風(fēng)力發(fā)電課程設(shè)計-文庫吧資料
2025-06-12 23:32本頁面
【正文】 ? — 為葉尖速比， n — 風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)速， ?— 風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度， R — 風(fēng)輪機(jī)半徑， 最佳葉尖速比控制算法是保持風(fēng)輪機(jī)的葉尖速比始終在最優(yōu)值處，從而使風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率最大值。 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用主動偏航的齒輪驅(qū)動形式。 眾所周知，如果接近風(fēng)力機(jī)的空氣全部動能都被風(fēng)力機(jī)全部吸收，那么風(fēng)輪后的空氣就不動了，然而空氣當(dāng)然不能完全停止，所以風(fēng)力機(jī)的效率總是小于 1。如果風(fēng)速增加一倍，風(fēng)的功率便會增加 8 倍。 風(fēng)力機(jī)的功率 風(fēng)的動能和風(fēng)速的平方成正比，功率是力和速度的乘積，也可用于風(fēng)輪功率的計算。在裝機(jī)是應(yīng)使其與輪轂相連。所以，在帶動發(fā)電機(jī)之前，還必須附加一個齒輪箱，再加一個調(diào)速裝置使得轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，然后在連接到發(fā)電機(jī)上。由尾翼帶東水平軸旋轉(zhuǎn)，是風(fēng) 輪總朝向風(fēng)吹來的方向。 （ 3） 對風(fēng)裝置：自然界的風(fēng)向及風(fēng)速一直變化，為了得到較高的風(fēng)能利用率，應(yīng)使風(fēng)能的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)常對準(zhǔn)風(fēng)向?yàn)榇诵枰獙︼L(fēng)裝置。這時塔架需要承受兩個主要的載荷：一個是風(fēng)力機(jī)的重力，向下壓在塔架上；另一個是阻力， 使 塔架向風(fēng)的下游方向彎曲。當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)力機(jī)的設(shè)計風(fēng)速時，為防止葉片損壞，需對風(fēng)輪進(jìn)行 控制，控制風(fēng)輪有三種方法： a，使風(fēng)輪偏離主方向； b，改變?nèi)~片角度；利用擾流器，產(chǎn)生阻力，以降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。 （ 1） 風(fēng)輪：由 1~3 個葉片組成，這是吸收風(fēng)能的主要部件。 5 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計參數(shù) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型選擇 本設(shè)計選取水平軸螺旋槳式風(fēng)力機(jī)。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的組成：風(fēng)輪（風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的核心部件）、發(fā)電機(jī)、 傳動機(jī)構(gòu)、偏航系統(tǒng)、限速安全機(jī)構(gòu)、制動裝置、機(jī)艙和塔架等。 2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成設(shè)計 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)組成 風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置，主要包括風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)。由于外界因素影 響風(fēng)很不穩(wěn)定，這類風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓、頻率差異很大且效率低下，沒有實(shí)際運(yùn)用價值。 根據(jù)設(shè)計的要求，主要設(shè)計內(nèi)容擬包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中的偏航系統(tǒng)、齒輪箱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、溫度控制等。 安裝地點(diǎn) 安裝地點(diǎn)的確定主要就是風(fēng)資源和具體安裝位置選擇。 本設(shè)計選“并網(wǎng)型”風(fēng)力發(fā)電， 可以省去蓄電池等儲能裝置。 本設(shè)計考慮采用永磁同步發(fā)電機(jī)。直驅(qū)式風(fēng)機(jī)由塔架、輪轂、槳葉、發(fā)電機(jī)、變頻器、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣控制等組成。 煙臺地區(qū)氣象設(shè)計參數(shù)： 如表： 2021~2021 年煙臺市，全市平均氣溫 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 2021 年 ℃ 3 由此可得，歷年平均氣溫為 ℃ 年平均溫度（℃ )： 最高溫度（℃ )： 38 最低溫度（℃ )： 平均風(fēng)速（ m/s）： 通過查取風(fēng)功率密度等級表，得知煙臺地區(qū)風(fēng)功率密度為200~250 2/Wm（高度為 10 米）、 320~400 2/Wm（高度為 30 米）、400~500 2/Wm（高度為 50 米） 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計方案的擬定 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型及選擇原則 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，按其容量可大小以劃分為小型風(fēng)電機(jī)組（ 10KW 以下），中型風(fēng)電機(jī)組（ 1 劃分為水平軸0~100KW），大型風(fēng)電機(jī)組（ 100KW 以上）；按其主軸與地面的相對位置，可以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（主軸與 地面平行），垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（主軸與地面垂直）。 明確風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計的要求和條件 在煙臺地區(qū)設(shè)計一個裝機(jī)容量 100KW 的風(fēng)電場，一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為 10KW，需要 10 臺風(fēng)機(jī)。在有風(fēng)力資源的地區(qū)，建設(shè)小型 風(fēng)力發(fā)電或風(fēng)光互補(bǔ)獨(dú)立電站 (集中供電系統(tǒng)或戶用系統(tǒng) )成為為小型負(fù) 荷供電一種新選擇。不過在海陸線上建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠還存在技術(shù)的難度，需要投入巨額資金裝備和維護(hù)，所以在美國，德國，中國等這樣的大國才進(jìn)行投產(chǎn)建設(shè)。海上風(fēng)電場是最近世界范圍內(nèi)廣泛推廣使用的大型有效利用風(fēng)能資源的形式，在 1980 年初在美國加利福尼亞首先興起。東部沿海地區(qū)，夏季風(fēng)勢力強(qiáng)勁，風(fēng)能資源主要集中在夏季。沿海、內(nèi)蒙古和甘肅北部、黑龍江南部和吉林東部三個區(qū)域風(fēng)能最多；青藏高原中部和北部、西北、 華北、東北三區(qū)域的北部，東南沿海的風(fēng)能資源豐富；山區(qū)，例如南嶺、武夷山地區(qū)，遼河、華北、長江中下游平原、西北高原地區(qū)，風(fēng)能可待開發(fā)利用；云貴川陜西、豫西、鄂北、湘西、福建廣東，盆地地形區(qū)等風(fēng)能貧乏。風(fēng)力發(fā)電可以完全避免像石油、煤炭等化石燃料發(fā)電所產(chǎn)生的大量污染物和二氧化碳排放。風(fēng)力發(fā)電在為社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)的同時，可以有效地緩解空氣污染、水體污染和溫室效應(yīng)問題。 風(fēng)電是目前技術(shù)最成熟、最具市場競爭力且極具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕鍧嵞茉矗l(fā)展風(fēng)電對于改善能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障能源安全和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可 持續(xù)發(fā)展等方面有著及 其重要的意義 。它的特點(diǎn)是生產(chǎn)運(yùn)用過程安全清潔，成本花費(fèi)較低，來源不受限制。人類對于風(fēng)能利用的歷史
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