【正文】 ，或者它也可以是較昂貴的一種，允許輸入、輸出軸共線，使結構更緊湊。傳動系統(tǒng)要按輸出功率和最大動態(tài)扭矩載荷來設計。由于葉輪功率輸出有波動，一些設計者試圖通過增加機械適應性和緩沖驅動來控制動態(tài)載荷，這對大型的風力發(fā)電機來說是非常重要的，因其動態(tài)載荷很大，而且感應發(fā)電機的緩沖余地比小型風力機的小。異步發(fā)電機永磁發(fā)電機是一種將普通同步發(fā)電機的轉子改變成永磁結構的發(fā)電機，常用的永磁材料有鐵氧體（BaFeO）、釤鈷5(SmCo)等，永磁發(fā)電機一般用于小型風力發(fā)電機組中。異步發(fā)電機是指異步電機處于發(fā)電的工作狀態(tài)，從其激勵方式有電網(wǎng)電源勵磁發(fā)電（他勵）和并聯(lián)電容自勵發(fā)電（自勵）兩種情況。1電網(wǎng)電源勵磁發(fā)電：是將異步電機接到電網(wǎng)上，電機內的定子繞組產(chǎn)生以同步轉速轉動的旋轉磁場，再用原動機拖動，使轉子轉速大于同步轉速，電網(wǎng)提供的磁力矩的方向必定與轉速方向相反，而機械力矩的方向則與轉速方向相同，這時就將原動機的機械能轉化為電能。在這種情況下，異步電機發(fā)出的有功功率向電網(wǎng)輸送；同時又消耗電網(wǎng)的無功功率作勵磁作用，并供應定子和轉子漏磁所消耗的無功功率，因此異步發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電時，一般要求加無功補償裝置，通常用并列電容器補償?shù)姆绞?。２、并?lián)電容器自勵發(fā)電：并聯(lián)電容器的連接方式分為星形和三角形兩種。勵磁電容的接入在發(fā)電機利用本身的剩磁發(fā)電的過程中，發(fā)電機周期性地向電容器充電；同時，電容器也周期性地通過異步電機的定子繞組放電。這種電容器與繞組組成的交替進行充放電的過程，不斷地起到勵磁的作用，從而使發(fā)電機正常發(fā)電。勵磁電容分為主勵磁電容和輔助勵磁電容，主勵磁電容是保證空載情況下建立電壓所需要的電容，輔助電容則是為了保證接入負載后電壓的恒定，防止電壓崩潰而設的。通過上述的分析，異步發(fā)電機的起動、并網(wǎng)很方便且便于自動控制、價格低、運行可靠、維修便利、運行效率也較高、因此在風力發(fā)電方面并網(wǎng)機組基本上都是采用異步發(fā)電機，而同步發(fā)電機則常用于獨立運行方面。偏航系統(tǒng)的設計根據(jù)調向力矩的大小，可以進行齒輪傳動部分的設計計算。當驅動回轉體大齒輪的主動小齒輪的強度不能滿足時，可選用兩套偏航電機－－－行星齒輪減速器分置于風輪主輪的兩側對稱布置，每個電機的容量為總容量的一半。齒輪傳動計算可按開式齒輪傳動計算，其主要的磨損形式是齒面磨損失效，如調向力矩較大，除按照彎曲強度計算之外，應計算齒面接觸強度。值得注意的是，大多數(shù)風機的發(fā)電機輸出功率的同軸電纜在風力機偏航時一同旋轉，為了防止偏航超出而引起的電纜旋轉，應該設置解纜裝置，并增加扭纜傳感器以監(jiān)視電纜的扭轉狀態(tài)。位于下風向布重的風輪，能夠自動找正風向。在總體布置時應考慮塔架前面的重量略重一些，這樣在風機運行時平衡就會好一些。電機的切換根據(jù)風速決定是選擇小發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電，還是選擇大發(fā)電機空轉，若風速低于8米/秒，則小發(fā)電機并網(wǎng)運行且風機運行狀態(tài)切換到“投入G2”。如果風速高于8米/秒，則選擇“空轉G1”運行狀態(tài)。投入G2：小發(fā)電機接觸器閉合，發(fā)電機并網(wǎng)電流由可控硅控制到350A。一旦投入過程完成，可控硅切除，風機切換到“運行G2”狀態(tài)。風電投入小發(fā)電機發(fā)電，如果平均輸出功率在某一單位時間內太低，這是小發(fā)電機斷開且風機切換到“等待重新支轉”的狀態(tài)。如果平均輸出功率超過了限定值110KW，則小發(fā)電機切除，風機運行狀態(tài)切換到“G1空轉”。G1空轉：風機等待風速達到投入大電機的風速，一旦達到這個風速則風機就切換到“投入G1”狀態(tài)。投入G1：大發(fā)電機的接觸接通。發(fā)電機的并網(wǎng)電流由可控硅將其限定在350A。投入過程一結束，可控硅切除，風機切換到“運行G1”狀態(tài)。運行G1風機的大電機投入發(fā)電，如果功率輸出在一定的時間內少于限定值80KW，大發(fā)電機切除，風機的運行狀態(tài)切換到“切換G11G12”狀態(tài)。切換G1G2大發(fā)電機的接觸器切除小發(fā)電機的接觸器接通，可控硅將發(fā)電機的電流限定到700A，一旦投入過程完成，可控硅切除，風機轉為“運轉G2”狀態(tài)。等待再投入如果小發(fā)電機的出力小于限定值，則此運行狀態(tài)動作。此狀態(tài)下，小發(fā)電機的接觸器被切除，如果風速有效，風機就切換到“投入G2”狀態(tài)，如果風速低于限定值，風機將切換到“空轉G2”狀態(tài)。風機工作狀態(tài)之間轉變風機工作狀態(tài)之間轉變說明各種工作狀態(tài)之間是如何實現(xiàn)轉換的。提高工作狀態(tài)層次只能一層一層地上升，而要降低工作狀態(tài)層次可以是一層或多層。這種工作狀態(tài)之間轉變方法是基本的控制策略，它主要出發(fā)點是確保機組的安全運行。如果風力發(fā)電機組的工作狀態(tài)要往更高層次轉化，必須一層一層往上升，用這種過程確定系統(tǒng)的每個故障是否被檢測。當系統(tǒng)在狀態(tài)轉變過程中檢測到故障，則自動進入停機狀態(tài)。當系統(tǒng)在運行狀態(tài)中檢測到故障，并且這種故障是致命的，那么工作狀態(tài)不得不從運行直接到緊停，這可以立即實現(xiàn)而不需要通過暫停和停止。下面我們進一步說明當工作狀態(tài)轉換時，系統(tǒng)是如何動作的。1．工作狀態(tài)層次上升緊?！C如果停機狀態(tài)的條件滿足，則：1)關閉緊停電路；2)建立液壓工作壓力；3)松開機械剎車。停機→暫停如果暫停的條件滿足，則，1)起動偏航系統(tǒng)；2)對變槳距風力發(fā)電機組，接通變槳距系統(tǒng)壓力閥。暫?！\行如果運行的條件滿足，則：1)核對風力發(fā)電機組是否處于上風向；2)葉尖阻尼板回收或變槳距系統(tǒng)投入工作；3)根據(jù)所測轉速，發(fā)電機是否可以切人電網(wǎng)。2．工作狀態(tài)層次下降工作狀態(tài)層次下降包括3種情況：(1)緊急停機。緊急停機也包含了3種情況，即：停止→緊停；暫?！o停；運行→緊停。其主要控制指令為：1)打開緊停電路；2)置所有輸出信號于無效；3)機械剎車作用；4)邏輯電路復位。(2)停機。停機操作包含了兩種情況，即：暫停→停機；運行→停機。暫?！C1)停止自動調向；2)打開氣動剎車或變槳距機構回油閥(使失壓)。運行→停機1)變槳距系統(tǒng)停止自動調節(jié)；2)打開氣動剎車或變槳距機構回油閥(使失壓)；3)發(fā)電機脫網(wǎng)。(3)暫停。1)如果發(fā)電機并網(wǎng)，調節(jié)功率降到。后通過晶閘管切出發(fā)電機；2)如果發(fā)電機沒有并入電網(wǎng)，則降低風輪轉速至0。(三)故障處理工作狀態(tài)轉換過程實際上還包含著一個重要的內容：當故障發(fā)生時，風力發(fā)電機組將自動地從較高的工作狀態(tài)轉換到較低的工作狀態(tài)。故障處理實際上是針對風力發(fā)電機組從某一工作狀態(tài)轉換到較低的狀態(tài)層次可能產(chǎn)生的問題，因此檢測的范圍是限定的。為了便于介紹安全措施和對發(fā)生的每個故障類型處理，我們給每個故障定義如下信息：1)故障名稱；2)故障被檢測的描述；3)當故障存在或沒有恢復時工作狀態(tài)層次；4)故障復位情況(能自動或手動復位，在機上或遠程控制復位)。(1)故障檢測?？刂葡到y(tǒng)設在頂部和地面的處理器都能夠掃描傳感器信號以檢測故障，故障由故障處理器分類，每次只能有一個故障通過，只有能夠引起機組從較高工作狀態(tài)轉入較低工作狀態(tài)的故障才能通過。(2)故障記錄。故障處理器將故障存儲在運行記錄表和報警表中。(3)對故障的反應。對故障的反應應是以下三種情況之一：1)降為暫停狀態(tài)；2)降為停機狀態(tài)；3)降為緊急停機狀態(tài)。4)故障處理后的重新起動。在故障已被接受之前，工作狀態(tài)層不可能任意上升。故障被接受的方式如下：如果外部條件良好，一此外部原因引起的故障狀態(tài)可能自動復位。一般故障可以通過遠程控制復位，如果操作者發(fā)現(xiàn)該故障可接受并允許起動風力發(fā)電機組，他可以復位故障。有些故障是致命的，不允許自動復位或遠程控制復位，必須有工作人員到機組工作現(xiàn)場檢查，這些故障必須在風力發(fā)電機組內的控制面板上得到復位。故障狀態(tài)被自動復位后10min將自動重新起動。但一天發(fā)生次數(shù)應有限定，并記錄顯示在控制面板上。如果控制器出錯可通過自檢(WATCHDOG)重新起動。第五篇：風電規(guī)范風電標準一、風電標準體系建設隨著風電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及日趨成熟，我國已基本形成了較為完整的風電標準體系。國家能源局組織成立能源行業(yè)風電標準化技術委員會，提出了我國風電標準體系框架，主要包括6大體系29大類，涵蓋風電場規(guī)劃設計、風電場施工與安裝、風電場運行維護管理、風電并網(wǎng)管理技術、風力機械設備、風電電器設備等風電產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)。我國風電標準體系框架如表21所示。二、風電技術標準制定截至2011年底，我國已發(fā)布風電技術標準41個，待批3個，在編6個。其中，風電場規(guī)劃設計體系標準21個，風電場施工與安裝體系標準5個，風電場運行維護管理體系標準1個，風電并網(wǎng)管理技術體系標準3個，風力機械設備體系標準1個，風電電器設備體系標準9個。國標建設2011年12月，國家標準化管理委員會批準發(fā)布《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》（GB/Z 1996 32011）。新國標對于低電壓穿越、接入系統(tǒng)測試等都提出了更多和更嚴格的標準。針對脫網(wǎng)事故，新國標提出了低電壓穿越方面的約束，要求風電場并網(wǎng)點電壓跌至20％標稱電壓時，風電場內的風電機組應保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行625ms，特別的，要求風電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后2s內能夠恢復到標稱電壓的90%時，風電場內的風電機組應保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行。針對接入系統(tǒng)測試，新國標提出了當接入同一并網(wǎng)點的風電場裝機容量超過40兆瓦時，需要向電力系統(tǒng)調度機構提供風電場接入電力系統(tǒng)測試報告，累計新增裝機容量超過40兆瓦時，需要重新提交測試報告。新國標發(fā)布后一直爭議不斷，特別是對并網(wǎng)影響最大的低電壓穿越要求，會否導致風電產(chǎn)業(yè)格局重新洗牌，暫停運行的風電機組能否重新并網(wǎng)，這些問題都引發(fā)行業(yè)內熱烈的討論。行標建設2011年8月，國家能源局召開能源行業(yè)風電標準技術委員會一屆二次會議，發(fā)布18項風電并網(wǎng)設計技術規(guī)范?！洞笮惋L電場并網(wǎng)設計技術規(guī)范》、《風電場電能質量測試方法》等行標正式發(fā)布?！讹L電信息收集和提交技術規(guī)定》、《風電調度運行管理規(guī)范》、《風電功率預測系統(tǒng)功能規(guī)范》等三個行標待批。行標的發(fā)布進一步完善和補充了風電安裝運營、維護管理、并網(wǎng)運行等方面的技術標準，為進一步建立和完善我國風電行業(yè)標準、檢測、認證管理體系，規(guī)范風電行業(yè)的發(fā)展奠定了基礎，對于保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，促進風電與電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展創(chuàng)造了條件。企標建設在國家和行業(yè)標準頒布相對滯后的情況下，國家電網(wǎng)公司加快研究建設風電企業(yè)標準體系。建立了適應我國風電接入及調度運行的企業(yè)標準體系。2005年以來，國家電網(wǎng)公司先后編制修訂22項企業(yè)標準。2006年7月，《國家電網(wǎng)公司風電場接入電網(wǎng)技術規(guī)定（試行）》頒布施行。2009年12月，頒布了《風電場接入電網(wǎng)技術規(guī)定》（Q/GDW 3922009），提出了風電場需要具備功率控制、功率預測、低電壓穿越、監(jiān)控通信等功能要求。2010年2月，頒布了《風電調度運行管理規(guī)范》（Q/GDW 4322010），同時制定了《國家電網(wǎng)公司風電場接入系統(tǒng)設計內容深度規(guī)定》等多個配套規(guī)定。2011年，針對新出現(xiàn)的高電壓穿越問題，積極開展風電場高電壓穿越的技術標準研究和制訂工作，與國際標準接軌，同時頒布了《風電功率預測系統(tǒng)功能規(guī)范》（Q/GDW 5882011）、《風電場功率調節(jié)能力和電能質量測試規(guī)程》（Q/GDW 630211）等多個配套規(guī)定。具體如表22所示。開展《風電場電氣系統(tǒng)典型設計》編制工作。為引導風電設計的規(guī)范化、標準化，2009年，國家電網(wǎng)公司組織開展了風電場電氣系統(tǒng)典型設計研究編制工作，推動建設環(huán)境友好、資源節(jié)約、符合國家綠色能源政策的風電場，促進風電場與電網(wǎng)的協(xié)調發(fā)展。2011年，結合幾次風電場大規(guī)模脫網(wǎng)事故，編制單位對風電場電氣系統(tǒng)典型設計進行了進一步修改和完善。此外，國家電網(wǎng)公司還承擔相關國際標準的制定，牽頭IEEE《儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)設備測試標準》的制定、國際電工委員會（IEC）大容量新能源發(fā)電及大容量儲能接入電網(wǎng)研究等，參與制訂風電機組和風電場電氣建模方面的國際標準，提高了我國在風電國際標準領域的話語權。