸有限责任公司

风力发电机

机构名称

湘潭电机股份有限公司

南车电机股份有限公司

西安捷力电力电子有限公司

兰州电机有限责任公司

东方电机股份有限公司

上海电气集团

盾安电气

齿轮箱/回转支承

机构名称

南京高速齿轮制造有限公司

德国GAT传动技术有限公司

洛阳精联机械基础件有限公司

徐州罗特艾德回转支承股份有限公司

舍弗勒中国有限公司

马鞍山方圆回转支承股份有限公司

浙江通力减速机有限公司

变桨系统

机构名称

桂林星辰电力电子有限公司

德国GAT传动技术有限公司

路斯特绿能电气系统(上海)有限公司

电控系统及变流器

机构名称

Mita-Teknik公司

德国GAT传动技术有限公司

合肥阳光电源有限公司

上海麦腾电器有限公司

洛阳精联机械基础件有限公司

艾黙生网络能源有限公司

南京环力重工机械有限公司

奔联电子技术有限公司

Elspec中国代表处

北京科诺伟业能源科技有限公司

北京东土科技股份有限公司

阿尔斯通机电(上海)有限公司

大连威科特自控系统有限公司

胜业电器有限公司

研祥智能科技股份有限公司

南京冠亚电源设备有限公司

中电电气集团有限公司

艾黙生网络能源有限公司

北京欧买特数字科技有限公司

北京清能华福风电技术有限公司

刹车系统及联轴器

机构名称

安特制动系统(天津)有限公司

德国GAT传动技术有限公司

上海晟达传动设备有限公司

开天传动技术上海有限公司

洛阳精联机械基础件有限公司

焦作瑞塞尔盘式制动器有限公司

沈阳临瑞风力发电成套设备有限责任公司

汉中海利液压控制有限公司

贺德克液压技术(上海)有限公司

意大利阿托斯上海有限公司

伊顿流体动力上海有限公司

邵阳维克液压有限责任公司

贺尔碧格(无锡)自动化技术有限公司

上海敏泰科技有限公司

塔架组件(塔筒/升降机)

机构名称

上海泰胜电力工程机械有限公司

北京欧亚新科技发展有限公司

常州轨道车辆牵引传动工程技术研究中心

无锡罗尼威尔机械设备有限公司

宁夏银光钢构件制造有限公司

北京盛汇恒科贸有限责任公司

河北宁强公司

哈尔滨红光锅炉集团公司

3S lift

AVANTL

冷却/润滑/防腐系统

机构名称

克鲁勃润滑剂(上海)有限公司

埃尔夫润滑油(广州)投资有限公司

埃克森美孚(中国)投资有限公司

天津摩通润滑技术有限公司

林肯工业有限公司

四川国润贸易有限公司

中国兵器工业集团第五三研究所

中国石油化工股份有限公司润滑油分公司

特变电工(德阳)电缆股份有限公司

美国百通电线电缆公司

上海蓝科电气有限公司

精密轴承/高强度螺栓

机构名称

浙江迪特高强度螺栓有限公司

舍弗勒(中国)有限公司

北京戴乐克工业锁具有限公司

洛阳LYC轴承有限公司

陕西海丰石油机械制造有限公司

米迪菲五金工具(上海)有限公司

上海申光高强度螺栓有限公司

优必胜轴承公司成都办事处

宁波市镇海盛大高强度紧固件厂

韩国(株)平山大连代表处

轮毂/铸锻件/法兰/压铸件毛坯及加工

机构名称

江苏华东风能

上海长京金属制作有限公司

江阴方圆环锻法兰有限公司

山西省定襄金瑞高压环件有限公司

无锡大昶重型环件有限公司

江阴华西法兰管件厂

杭州申达铸造有限公司

无锡宝露锻造有限公司

定襄县闫氏锻业有限公司

山西襄龙风电设备制造有限公司

江苏国光重型机械有限公司

中国一汽铸造有限公司铸造研究所

河南宏宇特铸股份有限公司

无锡卓越铸造有限公司

上海嘉颉进出口有限公司

机舱罩

机构名称

秦皇岛耀华玻璃钢股份公司

山东双一集团有限公司

兰州电机有限责任公司

江苏九鼎新材料股份有限公司

测风/防雷装置

机构名称

德和盛电气(上海)有限公司

同拓合盛北京贸易有限公司

浙江华仪风能开发有限公司

北京泛泰克斯仪器有限公司

北京巨匠动力技术有限公司

德国科瑞文工业电子有限公司北京代表处

青岛方雷降阻材料有限公司

南京菲尼克斯电气有限公司

BALLUFF(巴鲁夫)

运输/安装/维修服务及工具

机构名称

上海凯道贸易有限公司

广州市齐多工业设备有限公司(机组装配/检修维护工具)

新疆鑫风安装工程有限公司

天津通天科技有限公司

北京诺鼎工业设备有限责任公司

上海希瑞实业有限公司

德莱奇起重吊索具(昆山)有限公司

常州爱普超高压系统有限公司

北京加汇通机电技术有限公司

科尼起重机集团

美国特科阿普液压扳手公司

咨询/认证/评估/培训

机构名称

中国气象局风能太阳能资源评估中心

浩瀚国际风电中心

北京计鹏信息咨询有限公司

中国船级社产品处

英国Garrad Hassan伙伴有限公司北京代表处(GH)公司

通标标准技术服务有限公司

诺德麦康国投风电设备有限公司

黑龙江省国测风力资源评估中心

河北省电力勘察设计院

中国气象科学研究所

黑龙江省电力勘察设计院

中国福霖风能开发公司

中国水电顾问集团中南勘测设计研究院

河北省电力勘测设计研究院

苏州白鹭风电职业技术培训中心

风力发电投资商/运营管理/风场

机构名称

中国水利投资集团投资开发部

中国节能投资公司

大唐发电集团

华能集团公司

EVER E控股集团公司

美国美腾能源集团有限公司北京代表处

辽宁恒祥风力发电科技开发有限公司

中国广东核电集团公司

中国水利投资集团投资开发部

浙江华仪风能开发有限公司

世纪恒丰控股有限公司

国电龙源集团

中国水利水电建设集团公司

风电行业大专院校/科研院所及行业组织

机构名称

中国农机工业协会风能设备分会

中国资源综合利用协会可再生资源专业委员会

中国气象局风能太阳能资源评估中心

北京交通大学汕头大学能源研究所

西华大学风电技术研究所

甘肃省风能工程技术研究中心(兰州理工大学)上海玻璃钢研究所

沈阳工业大学风能技术研究所

全国风力机械标准化技术委员会

国家风力发电工程技术研究中心

上海图书馆上海科技情报研究所信息咨询与研究中心

重庆大学风力发电技术及装备研究所

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