槳葉可變風力發(fā)電機設(shè)計(更新版)
【正文】 變化甚微，可假設(shè)密度為常數(shù)。長度超過80m的葉片已經(jīng)成功運行，葉片的長度每增加1m，風力機可捕捉的風能就會顯著增加。由于風速、風向隨機變化，引起葉片攻角不斷變化，導致風電機組的效率和功率的波動，并使傳動力矩產(chǎn)生振蕩，影響電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定性。例如，歐美都公布了2030 年風電滿足20%甚至更多電力需求的宏大目標，這也為全球風電的長期發(fā)展定下了基調(diào)。20世紀末，世界每年風電裝機容量已近20%的增長速度發(fā)展，風電成為世界諸能源中發(fā)展最快的能源。早在公元前200年，人類就開始利用風能了。與2007 年相比，美國保持第1 名，中國超過西班牙從第3 名上升到第2 名，印度超過德國和西班牙從第5名升至第3 名，前3 名的國家合計新增裝機容量占全世界的60%[4]。據(jù)資料統(tǒng)計，我國10 m 高度層風能資源總量為3226GW，其中陸上可開采風能總量為253GW，加上海上風力資源，我國可利用風力資源約為1000GW。但變槳矩技術(shù)也存在著一些缺點。當風速較低時，葉片會完全伸展，以最大限度的生產(chǎn)電力；隨著風速增大，輸出電力會逐步增至風力機的額定功率，一旦風速超過這一峰值，葉片就會回縮以限制輸電量；如果風速繼續(xù)增大，葉片長度將會繼續(xù)縮小至最短。在極端情況下（），流管堵塞，同樣得不到功率。風輪直徑可按 計算，式中———發(fā)電機效率； ———傳動效率； ———風力機的輸出功率。（2） 原理 執(zhí)行器 控制器 傳感器 風速 輸出功率 擾動輸入量控制系統(tǒng)：槳葉長度可變的風力發(fā)電機的定性功率曲線如下圖所示。2. 控制器：控制器通常為一個實時的工業(yè)控制系統(tǒng)，具有專用的微處理器，并通過該微處理器，并通過該微處理器運行主控軟件來處理特定的控制算法。有的采用玻璃纖維或其它復合材料蒙皮則效果更好。眾所周知風特性的不確定性（如風廓線和湍流）可能導致嚴重低估風力發(fā)電機的極限載荷，如葉片、主軸、支撐塔筒、齒輪箱和傳輸系統(tǒng)載荷等，這也導致這些機械部件中的一個和多個過早的失效。參考文獻：[1] 左然、施明恒、王希麟. 《可再生能源概論》. 機械工業(yè)出版社. 2013年8月.[2] 范海寬. 《風力發(fā)電技術(shù)及應用》. 北京大學出版社. 2013年6月.[3] Sathyajith Mathew、Geeta Susan Philip. 《風能轉(zhuǎn)換技術(shù)進展》. 2014年1 月.[4] 廖明夫、. 《風力發(fā)電技術(shù)》. 2009年3月.[5] 1009—5306(2008)01—0047—04. 關(guān)偉 、盧巖. 《國內(nèi)外風力發(fā)電概況及發(fā)展方向》. 2008年2月第36卷 第1期(總第194期).
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