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    188宝金博页面版: 风力发电机功率调节技术综述

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    内容提示： 风力发电机功率调节技术综述阎继生封文岗牛伟(中国铝业山西分公司北方工业大学)摘要：本文介绍了风力发电机的两类功率调节方式，并进行了分析比较。关键词：风力发电机功率调节变桨距控制0引言随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力。一方面，煤炭、石油和天然气等石化燃料的储量，由于上世纪下半叶的大量开采而日益减少：另一方面，是大量使用石化燃料对自然环境产生了严重的污染和破坏。这两方面的问题已经引起世界各国政府和人民的高度重视，并在积极寻求能源的可持续发展。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源因其使用便捷，可再...

    文档格式：PDF | 页数：1 | 浏览次数：212 | 上传日期：2015-03-03 04:38:51 | 文档星级：
    风力发电机功率调节技术综述阎继生封文岗牛伟(中国铝业山西分公司北方工业大学)摘要：本文介绍了风力发电机的两类功率调节方式，并进行了分析比较。关键词：风力发电机功率调节变桨距控制0引言随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力。一方面，煤炭、石油和天然气等石化燃料的储量，由于上世纪下半叶的大量开采而日益减少：另一方面，是大量使用石化燃料对自然环境产生了严重的污染和破坏。这两方面的问题已经引起世界各国政府和人民的高度重视，并在积极寻求能源的可持续发展。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源因其使用便捷，可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展，发展潜力巨大。而随着世界经济的快速发展和激烈的竞争，新能源发电尤其是风力发电技术越来越受到世界各国的普遍重视。1风力发电机的功率调节功率调节是风力发电机关键技术之一，目前投入运行的机组主要有两类功率调节方式：一类是定桨距失速控制：另一类是变桨距控制。1．1定桨距失速控制叶片固定安装在风轮上，角度不能改变，风力机的功率调节完全依叶片的气动特性，称为定桨距风力发电机组。这种机组的输出功率随风速的变化而变化，从Cp的关系看，难以保证在额定风速之前C。最大，特别是在低风速段。这种机组通常设计有两个不同功率，不同极对数的异步发动机。大功率高转速的发动机工作于高风速区，小功率低转速的发动机工作于低风速区，由此来调整入，追求最佳Cp。当风速超过额定风速时，通过叶片的失速或偏航控制降低Cp，从而维持功率恒定。实际上难以做到功率恒定，通常有些下降。1．2变桨距控制为了尽可能提高风力机风能转换效率和保证风力机输出功率平稳，风力机可进行桨距调整。叶片不是固定在风轮轮毅上，在定桨距基础上加装桨距调节环节，使桨叶可绕自身轴转动，称为变桨距风力机组。比较来看，定桨距失速控制风力机机构简单，部件少，造价低，并具有较高的安全系数，利于市场竞争。但失速型叶片本身结构复杂，成型工艺难度也较大，随着功率增加，叶片加长，所承受的气动推力增大，叶片的失速动态特性不易控制，使制造更大机组受到限制。变桨距型风力机在各种工况下《起动、正常运转、停机)可按最佳参数运行，使输出功率曲线得到优化，可使桨叶和整机的受力状况大为改善，还可以使发动机在额定风速以下的工作区段有较高的发电量，而在额定风速以上高风速区段不超载，不需要过载能力大的发动机，当然它的缺点是需要有一套比较复杂的变距调节机构。随着风力筮鱼垫蕉查的丕断越塾皇蕉星：匝垄蕉鱼熟的自动丝猩鏖握直，童苤( 上接第225页)+25．47+24．84+24．79+24．85+24．62+24．76+24．65+24 43+24．72+24．46+249+2442+2432+24．7+2457+247Y24=1426KW送热风机P=I．732× U × I× cosO日耗功率P=I．732× 0．85× 380× (31．22+31．2+31．16+31．28+31．34+35．71+3569+35．71+34．71+30．87+26．65+27．17+28．63+27．65+29．89+29．85+29．83+27．99+27．47+27．41+27．1 7+26．05+30．33+) ／24=1 6．96KW四台风机每日共耗电=( 14．26X24× 2) +( 16．96X24× 2)=1498．88度变频改造后风机日耗电量平均节省1381．12．度，。每年( 按工作9个月计算) 可节省电费186451．2元( 按平均每度电费O ．5元实用科技，距的风力发电机的优越性显得更加突出和必要，从今后的发展趋势来看，在大型风力发电机组中将会普遍采用变桨距技术。2变桨距控制原理及其控制过程变桨距控制( Acti vePi tch Contr01) 技术简单来讲，就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。从目前的国内外风电控制技术发展来看，变桨距控制主要有两种方案，即统一变桨距控制( Col l ecti veContr01)和独立变桨距控制(Indi vi dualPi tchPi tch Controlo2．1统一变桨距控制统一变桨距是指风力机所有叶片的节距角13均同时改变相同的角度。统一变桨距是最先发展起来的变桨距方法，目前应用也最为成熟。统一变桨控制根据系统运行状态分为速度控制和功率控制，其控制框图如图一所示。2．2独立变桨距控制独立变桨距是指风力机的每支叶片根据自己的控制规律独立地变化节距角13。独立变桨距控制是近几年在统一变桨距的基础上发展起来的新型变桨距控制理论和方法。由于水平轴大型风力发电机组存在风切效应、塔影效应等不可避免的干扰因素，使得作用在风轮叶片和塔架等部件上的载荷存在时间上和空间上的不均匀性。风力发电机组容量越大，风轮直径越大，载荷的不均匀性越严重。3变桨距系统驱动方案目前，国内外已投入使用的风力发电机组的变桨距系统主要有两种驱动方案，一是液压驱动，另一是电机驱动。液压驱动变桨距系统具有响应快、扭矩大、运行平稳、可与偏航、制动等系统共用油源便于集成化布置等优点，多用于大型风力发电机组的统一变桨距结构，其主要缺点是油液的泄漏问题。电机驱动变桨距系统具有结构简单、无泄漏等优点，便于实现独立变桨距控制，其主要缺点是随着机组容量的增大，电机惯量也增大，使动态响应特性变坏，而且频繁的调节桨叶，容易使电机因过热损坏。参考文献：?马洪飞，徐殿国．几种变速恒频风力发电系统控制方案的对比分析【J 】．电工技术杂志．2000，10 1—4【2】叶杭冶．风力发电机组的控制技术．北京机械工业出版社．2002．【3】张洋，李强，张晓东．“ 风力发电机组控制技术综述” ．水利电力机械．!!竺兰：望竺!!兰兰：翌．计算)，效果显著。5结束语这次变频技术改造获得很大的成功，因此，我们决定对全厂风机进行技术改造。提高控制精度，节能降耗，使砖厂在市场竞争中处于有利位置。参考文献：|1l 白铭声，陈祖苏．流体机械煤炭工业出版社．1983年12月【2l 宫淑华．电机学．煤炭工业出版社．1986年3月【3l 程隆贵．f氐压电器．福建科学技术出版社．2007年5月【4J 刘美。淦涤τ糜胛ぜ际酰泄缌Τ霭嫔纾2008年1月【5J 方承远．工厂电气控制技术．机械工业出版社．2000年10月 万方数据

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