风电发电机组的介绍课件.ppt

1、中能联创夏晖中能联创夏晖1风力发电机组分类中能联创夏晖中能联创夏晖2风力机械风力机械风力机械：利用风能的机械装置，可将风能转化为多种其它形式的能源，如电能、机械能、势能等；主要的风力机械：风力发电机、风力提水机、风帆、风磨、风力致热等，将风能转化为电能的机械设备简称风电机组中能联创夏晖中能联创夏晖3风力机类型风力机类型中能联创夏晖中能联创夏晖4垂直轴风力机垂直轴风力机v早在1300年前，中国已经出现一种古老的垂直轴风车，它利用风力来提水灌溉。v在1000年前，约公元700年时，波斯国建造了垂直转轴的风车带动他们磨谷的石磨中能联创夏晖中能联创夏晖5垂直轴风力机垂直轴风力机v阻力型风力机v杯式转子

2、v萨沃尼斯式风轮（简称S轮）机中能联创夏晖中能联创夏晖6垂直轴风力机垂直轴风力机v升力型风力机Darrieus式风轮v弯叶片和直叶片v形和H形、形中能联创夏晖中能联创夏晖7垂直轴风力机垂直轴风力机中能联创夏晖中能联创夏晖8水平轴风力机v水平轴风力机的最大风能利用系数一般高于垂直轴风力机，v技术相对成熟稳定，商业化程度高v叶片受交变的重力应力作用，疲劳寿命短v由于对风的延迟，带来对风损失v主要部件位于高空，结构复杂，维护不便中能联创夏晖中能联创夏晖9v水平轴v上风向v三叶片v气动叶尖刹车v失速调节v固定转速 v双绕组异步鼠笼式发电机水平轴风力机（丹麦技术）中能联创夏晖中能联创夏晖10目前中国的主

3、要机组类型目前中国的主要机组类型中能联创夏晖中能联创夏晖11NEG-Miconv三叶片，水平轴，上风向，异步发电机v定桨距失速调节中能联创夏晖中能联创夏晖12v三叶片，水平轴，上风向v变桨距功率调节v部分或全变速设计中能联创夏晖中能联创夏晖13Vestas 2MW中能联创夏晖中能联创夏晖14v三叶片，水平轴，上风向，绕线式发电机v变桨距双馈发电调节华锐1.5MW中能联创夏晖中能联创夏晖15金风（GoldWind)v三叶片，水平轴，上风向，异步发电机v定桨距失速调节v引进德国技术中能联创夏晖中能联创夏晖16金风（GoldWind)中能联创夏晖中能联创夏晖17其他风电机组类型v单叶片风电机组v叶片

4、数量少，造价低，v叶片无需配对，通用性好v牺牲了部分叶片的效率v转速高，噪音控制困难中能联创夏晖中能联创夏晖18其他风电机组类型v两叶片风电机组中能联创夏晖中能联创夏晖19其他风电机组类型v多叶片风电机组v两叶片风电机组中能联创夏晖中能联创夏晖20其他风电机组类型中能联创夏晖中能联创夏晖21其他风电机组类型v大型直驱风电机组中能联创夏晖中能联创夏晖22v功率调节方式定桨距失速调节变桨距调节主动失速调节(混合失速)v转速变化范围固定转速(含双速方式)部分变转速(80%-110%)全范围变转速(40%-110%)主流风力发电机组类型中能联创夏晖中能联创夏晖23定桨距失速调节中能联创夏晖中能联创夏晖

5、24变桨距功率调节中能联创夏晖中能联创夏晖25v优点设计简单，可靠 造价低维护量少直接并网v缺点气动效率低，起动性差叶片重量大机组动态载荷大输出功率随风速波动大需要电网提供部分无功功率定桨距失速调节中能联创夏晖中能联创夏晖26v优点气动效率高，桨叶受力较小起动性能好输出功率随风速波动相对较小高风速区段载荷小，能够尽可能多的捕获风能v缺点结构比较复杂故障率相对较高设备造价较高中能联创夏晖中能联创夏晖27v优点气动效率高起动性能好输出功率随风速波动相对较小高风速区段能够尽可能多的捕获风能v缺点结构比较复杂故障率相对较高设备造价较高中能联创夏晖中能联创夏晖28固定转速风力机组v优点设计简单，可靠性高

6、 造价低维护量少可以直接并网v缺点气动效率低，起动性差机组动态载荷大输出功率随风速波动大需要电网提供部分无功功率中能联创夏晖中能联创夏晖29变转速风力机组v优点v气动效率高，对风能的利用充分v机械传动系统的冲击应力小v功率输出相对变化率低v机组结构重量小v缺点v功率对电压波动敏感v设备造价高v维护量大，维护难度高中能联创夏晖中能联创夏晖30双馈式发电机双馈式发电机v优点使用标准绕线式发电机变流器容量仅为发电机额定容量的30-40%v缺点控制系统复杂，维护工作量大转速变化范围小 中能联创夏晖中能联创夏晖31直驱同步发电机直驱同步发电机v优点不需要增速箱不吸收电网的无功v缺点发电机体积大，笨重，复

7、杂变流器容量为发电机额定容量的100-110%中能联创夏晖中能联创夏晖32普通同步发电机普通同步发电机v优点发电机体积相对小不吸收电网的无功v缺点仍需要增速箱变流器容量为发电机额定容量的100-110%中能联创夏晖中能联创夏晖33中能联创夏晖中能联创夏晖34中能联创夏晖中能联创夏晖352008年中国风电装机统计序号省2007累计2008新增2008累计序号省2007累计2008新增2008累计1内蒙古15631902172250373544013浙江473501472801946302辽宁515310734450124976014山西50001225001275003河北49145061925

8、0111070015云南078750787504吉林612260457200106946016北京4950015000645005黑龙江40825042805083630017海南870049500582006江苏29375035450064825018河南300047250502507甘肃33830029865063695019江西042000420008新疆29931027750057681020上海2440015000394009山东35020022210057230021湖北1360001360010宁夏3552003800039320022重庆01700170011广东2873907

9、950036689023湖南16500165012福建2377504600028375024香港80008002007年全国合计（不含台湾省）：590.6万千瓦2008年全国合计（不含台湾省）：1215.279万千瓦，当年新增624.6万千瓦仅西藏、青海、安徽、广西、贵州、四川、陕西、天津、澳门无风电装机中能联创夏晖中能联创夏晖362008年中国风电外资设备中能联创夏晖中能联创夏晖372008年中国风电内资设备中能联创夏晖中能联创夏晖38v大型化v降低机组重量结构紧凑型驱动链轻型叶片结构紧凑型齿轮箱v滑差优化技术v双馈发电机技术v永磁发电机未来风电技术发展趋势中能联创夏晖中能联创夏晖39v机组

10、单机容量不断增加，设备成本不断降低年份年份容量容量叶片长度叶片长度1995600 kW22 m19992 MW Vestas34 m20033.6 MW GE50 m20034.5 MW Enercon52 m20045.0 MW Repower,5.0 MW Pfleiderer61.5 m中能联创夏晖中能联创夏晖40v目前主要大型机组制造商容量(MW)叶轮直径.(m)技 术REPower5.01252级行星，1级斜齿，主轴由两个巨大的轴承支撑，传统设计，叶片61.5 m(19T).机头总重350TPfleiderer5.0116Multibird,单级行星齿轮传动比1:10,发电机转速 1

11、50 rpm,变速5.9 至 15.1 rpm,机头总重290TEnercon4.5112直驱，机头总重-500TNEG-Micon 4.21102 级行星，1级斜齿，变速，双馈感应电机，叶片54米，机头总重214TGE Wind3.51042 级行星，1级斜齿，变速8.5至15.3 rpm,双馈感应电机Vestas4.5120紧凑型驱动链，单主轴轴承，2 级行星，1级斜齿，机头总重 145T中能联创夏晖中能联创夏晖41S.No.公司公司容量容量(MW)叶轮直径叶轮直径(M)机头总重量机头总重量(吨吨)1.Enercon4.51125002.RE Power5.0126.53503.Pflei

12、derer5.01162904.NEG Micon4.21102145.Vestas4.5120145降低机舱总重量降低造价降低安装成本对系统受力有利中能联创夏晖中能联创夏晖42大型叶片的制造年份年份容量容量叶片长度叶片长度1995600 kW22 m19992 MW34 m20033.6 MW50 m20034.5 MW52 m20045.0 MW61.5 m叶片占总重量的10至14%占总成本的15 至 20%v不断降低叶片的重量和成本v优化气动设计v材料最小设计，细叶片v对叶根的挠度受力和振动降低到最小化v使用更轻，强度更大的材料v使用碳纤维是一种方案，但成本是玻璃纤维的10倍v探索使用木

13、环氧和凯夫拉尔纤维中能联创夏晖中能联创夏晖43世界上最大的风机叶片LM 61.5P已经装配在REpower Systems AG的120米高5兆瓦风机样机上中能联创夏晖中能联创夏晖44大型叶片的制造中能联创夏晖中能联创夏晖45大型叶片的制造中能联创夏晖中能联创夏晖46v轮毂直接与轴承相连v如:Vensys2.5 MWvVestasV90-3MWv轮毂直接安装在单级齿轮箱的行星齿轮上v如：multibird,Pfleiderer 5MW中能联创夏晖中能联创夏晖47结构紧凑型机组中能联创夏晖中能联创夏晖48结构紧凑型机组中能联创夏晖中能联创夏晖49v允许鼠笼型电机转速在100-110%范围变化v降

14、低塔架的应力水平和基础的成本（1.5 to 2.0 MW 风力机基础重量最多可减少 50T)v减小输出功率的波动v降低传动系统的冲击载荷v故障率高中能联创夏晖中能联创夏晖50v允许绕线式电机转速在80-110%范围变化v降低塔架的应力水平和基础的成本（1.5 to 2.0 MW 风力机基础重量最多可减少 50T)v减小输出功率的波动v降低传动系统的冲击载荷v控制规律实现困难，故障率高中能联创夏晖中能联创夏晖51vVensys 62,1.2 MW,直驱vZephyros Z-72,2.0 MW,直驱,4000 VvPfleiderer 116,5.0 MW,变速vLagerway,2.0 MW,直驱ABB开发永磁机，直驱中能联创夏晖中能联创夏晖52前沿技术探索中能联创夏晖中能联创夏晖53垂直轴风力机的变化v巨大的叶片使叶片的重量和自身应力不断增加v复杂形状需要一次成型、整体运输，需要昂贵的制造和运输费用v叶片截面形状简单，无变化，应力小，制造成本降低v可以分段制造，现场组装，大大降低了运输成本中能联创夏晖中能联创夏晖2021