風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組成部件和功用-資料下載頁(yè)
2025-05-16 08:49本頁(yè)面
【正文】 0。 （331）式中：h——接近風(fēng)力機(jī)的障礙物高度；C——由障礙物頂點(diǎn)到風(fēng)輪掃掠面最低點(diǎn)的距離；常取C=~；R——風(fēng)輪半徑。塔架的基本形式有4種：?jiǎn)喂芾€式、桁架拉線式、桁架式和圓臺(tái)（或棱臺(tái)）式（見(jiàn)圖3326）。圖3326 塔架的基本結(jié)構(gòu)形式（1） 單管拉線式（圖3326a）。塔架由一根鋼管和3~4條拉線組成。它具有簡(jiǎn)單、輕便、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。微型風(fēng)力機(jī)幾乎都采用這種形式的塔架。（2） 桁架拉線式（圖3326b）。它是由鋼管或角鋼焊接而成的桁架，再輔以3~4根拉線組成。桁架的斷面形狀常見(jiàn)的有等邊三角形和正方形兩種。中、小型風(fēng)力機(jī)常常采用這種形式塔架。（3） 桁架式（圖3326c）。它是由鋼管或角鋼焊接而成的底大頂小的桁架，其斷面最常用的是正方形，也有采用多邊形的，它不設(shè)拉線。下風(fēng)式的中、大型風(fēng)力機(jī)多采用這種結(jié)構(gòu)形式的塔架。（4） 圓臺(tái)（或棱臺(tái)）式（圖3326d）。它是由鋼板卷制（或軋制）焊接而成的上小下大的圓臺(tái)（或棱臺(tái)）。機(jī)組的動(dòng)力盤(pán)或控制柜通常就裝在塔架的內(nèi)壁上，無(wú)需再建控制室，塔內(nèi)有直梯通向機(jī)艙。它結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀。近年來(lái)，上風(fēng)式大型風(fēng)力機(jī)多采用這種形式的塔架。2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)微機(jī)控制現(xiàn)代大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本上都是微機(jī)控制。微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)、停機(jī)，自動(dòng)并網(wǎng)、解列（脫網(wǎng)），自動(dòng)調(diào)向，多臺(tái)發(fā)電機(jī)的自動(dòng)切入、切除，補(bǔ)償電容的自動(dòng)切入、切除；電纜的自動(dòng)解繞；風(fēng)電機(jī)組及電網(wǎng)有故障的自我診斷并自動(dòng)采取保護(hù)措施；風(fēng)電機(jī)組故障不能自我處理時(shí)自動(dòng)停機(jī)并自動(dòng)在微機(jī)終端輸出故障原因請(qǐng)求修理；風(fēng)電機(jī)組的遠(yuǎn)距離控制等，使現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本達(dá)到了無(wú)人現(xiàn)場(chǎng)值守的程度。風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行中，各傳感器采集風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行中的各種運(yùn)行參數(shù)：風(fēng)電機(jī)組的電壓、電流、頻率；電網(wǎng)的電壓、電流、頻率；風(fēng)向、風(fēng)速、液壓的壓力、油溫、發(fā)電機(jī)溫度、增速器內(nèi)油溫、電纜纏繞、塔架振動(dòng)、機(jī)艙振動(dòng)等，微機(jī)會(huì)根據(jù)這些信息按已編好的程序執(zhí)行各種相應(yīng)的指令，實(shí)施風(fēng)電機(jī)組的自控或遠(yuǎn)程控制。計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自動(dòng)控制提供了有利條件，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。3 關(guān)于風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能問(wèn)題風(fēng)能是隨機(jī)性能源，具有間歇性。將風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的、用之有余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，以待無(wú)風(fēng)（或小風(fēng)）時(shí)好持續(xù)供電，是很有必要的。然而這一問(wèn)題直到目前，尚沒(méi)得到完美的解決。下面介紹幾種還在應(yīng)用或研究中的儲(chǔ)能方法。（1） 蓄電池蓄能當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能后，除向負(fù)荷供電外，多余的電能，可以向蓄電池充電，將能量?jī)?chǔ)存在蓄電池內(nèi)，用電時(shí)再輸出。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中經(jīng)常采用鉛電池（亦稱蓄電池）或鎳鎘電池（也稱堿性蓄電池）。如圖334中之“8”所示。蓄電池儲(chǔ)能被廣泛應(yīng)用，但蓄電池使用維護(hù)比較煩瑣；酸性蓄電池壽命較短，堿性蓄電池價(jià)格較高；蓄電池的容量有限，欲多儲(chǔ)能，勢(shì)必造成設(shè)備龐雜。（2） 飛輪蓄能近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，有很多人設(shè)想用風(fēng)力機(jī)發(fā)出的過(guò)剩的電驅(qū)動(dòng)帶一個(gè)大飛輪的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；或者在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸上再裝上一個(gè)大飛輪，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)以動(dòng)能的形式將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。當(dāng)風(fēng)力微弱時(shí)，儲(chǔ)存在飛輪中的動(dòng)能被釋放出來(lái)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或直接驅(qū)動(dòng)需動(dòng)能的機(jī)械作功。但是，存在待解決的問(wèn)題：一是要想儲(chǔ)存能量多，就得將飛輪做得很大，或者使其轉(zhuǎn)速很高。飛輪太大，勢(shì)必笨重；轉(zhuǎn)速太高，材質(zhì)強(qiáng)度不夠就會(huì)開(kāi)裂。二是飛輪在釋放其儲(chǔ)存的能量時(shí)，其轉(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)地減少，若無(wú)一套理想的跟蹤其轉(zhuǎn)速的變速裝置，就難以滿足飛輪所拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)或其它作功機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速的要求。（3） 抽水蓄能在地形條件適合的地點(diǎn)可以采用這種蓄能方法。當(dāng)風(fēng)力強(qiáng)而負(fù)荷所需電能較少時(shí)，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的多余電能帶動(dòng)抽水機(jī)，將低處的水抽到高處的水庫(kù)中儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)無(wú)風(fēng)或風(fēng)力弱時(shí)，將高處水庫(kù)中的水釋放出來(lái)流向低處并推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種蓄能方式比較適合在水庫(kù)的水力發(fā)電站附近建有風(fēng)電場(chǎng)的情況，國(guó)外已有應(yīng)用。（4） 電解水儲(chǔ)能用多余的風(fēng)電去電解水，使水分解成氫和氧，將其分別壓縮到鋼瓶或儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)起來(lái)。待用電負(fù)荷增加或風(fēng)弱時(shí)，把氫和氧在燃料電池中進(jìn)行反應(yīng)生成電能，或用燃?xì)鋬?nèi)燃機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。電解水儲(chǔ)能是一種有發(fā)展前途的方法，但是需要較復(fù)雜的設(shè)備。（5） 壓縮空氣蓄能利用多余的風(fēng)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，再由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮后儲(chǔ)入罐中，或儲(chǔ)存在地下巖洞或廢棄的礦坑內(nèi)；在無(wú)風(fēng)期或用電負(fù)荷達(dá)到高峰時(shí)，則以儲(chǔ)存的壓縮空氣為動(dòng)力推動(dòng)渦輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種儲(chǔ)能方式受資金和條件限制，尚未進(jìn)和實(shí)用階段。（6） 研討中的其它蓄能方法有人探討地，用多余的風(fēng)電驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)把重物升起，以位能的形式貯存能量。用電時(shí)讓重物下降，設(shè)法將釋放的能量轉(zhuǎn)換成電能。用風(fēng)力致熱裝置把水加熱，這是以熱能的形式貯存能量，若將熱能再轉(zhuǎn)變成電能使用，需要熱水得有足夠的容量和溫度。隨著高溫超導(dǎo)磁技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的進(jìn)步和高強(qiáng)度復(fù)合材料的出現(xiàn)，美國(guó)、日本以及我國(guó)，正在研制儲(chǔ)存能量“MWh級(jí)”的高溫超導(dǎo)磁懸浮軸承飛輪儲(chǔ)能裝置，有望取得成功。（7） 風(fēng)電的并網(wǎng)儲(chǔ)存電能從廣義來(lái)講，并網(wǎng)發(fā)電是最簡(jiǎn)便、最有效、最有前途的“貯電”方式，多余的電送給電網(wǎng)公用，當(dāng)無(wú)風(fēng)或風(fēng)小時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)不發(fā)民或發(fā)電不夠用時(shí)，再?gòu)碾娋W(wǎng)“取電”給用電設(shè)備。值得指出的是電業(yè)管理部門(mén)，一般只允許發(fā)電額定功率大于500kW時(shí)，才可申請(qǐng)并網(wǎng)，并且對(duì)發(fā)電質(zhì)量有較嚴(yán)格的要求。 技術(shù)資料分享
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