【正文】 ? 單位時(shí)間內(nèi)的能量 —— 功率 : W= 1/2 ?A V3 ? 計(jì)算一年中風(fēng)能的大小，要考慮風(fēng)速的分布情況，而不能簡(jiǎn)單使用年平均風(fēng)速。 ? 風(fēng)速在某一時(shí)間段內(nèi)平均，如 10分鐘； ? 在計(jì)算風(fēng)速頻率時(shí)，通常把風(fēng)速改變的間隔定為 1m/s，如 ~， ~； ? 按風(fēng)速的大小，落到哪個(gè)區(qū)間，哪個(gè)區(qū)間的累加值加 1。 ? 障礙物 風(fēng)流經(jīng)障礙物后，將產(chǎn)生不規(guī)則的渦流，使風(fēng)速降低。 ?風(fēng)速的季節(jié)變化： 一年之中，風(fēng)的速度也有變化。 —— 具有隨機(jī)性因而不可控制。通常說的 西北風(fēng) 、 南風(fēng) 等即表明的就是風(fēng)向。 四、制動(dòng)解除 ? 當(dāng)自起動(dòng)條件滿足時(shí)，控制葉尖擾流器的電磁閥打開，壓力油進(jìn)入葉片液壓缸，擾流器被收回與葉片主體合為一體。 ? 發(fā)電機(jī)未并入電網(wǎng)，但機(jī)組已處于工作狀態(tài)，控制系統(tǒng)已經(jīng)做好切入電網(wǎng)的一切準(zhǔn)備： — 機(jī)械剎車松開； — 葉尖阻尼板收回； — 葉輪處于迎風(fēng)位臵； — 液壓系統(tǒng)的壓力保持在設(shè)定值上； — 風(fēng)況、電網(wǎng)和機(jī)組的所有狀態(tài)參數(shù)均在控制系統(tǒng)檢測(cè)之中，一旦風(fēng)速增大，轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)即可并網(wǎng)。 二、間接并網(wǎng) ?將同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電通過逆變器并入電網(wǎng)。 ? 儲(chǔ)存能量 —— 轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能、勢(shì)能、熱能等能量形式，加以存儲(chǔ)或使用。 — 滑差率 ? 定義： n1 n為 轉(zhuǎn)速差（滑差） ； s = (n1 n)/ n1 100%為 滑差率 ? 異步電動(dòng)機(jī)的滑差率一般為 ~6%。 故稱為同步發(fā)電機(jī)。 對(duì)于上風(fēng)式風(fēng)力機(jī)，要注意 負(fù) 錐角效應(yīng) 陀螺效應(yīng) 葉輪偏航時(shí)，槳葉除受到氣動(dòng)力的作 用外，還受有離心力和旋轉(zhuǎn)慣性力，在槳 葉中產(chǎn)生附加力矩 —— 陀螺效應(yīng) ，附加力 矩的大小為： M = 2 I ? ?1 三、輪轂 ? 兩種形式的輪轂：球形和叉形。 ? 葉片的中間結(jié)構(gòu)需要考慮葉片的強(qiáng)度、剛度、慣性、重量等因素。 ? 作用： — 決定葉輪的力矩特性，尤其是起動(dòng)力矩； — 決定葉輪的重量與材料成本 其它參數(shù) 葉輪中心離地面高度 H 取決于安裝地點(diǎn)（山谷、丘陵等），垂直風(fēng)梯度，安裝條件，單機(jī)容量等因素。通常 可取 68 。 ? 葉輪的空氣動(dòng)力性能主要取決于它的氣動(dòng)設(shè)計(jì)。 葉素上的受力分析 ? 在 W的作用下，葉素受到一個(gè)氣動(dòng)合力元 dR，可分解為平行于 W的阻力元 dD和垂直于 W的升力元 dL。 解得： a=1和 a=1/3。 因此： ?SV2(V1V2)= 1/2 ?SV (V21_ V22) 整理得： V=1/2 (V1+V2) 即穿越葉輪的風(fēng)速為葉輪遠(yuǎn)前方與遠(yuǎn)后方風(fēng) 速的均值。 ? 半徑 r處的槳葉剖面：距葉輪軸線 r處用垂直于葉片軸線的平面切出的葉片截面。 ? 當(dāng) ?=?0(0)時(shí)， CL=0，表明無(wú)升力。又稱扭轉(zhuǎn)力矩。 ? 厚度：翼弦垂直方向上上下翼面間的距離。 結(jié)論： 由于機(jī)翼上下表面所受的壓力差，使得機(jī) 翼得到向上的作用力 —— 升力 。 側(cè)面形狀不同的幾種物體 二、阻力與升力 ? 阻力 ： 當(dāng)氣流與物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣流對(duì)物體的平行于氣流方向的作用力。 二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要機(jī)型 ? 按葉輪轉(zhuǎn)速是否恒定分： — 定速風(fēng)力機(jī) — 變速風(fēng)力機(jī) ? 按葉片與輪轂的聯(lián)接方式分： — 定槳距 （失速型）機(jī)組 — 變槳距機(jī)組 ?其它機(jī)型 — 主動(dòng)失速型 — 無(wú)齒輪箱型 — 海上機(jī)組 ? 基本特征 — 水平軸 — 三葉片 — 上風(fēng)式 — 雙速發(fā)電機(jī) ? 機(jī)型的發(fā)展趨勢(shì) — 定槳距 —— 〉 變槳距 — 定速型 —— 〉 變速型 — Kw級(jí) —— 〉 MW級(jí) — 有齒輪箱式 —— 〉 直接驅(qū)動(dòng)式 三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的關(guān)鍵技術(shù) ? 機(jī)組的設(shè)計(jì)方法與技術(shù) ? 葉片的設(shè)計(jì)與制造技術(shù) — 氣動(dòng)設(shè)計(jì) — 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) — 制造工藝 ? 機(jī)組控制技術(shù) — 功率控制技術(shù) — 載荷控制技術(shù) — 并網(wǎng)技術(shù) — 遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù) 第二章 風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)理論 ? 葉片的空氣動(dòng)力特性 ? 葉輪的空氣動(dòng)力模型 167。 — 偏航系統(tǒng)：使葉輪可靠地迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)并解纜。一般情況下，各流線彼此不會(huì)相交如圖所示。 — 根據(jù) 伯努利方程 ： P = Pi +1/2 * ? Vi2 即：氣體總壓力 =靜壓力 +動(dòng)壓力 =恒定值 考察翼型剖面氣體流動(dòng)的情況： ① 上翼面突出 ，流場(chǎng)橫截面面積減小，空氣流速大， 即 V2V1。 ? 下翼面：平緩的翼型表面。 L R M ? V C ? 由于機(jī)翼上下表面所受的壓力差，實(shí)際上存在著一個(gè)指向上翼面的合力，記為 R。 ? 當(dāng) ?=?CT時(shí)， CL達(dá)到最大值 CLmax。 葉輪空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 葉輪的作用 ： 將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 一、葉輪的幾何描述 ? 葉輪軸線：葉輪旋轉(zhuǎn)的軸線。 — 該幾何螺旋線 與 r處翼剖面 的弦線相切。 又 V V1且 V 0 ，有 1a0。 ? 翼型剖面 ： — 弦長(zhǎng) C，安裝角 ?。 ? 偏航系統(tǒng)： 偏航軸承、偏航齒輪、偏航電機(jī)及減速器及其控制子系統(tǒng) ? 其它機(jī)件：機(jī)艙、塔架、提升裝臵 167。與葉片數(shù)及實(shí)度有關(guān)。 ? 取值： 對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，由于尖速比較高，要求有較高的轉(zhuǎn)速，起動(dòng)風(fēng)速高，因此，可取較小的實(shí)度。 二、葉片 ? 一個(gè)葉片大致分成四部分：葉根、厚翼型段、正常翼型段、葉尖段。 ? 各作用力的影響 葉片的附加載荷 ? 陣風(fēng)期間，風(fēng)速在一秒內(nèi)可變化 15~20m/s甚至更多，風(fēng)向在一秒內(nèi)可改變幾十度。 ? 該交流電的頻率取決于轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù) p及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n： f=pn/60(Hz)，當(dāng) n改變時(shí)， f也改變。 ? 由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流是靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，故又稱為感應(yīng)（式）電動(dòng)機(jī)。一般 6極發(fā)電機(jī)的額定功率設(shè)計(jì)成 4極發(fā)電機(jī)的 1/4到 1/5。 — 葉輪轉(zhuǎn)速恒定（同步發(fā)電機(jī)）或接近恒定（異步發(fā)電機(jī)）。 發(fā)電機(jī) 自動(dòng)并網(wǎng)開關(guān) 雙向晶閘管 電網(wǎng) — 轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)輸出功率，雙向晶閘管自動(dòng)關(guān)閉，發(fā)電機(jī)輸出電流通過自動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)流向電網(wǎng) ? 示意如圖 167。 ? 偏航角度通過風(fēng)向儀測(cè)定。 ? 全球性氣流 、 海風(fēng)與陸風(fēng) 、 山谷風(fēng) 的形成大致都如此。 N NNW NNE