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windey 2.5MW风电机组介绍

windey 2.5MW风电机组介绍
windey 2.5MW风电机组介绍

浙江运达风电股份有限公司

Zhejiang Windey Co.,Ltd

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WD100/103/107-2500风力发电机组简介

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目 录

一、机组情况简介.........................................................................................3 二、技术参数表.............................................................................................4 三、标准功率曲线.........................................................................................7 四、各款塔架重量基础情况.. (13)

一、机组情况简介

2500KW风力发电机组的设计标准为德国劳埃德船级社的Guideline for the Certification of Wind Turbines Edition 2003版。电气部件符合IEC标准,雷电保护系统符合IEC61400-24的保护要求。

2500KW机组采用了兆瓦级风电机组的经典设计:风轮采用三叶片、水平轴、上风向布置,传动系统采用齿轮箱增速,沿中心轴线布置,发电机采用双馈异步发电机,功率控制采用电机伺服驱动的协同独立变桨技术和变速恒频技术,并运用了国际先进的载荷优化控制策略。

2500KW采用国际上最为成熟可靠的变速恒频双馈发电技术,这一技术在国际风力发电机组的市场份额高达70%,经过长期的工程实际应用,不断显现出技术成熟、运行稳定、安全可靠的优势,国内具备针对该技术最为完整的风机产业配套链。目前,该技术也被证明最适合中国国情,在国内的市场占有率超过70%,

3

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4二、技术参数表

序号 部 件

单位数值 1 机组数据

1.1 制造厂家/型号 WD100/103/107-2500A

1.2 额定功率 kW 2500 1.3 转轮直径 m 100/103/107

1.4 切入风速 m/s 3

1.5 额定风速

m/s 11.2/10.9/10.5 1.6 切出风速(10分钟平均值) m/s 25/25/20

1.7 极端(生存)风速(3秒最大值)m/s 59.5(抗台风型70)/5

2.5/52.5

1.8 预期寿命 年 20 1.9 设备可利用率 % 95 1.10 该机型已安装数量 台 1.11 正常运行温度 ℃ -30℃~40℃

2 叶片

2.1 制造厂家/型号 惠腾/时代新材/世纪威能/上玻所

2.2 叶片材料 GRP 3 齿轮箱

3.1 制造厂家/型号 力士乐/重齿/南高齿/杭齿

3.2 齿轮级数 3 3.3 齿轮传动比率 83.4 3.4 额定转矩 kNm 1790 4 发电机

4.1 制造厂家/型号 湘潭电机/盾安

4.2 额定功率 kW 2600 4.3 额定电压 V 690

1/4额定功率 -0.95~+0.95可调 4.4

功率因数

1/2额定功率

-0.95~+0.95可调

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53/4额定功率 -0.95~+0.95可调 额定功率

-0.95~+0.95可调

4.5 绝缘等级 H 5 补偿电容

5.1 组数 5.2 容量 kVar 6 主轴

6.1 制造厂家/型号 江苏国光/浙江解放机械制造有限公司

7 主轴承 7.1 制造厂家/型号 SKF/FAG

8 制动系统 8.1 主制动系统 独立变桨制动 8.2 第二制动系统 单盘,机械制动

9 偏航系统 9.1 型号/设计 主动偏航 9.2 控制 四电机驱动,液压刹车

9.3 偏航控制速度 0.3度/秒 9.4 风速仪型号 Thiesclima 9.5 风向仪型号 Thiesclima

10 液压装置 10.1 制造厂家/型号 HAWE 11 现地控制系统 11.1 型号/设计 MITA/运达

12 防雷保护 12.1 防雷设计标准 IEC61400-24

12.2 机组接地电阻值 Ω ≤4 13 重量 13.1

机舱

kg

94140

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613.2 发电机 kg 11500 13.3 齿轮箱 kg 280

13.4 叶片 kg 10050/11600/10800

13.5

叶轮

kg

56500

三、标准功率曲线

(1)WD100-2500标准功率曲线及推力系数、Cp曲线

7

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8

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(2)WD103-2500标准功率曲线及推力系数、Cp曲线

9

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10

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(3)WD107-2500标准功率曲线及推力系数、Cp曲线

11

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12

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13四、各款塔架重量基础情况

1、WD100-2500机组

(1)塔筒相关参数(WD100-2500,轮毂中心高80m,IEC IIB)

长度(m) 重量(kg) 上部直径 下部直径 第1节 20 69618 4.043 4.3 第2节 27.95 58398 3.682 4.043 第3节 29.35 46156 3.305 3.682 第4节(基础段)

2.2 12615 4.3 4.56 ……. 附件 425 总计

79.5

186787

(2)标准风机基础工程量资料 材料 混凝土C35 混凝土C15 钢筋HRB335 单位 m 3m 3

Kg 数量

543

34.23

38400

受力类型 Mxy Mz Fxy Fz 单位 kNm kNm kN kN 受力数据

63792

890

857.8

4136.8

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142、WD103-2500机组塔架数据情况

(1)塔筒相关参数(WD103-2500,轮毂中心高80m)

长度(m)

重量(kg) 上部直径 下部直径 第1节 20 75100 4.043 4.3 第2节 27.95 65700 3.682 4.043 第3节 29.35 47300 3.305 3.682 第4节(基础段)

2.2 12000 4.3 4.3 ……. 附件 总计

79.5

200.1

(2)标准风机基础载荷资料 受力类型 Mxy Mz Fxy Fz 单位 kNm kNm kN kN 受力数据 78110

1605.5

957.2

4414.5

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153、WD107-2500机组

塔筒相关参数(WD107-2500,轮毂中心高80m)

长度(m) 重量(kg) 上部直径 下部直径 第1节 20 77583 4.191 4.5 第2节 27.95 64475 3.759 4.191 第3节

29.35

50363 3.305 3.759 第4节(基础段) 2.2

15646 4.5 4.76 总计

79.5

208067

国内风电机组的技术来源

国内风电机组的技术来源 链接:https://www.wendangku.net/doc/3b11660339.html,/tech/22894.html 国内风电机组的技术来源 根据对国内正在制造和生产的风电机组的调查分析,其主要技术来源大致可分为以下五类: 第一类:引进国外的设计图纸和技术,或者是与国外设计技术公司联合设计, 在国内进行制造和生产。象金风科技引进的1.2MW. 1.5MW直驱风电机组,现在已在国内大批量生产和供货。还有浙江华仪、广东明阳、国电联合动力的1.5MW双馈风电机组,重庆海装、上海电气的2MW双馈风电机组等都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品有的已经批量生产,有的样机已经下线。 第二类: 购买国外成熟的风电技术,在国内进行许可生产。象金风科技和浙江运达的754kW定桨距风电机组,华锐风电、东方汽轮机的1.5MW的双馈风电机组,都在国内成功大批量生产并实现产业化,这些机组是国内的主力机型。还有重庆海装的850kW,保定惠德、武汉国测、吴忠仪表的1MW,上海电气的1.25MW,北重的2MW等都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品已经批量生产。 第三类: 与国外公司合资,引进国外的成熟技术在国内进行生产。象航天安迅能、恩德风电的1500kW双馈风电机组,在国内已成功生产并实现产业化。还有湘电风能、瑞能北方的2000kW等公司都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品有的已经批量生产,有的样机已投入试运行。 第四类: 国外的风电机组制造公司在国内建立独资企业,将其成熟的设计制造技术,在国内进行生产。象歌美飒风电的850kW 、苏司兰的1250kW、通用电气的1500kW、维斯塔斯的2000kW机组都是采取这种方式进行生产的,目前已经投入大批量生产。 第五类: 采用国内大学和科技公司自行开发的设计制造技术,在国内进行生产的风电机组。例如:沈阳华创、江苏新誉、浙江运达、三一重工开发的1.5MW机组,上海万德的1.5MW机组都是采取这种方式进行生产的。目前,沈阳华创、江苏新誉、浙江运达开发的1.5MW双馈风电机组都已经投入批量生产,并在风电场进行运行。 原文地址:https://www.wendangku.net/doc/3b11660339.html,/tech/22894.html 页面 1 / 1

风电功率波动性的分析

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):东北电力大学 参赛队员(打印并签名) :1. 张盛梅 2. 齐天利 3. 孔晖 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):张杰 日期2014 年 8 月 20日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

风电功率波动性的分析 摘要 风电机组的发电功率主要与风速有关,由于风的不确定性、间歇性以及风电场内各机组间尾流的影响,使得风力发电机不能像常规发电机组那样根据对电能的需求来确定发电。研究风电功率的波动特性,不论对改善风电预测精度还是克服风电接入对电网的不利影响都有重要意义。 对于问题1a,我们利用MATLAB软件做出了3日内的功率波动图,发现功率的波动曲线上下不断震荡,所以我们采用一段数据来进行分析(即从波谷到波峰再到波谷),利用MATLAB软件拟合工具箱中的dfittool对数据进行曲线拟合,并选出几种较为符合的概率分布,根据对数似然函数值的大小确定最佳的概率分布。 对于问题1b,利用MATLAB软件编程,将数据每天筛选出一个数据,利用SPSS软件对数据绘制P-P图,并与选出的最好的概率分布图作比较,求出其分布参数。 对于问题2,将数据每隔12个数据筛选出一个数据,并用问题1a的方法绘制曲线拟合和概率分布的比较,选出最好的概率分布,并计算每种分布下的数值特征。 对于问题3,首先利用MATLAB软件绘制出时间窗宽分别为5s和1min时的功率波动图,发现两者的概率的波动情况基本相同,分别计算两种情况下的信息波动率以及信息波动损失率,得出结论为两者的波动基本相同,但是时间窗宽为5s时会有局部信息损失。 对于问题4,我们筛选出时间窗宽为1min、5min、15min的数据,并利用MATLAB软件进行曲线拟合以及概率分布的拟合,并计算出每种概率分布下的特征值,用相同的方法求1min和5min时的信息波动率,计算得出信息波动损失率为0.27%。 对于问题5,采用灰色预测模型对数据进行预测。利用5min和15min的功率预测之后的功率走向,并分析方法的优缺点。 论文的创新之处有: 模型中利用MATLAB软件编程的方法进行数据的筛选,可以筛选出任意时间窗宽的数据。 关键词:风电机组;概率分布;功率预测;SPSS

我国大型风电机组技术发展情况

截至2013年底,国内约30家大型风电机组整机制造企业已向国内外风电市场提供了合格的大型风电机组整机产品。2013年在我国风电场建设中,国产风电机组的市场占有率达到94%,大幅超过外资企业。其中,在国内新增总装机占比中,金风科技的份额最大,占23.31%;联合动力第二,占9.25%;广东明阳第三,占7.99%。通过对我国大型风电机组发展情况的分析,归纳出我国大型风电机组技术主要呈现如下特点。 1 水平轴风电机组是主流 水平轴风电机组的应用已近100年。由于水平轴风电机组的风轮具有风能转换效率高、传动轴较短、控制和制动技术成熟、制造成本较低、并网技术可靠等优点,近年来大型并网水平轴风电机组得到快速发展,使大型双馈式和直驱永磁式等水平轴风电机组成为国内大型风电场建设所需的主流机型,并在国内风电场建设中占到100%的市场份额。 2 垂直轴风电机组有所发展 大型垂直轴风电机组因具有全风向对风、变速装置及发电机可置于风轮下方或地面等优点。近年来相关研究和开发也在不断进行并取得一定进展,单机试验示范正在进行,在美国已有大型垂直轴风电机组在风电场运行,但在我国还无垂直轴风电机组产品在风电场成功应用的先例。 3 风电机组单机容量持续增大 近年来,国内风电市场中风电机组的单机容 我国大型风电机组技术发展情况 中国农业机械化科学研究院 ■ 沈德昌 量持续增大,2012年新安装机组的平均单机容量达1.65 MW , 2013年为1.73 MW 。2013年我国风电场安装的最大风电机组为6 MW 。 随着单机容量不断增大和利用效率的提高,国内主流机型已从2005年的750~850 kW 增加到2014年的1.5~2.5 MW 。 近年来,海上风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的发展。我国华锐风电的3 MW 海上风电机组已在海上风电场批量应用。3.6、4、5、5.5、6和6.5 MW 的海上风电机组已陆续下线或投入试运行。目前,华锐、金风、联合动力、湖南湘电、重庆海装、东方汽轮机、广东明阳和太原重工等公司都已研制出5~6.5 MW 的大容量海上风电机组产品。 4 变桨变速功率调节技术得到全面应用 由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全高效等优点,近年在大型风电机组上得到广泛应用。结合变桨距技术的应用及电力电子技术的发展,大多数风电机组制造厂商采用了变速恒频技术,并开发出变桨变速风电机组,在风能转换效率上有了进一步完善和提高。从2012年起,国内定桨距并网风电机组已停止生产,在全国安装的风电机组全部采用了变桨变速恒频技术。2 MW 以上的风电机组大多采用3个独立的电控调桨机构,通过3组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。 5 双馈异步发电技术仍占主导地位 外资企业如丹麦V estas 公司、西班牙Gamesa 收稿日期:2014-11-27 通信作者:沈德昌 ,男,研究员,中国农业机械化科学研究院。shendc06@https://www.wendangku.net/doc/3b11660339.html,

风力发电机原理及结构

风力发电机原理及结构 风力发电机是一种将风能转换为电能的能量转换装置,它包括风力机和发电机两大部分。空气流动的动能作用在风力机风轮上,从而推动风轮旋转起来,将空气动力能转变成风轮旋转机械能,风轮的轮毂固定在风力发电机的机轴上,通过传动系统驱动发电机轴及转子旋转,发电机将机械能变成电能输送给负荷或电力系统,这就是风力发电的工作过程。 1、风机基本结构特征 风力机主要有风轮、传动系统、对风装置(偏航系统)、液压系统、制动系统、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。 (1)风轮 风力机区别于其他机械的主要特征就是风轮。风轮一班有2~3个叶片和轮毂所组成,其功能是将风能转换为机械能。 风力发电厂的风力机通常有2片或3片叶片,叶尖速度50~70m/s,3也片叶轮通常能够提供最佳效率,然而2叶片叶轮及降低2%~3%效率。更多的人认为3叶片从审美的角度更令人满意。3叶片叶轮上的手里更平衡,轮毂可以简单些。 1)叶片叶片是用加强玻璃塑料(GRP)、木头和木板、碳纤维强化塑料(CFRP)、钢和铝职称的。对于小型的风力发电机,如叶轮直径小于5m,选择材料通常关心的是效率而

不是重量、硬度和叶片的其他特性,通常用整块优质木材加工制成,表面涂上保护漆,其根部与轮毂相接处使用良好的金属接头并用螺栓拧紧。对于大型风机,叶片特性通常较难满足,所以对材料的选择更为重要。 目前,叶片多为玻璃纤维增强负荷材料,基体材料为聚酯树脂或环氧树脂。环氧树脂比聚酯树脂强度高,材料疲劳特性好,且收缩变形小,聚酯材料较便宜它在固化时收缩大,在叶片的连接处可能存在潜在的危险,即由于收缩变形,在金属材料与玻璃钢之间坑能产生裂纹。 2)轮毂轮毂是风轮的枢纽,也是叶片根部与主轴的连接件。所有从叶片传来的力,都通过轮毂传到传动系统,在传到风力机驱动的对象。同时轮毂也是控制叶片桨距(使叶片作俯仰转动)的所在。 轮毂承受了风力作用在叶片上的推理、扭矩、弯矩及陀螺力矩。通常安装3片叶片的水平式风力机轮毂的形式为三角形和三通形。 轮毂可以是铸造结构,也可以采用焊接结构,其材料可以是铸钢,也可以采用高强度球墨铸铁。由于高强度球墨铸铁具有不可替代性,如铸造性能好、容易铸成、减振性能好、应力集中敏感性低、成本低等,风力发电机组中大量采用高强度球墨铸铁作为轮毂的材料。 轮毂的常用形式主要有刚性轮毂和铰链式轮毂(柔性轮毂

永磁同步风力发电机的设计说明

哈尔滨工业大学 《交流永磁同步电机理论》课程报告题目:永磁同步风力发电机的设计 院 (系) 电气工程及其自动化 学科电气工程 授课教师 学号 研究生 二〇一四年六月

第1章小型永磁发电机的基本结构 小型风力发电机因其功率低,体积小,一般没有减速机构,多为直驱型。发电机型式多种多样,有直流发电机、电励磁交流发电机、永磁电机、开关磁阻电机等。其中永磁电机因其诸多优点而被广泛采用。 1.1小型永磁风力发电机的基本结构 按照永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系,永磁发电机可分为径向式、切向式和轴向式。 (1)径向式永磁发电机径向式转子磁路结构中永磁体磁化方向与气隙磁通轴线一致且离气隙较近,漏磁系数较切向结构小,径向磁化结构中的永磁体工作于串联状态,只有一块永磁体的面积提供发电机每极气隙磁通,因此气隙磁密相对较低。这种结构具有简单、制造方便、漏磁小等优点。 径向磁场永磁发电机可分为两种:永磁体表贴式和永磁体内置式。表贴式转子结构简单、极数增加容易、永磁体都粘在转子表面上,但是,这需要高磁积能的永磁体(如钕铁硼等)来提供足够的气隙磁密。考虑到永磁体的机械强度,此种结构永磁电机高转速运行时还需转子护套。内置式转子机械强度较高,但制造工艺相对复杂,制造费用较高。 径向磁场电机用作直驱风力发电机,大多为传统的内转子设计。风力机和永磁体内转子同轴安装,这种结构的发电机定子绕组和铁心通风散热好,温度低,定子外形尺寸小;也有一些外转子设计。风力机与发电机的永磁体外转子直接耦合,定子电枢安装在静止轴上,这种结构有永磁体安装固定、转子可靠性好和转动惯量大的优点,缺点是对电枢铁心和绕组通风冷却不利,永磁体转子直径大,不易密封防护、安装和运输[1]。表贴式和径向式的结构如图1-1 a)所示。 a)径向式结构 b)切向式结构

风电机组结构及选型

第一节风电机组结构 1.外部条件 根据最大抗风能力和工作环境的恶劣程度,按强度变化的程度对风电机组进行分级。根据IEC61400设计标准,共分为4级。 一类风场I:参考风速为50m/s,年平均风速为10m/s,50年一遇极限风速为70m/s,一年一遇极限风速为s; 二类风场II:参考风速为s,年平均风速为s,50年一遇极限风速为s,一年一遇极限风速为s; 三类风场III:参考风速为s,年平均风速为s,50年一遇极限风速为s,一年一遇极限风速为s; 四类风场IV:低于三类风场风速,属低风速区,鲜有商业风电场开发。 对电网的要求:电压波动为额定值±10%,频率波动为额定值±5%。2.机械结构 总体描述 整机是建立在钢结构底座上,该结构应具有很大的强韧度,底部由坚固底法兰组成,风电机组所有的主要部件都连接于其上。 发电机固定位置与机舱轴线偏离,以使得风电机组在满载运行时,整机质心与塔架和基础中心相一致。 偏航机构直接安装在机舱底部,机舱通过偏航轴承与偏航机构连

接,并安装在塔架上,整个机舱底部对叶轮转子到塔架造成的动力负载和疲劳负荷有很强的吸收作用。 机舱座上覆盖有机舱罩,材料是玻璃钢,具有轻质高强的特点,有效地密封,以防止外界侵蚀,如雨、潮湿、盐雾、风砂等。产品生产采用多种工艺,包括:滚涂、轻质RTM、真空灌注等,机舱罩主体部分设置PVC泡沫夹层,以增加强度。内层设置消音海绵,以降低主机噪声。 机舱上安装有散热器,用于齿轮箱和发电机的冷却;同时,在机舱内还安装有加热器,使得风电机组在冬季寒冷的环境下,机舱内保持在10℃以上的温度。 载荷情况 - 启动:从任一静止位置或空转状态到发电过渡期间,对风电机组产生的载荷。 - 发电:风电机组处于运行状态,有电负荷。 - 正常关机:从发电工况到静止或空转状态的正常过渡期间,对风电机组产生的载荷。 - 紧急关机:突发事件(如故障、电网波动等),引起的停机。 - 停机:停机后的风电机组叶轮处于静止状态,采用极端风况对其进行设计。 - 运输/安装/维护:整体装配结构便于运输,安装、维护易于实施。 叶片

风电功率波动特性分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/3b11660339.html, 风电功率波动特性分析 作者:张晴露何天舒 来源:《中国高新技术企业》2015年第01期 摘要:文章通过频率频数的直方图进行初步估计,再通过dfittool工具箱进行确认和验证,最终得出指数分布最适合风电功率波动的分布。通过样本总体的均值和方差估计概率分布的参数,并用概率密度函数图和频率分布直方图对不同时间间隔、不同机组、每天或者一个月的概率分布之间的关系进行分析。最终得知,各个机组在以每日为时间窗宽,每天的平均风电功率大致相同,而方差除了一些特殊的点还有这个月的最后几天外,也是大致相同。 关键词:matlab工具箱;分布拟合;回归分析;ARMA模型;平稳时间序列文献标识码:A 中图分类号:TM76 文章编号:1009-2374(2015)01-0025-02 DOI:10.13535/https://www.wendangku.net/doc/3b11660339.html,ki.11-4406/n.2015.0013 1 问题描述 本题研究的是风电功率的波动性问题,当前世界各国资源环境约束的日趋严苛,以化石能源为主的能源发展模式必须向绿色可再生能源转变。风电机组发出的功率主要与风速有关。由于风的不确定性、间歇性以及风电场内各机组间尾流的影响,使得风力发电在满足用电需求方面的确定性不如常规发电。 大规模风电基地通常需接入电网来实现风电功率的传输与消纳。风电功率的随机波动是对电网不利的主要因素。研究风电功率的波动特性,对改善风电预测精度、克服风电接入对电网的不利影响有重要意义。 风电场通常有几十台甚至上百台风电机组。大型风电基地由数十甚至上百个风电场组成。因此,风电功率的波动有很强的时空差异性。 在此我们需要研究风电功率的概率分布等一系列信息并以此对未来风电的功率进行预测,希望得到风力发电机发电功率的一般性结论。 2 模型建立与求解 首先我们要研究风电机发电功率的概率分布。对于概率分布拟合,可以在matlab软件中 用dfittool来解决。我们随机选择了五台电机作为观测对象。

风力发电机设计

高等教育自学考试毕业设计(论文) 风力发电机设计题目 级机电一体化工程09专业班级 姓名高级工程师指导教师姓名、职称

所属助学单位 2011年 4月1 日 目录 1 绪论………………………………………………………………………………… 1 1.1 风力发电机简介 (1) 1.2 风力发电机的发展史简介 (1) 1.3 我国现阶段风电技术发展状况 (2) 1.4 我国现阶段风电技术发展前景和未来发展 (2) 2 风力发电机结构设计……………………………………………………………… 3 2.1 单一风力发电机组成 (3) 2.2 叶片数目 (3) 2.3 机舱 (4) 2.4 转子叶片 (5) 3 风力发电机的回转体结构设计和参数计算 (5) 3.1联轴器的型号及主要参数 (5) 3.2 初步估计回转体危险轴颈的大小 (5) 3.3 叶片扫描半径单元叶尖速比 (6) 4 风轮桨叶的结构设计……………………………………………………………… 6 4.1桨叶轴复位斜板设计 (6) 4.2托架的基本结构设计 (6) 5 风力发电机的其他元件的设计 (6) 5.1 刹车装置的设计 (6) 6 风力发电机在设计中的3个关键技术问题 (7) 6.1空气动力学问题 (7) 6.2结构动力学问题 (7) 6.3控制技术问题 (7)

7 风力发电机的分类………………………………………………………………… 7 8 风力发电机的选取标准 (8) 9 风力发电机对风能以及其它的技术要求………………………………………… 8 9.1风力发电机对风能技术要求 (8) 9.2风力发电机建模的技术是暂态稳定系统 (9) 9.3风力电动机技术之间的能量转换 (10) 10 风力发电机在现实中的使用范例 (10) 结论 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 摘要 随着世界工业化进程不断加快,能源消耗不断增加,全球工业有害物质排放量与日俱增,造成了能源短缺和恶性疾病的多发,致使能源和环境成为当今世界两大问题。因此,风力发电的研究显得尤为重要。 我国风电场内无功补偿的方式是在风电场汇集站内装设集中无功补偿装置,这造成风电场无功补偿的投资很大。文章结合实例,通过对不同发电量下风电场的无功损耗和电压波动情况进行计算,提出利用风力发电机的无功功率可基本实现风电场的无功平衡,风电场母线电压的变化是无功补偿设备选型的依据,对于发电量变化引起的母线电压变化不超出电网要求的风电场,应利用风力发电机的无功功率减小汇集站内无功补偿装置的容量,降低无功补偿的投资。 关键词:风力发电、风电场、无功补偿、电压波动

风电机组设计与制造课程设计最终版

课程设计(综合实验)报告( 2012 – 2013 年度第二学期) 名称:《风力发电机组设计与制造》 课程设计报告 院系:可再生能源学院 班级:风能xxxxx班 学号: xxxxxxxxxxxx 学生姓名: xxxxxx 指导教师:田德、王永 设计周数: 2 成绩: 日期:20xx年 x月x日

目录 任务书 (4) 一设计内容 (4) 二目的与任务 (4) 三主要内容 (4) 四进度计划 (7) 五设计(实验)成果要求 (7) 六考核方式 (8) 总体参数设计 (8) 一额定功率 (8) 二设计寿命 (8) 三额定风速、切入风速、切除风速 (8) 四重要几何尺寸 (8) 1风轮直径和扫掠面积 (8) 2轮毂高度 (8) 五总质量 (9) 六发电机额定转速和转速范围 (9) 七叶片数B (9) 八功率曲线和C T曲线 (9) 1功率曲线 (9) 2C T曲线 (10) 九确定攻角Α,升力系数C L,叶尖速比Λ,风能利用系数C P (10) 十风轮转速 (12) 十一其他 (12) 十二风电机组等级选取 (12) 叶片气动优化设计 (13) 一优化过程 (13) 二叶片优化结果 (14) 主要部件载荷计算 (14) 一叶片载荷计算 (15) 1作用在叶片上的离心力F C (15) 2作用在叶片上的风压力F V (15)

3作用在叶片上的气动力矩 (16) 4作用在叶片上的陀螺力矩M K (16) 二主轴载荷计算 (16) 三塔架载荷计算 (17) 1暴风工况风轮气动推力计算 (17) 2塔架的强度设计(考虑塔架高度折减系数的强度计算) (18) 主要部件功率 (20) 一发电机 (20) 二变流器 (21) 三齿轮箱 (21) 四联轴器 (21) 五偏航 (22) 风电机组布局 (22) 设计总结 (24) 参考文献 (25) (25)

风力发电机结构介绍

风力发电机结构介绍 风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。该机组通过风力推动叶轮旋转,再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电,有效的将风能转化成电能。风力发电机组结构示意图如下。 1、叶片 2、变浆轴承 3、主轴 4、机舱吊 5、齿轮箱 6、高速轴制动器 7、发电机 8、轴流风机9、机座10、滑环11、偏航轴承12、偏航驱动13、轮毂系统 各主要组成部分功能简述如下 (1)叶片叶片是吸收风能的单元,用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。由叶片、轮毂、变桨系统组成。每个叶片有一套独立的变桨机构,主动对叶片进行调节。叶片配备雷电保护系统。风机维护时,叶轮可通过锁定销进行锁定。 (2)变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角,使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态,当风速超过切出风速时,使叶片顺桨刹车。 (3)齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机,并使其得到相应的转速。 (4)发电机发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。明阳1.5s/se机组采用是带滑环三相双馈异步发电机。转子与变频器连接,可向转子回路提供可调频率的电压,输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。 (5)偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式,与控制系统相配合,使叶轮始终处于迎风状态,充分利用风能,提高发电效率。同时提供必要的锁紧力矩,以保障机组安全运行。 (6)轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起,并且承受叶片上传递的各种载荷,然后传递到发电机转动轴上。轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。 (7)底座总成底座总成主要有底座、下平台总成、内平台总成、机舱梯子等组成。通过偏航轴承与塔架相连,并通过偏航系统带动机舱总成、发电机总成、变浆系统总成。 MY1.5s/se型风电机组主要技术参数如下: (1)机组: 机组额定功率:1500kw

风电机组的技术发展趋势

风电机组的技术发展趋势 1、单机容量持续增大,单位成本迅速下降。 风电机组的技术发展趋势 2、风机类型越来越多,控制技术越来越先进。 1.1风电场及变电站主要设备 由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、 控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。 (1) 风轮:由叶片和轮毂组成,是风力发电机组获取风能的关键部件。 (2) 传动系统:由主轴、齿轮箱和联轴节组成(直驱式除外)。 (3) 偏航系统:由风向标传感器、偏航电动机或液压马达、偏航轴承和齿轮等组成。 (4) 液压系统:由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路和液压阀等组成。 (5) 制动系统:分为空气动力制动和机械制动两部分。 (6) 发电机:分为异步发电机、同步发电机、双馈异步发电机和低速永磁发电机。 (7) 控制与安全系统:保证风力发电机组安全可靠运行,获取最大能量,提供良好的电 力质量。 (8) 机舱:由底盘和机舱罩组成。 (9) 塔架和基础:塔架有筒形和桁架两种结构形式,基础为钢筋混凝土结构。 变压器:利用电磁感应原理制成的一种静止的电气设备,将某种电压等级的交流电能转成频率相同的另一种或几种电压等级的交流电能。 (1)断路器: 作用:控制和保护,断路器除长期承受分断、关合负荷电流外,还可分断或关合短路电流;并具有一定的动、热稳定性。 分类:按其灭弧介质,可分油断路器、空气断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器等。 (2)负荷开关: 作用:控制电路,用来承受和分断、关合负荷电流,具有一定的动、热稳定性,但不能分断短路电流,在一定条件下,可以关合短路电流。 分类:按其灭弧介质,可分产气式负荷开关、压气式负荷开关、六氟化硫(SF6)负荷开关和真空负荷开关。负荷开关与熔断器组合使用,还可使其具有过电流 保护功能。 (3)熔断器: 作用:电路的过电流保护。 分类:分为户外式和户内式两种,户 外式为跌落式熔断器,户内式 为限流型熔断器。 (4)隔离开关: 作用:隔离电源的安全作用。隔离开关具有一定的动、热稳定性,但不可带负荷电流开断电路。隔离开关一般均配合断路器使用,隔离开关也可作接地开关用。 箱式变电所是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。 1、结构紧凑,占地少; 1、箱式变安装周期短,可比老式 2、安装方便,建造快速;土建配电室缩短一倍的时间; 3、投资省,效益高; 2、占地面积小,如一台老式变压 4、组合方式灵活;器的配电室占地在100m2以上,而 5、通用性互换性强;箱式变则仅需约30m2;

风电功率波动性的分析

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):东北电力大学 参赛队员(打印并签名) :1. 张盛梅 2. 齐天利 3. 孔晖 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):张杰 日期2014 年 8 月 20日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

风电功率波动性的分析 摘要 风电机组的发电功率主要与风速有关,由于风的不确定性、间歇性以及风电场内各机组间尾流的影响,使得风力发电机不能像常规发电机组那样根据对电能的需求来确定发电。研究风电功率的波动特性,不论对改善风电预测精度还是克服风电接入对电网的不利影响都有重要意义。 对于问题1a,我们利用MATLAB软件做出了3日内的功率波动图,发现功率的波动曲线上下不断震荡,所以我们采用一段数据来进行分析(即从波谷到波峰再到波谷),利用MATLAB软件拟合工具箱中的dfittool对数据进行曲线拟合,并选出几种较为符合的概率分布,根据对数似然函数值的大小确定最佳的概率分布。 对于问题1b,利用MATLAB软件编程,将数据每天筛选出一个数据,利用SPSS软件对数据绘制P-P图,并与选出的最好的概率分布图作比较,求出其分布参数。 对于问题2,将数据每隔12个数据筛选出一个数据,并用问题1a的方法绘制曲线拟合和概率分布的比较,选出最好的概率分布,并计算每种分布下的数值特征。 对于问题3,首先利用MATLAB软件绘制出时间窗宽分别为5s和1min时的功率波动图,发现两者的概率的波动情况基本相同,分别计算两种情况下的信息波动率以及信息波动损失率,得出结论为两者的波动基本相同,但是时间窗宽为5s时会有局部信息损失。 对于问题4,我们筛选出时间窗宽为1min、5min、15min的数据,并利用MATLAB软件进行曲线拟合以及概率分布的拟合,并计算出每种概率分布下的特征值,用相同的方法求1min和5min时的信息波动率,计算得出信息波动损失率为0.27%。 对于问题5,采用灰色预测模型对数据进行预测。利用5min和15min的功率预测之后的功率走向,并分析方法的优缺点。 论文的创新之处有: 模型中利用MATLAB软件编程的方法进行数据的筛选,可以筛选出任意时间窗宽的数据。 关键词:风电机组;概率分布;功率预测;SPSS

风电机组风电功率波动概率分布分析

风电机组风电功率波动概率分布分析 【摘要】本文应用概率分布函数的方法对河南三门峡清源风电场五台机组的风电功率波动特性从时间和空间的角度进行分析,对不同的时间尺度下以及单个和总体的数据进行拟合,得出最佳的概率分布函数,从其数值特征上来描述风电功率的波动性。 【关键词】t location-scale分布;时间序列;移动平均法;SPSS 风电机组发出的功率主要与风速有关。由于风的不确定性、间歇性以及风电场内各机组间尾流的影响,使得风力发电机不能像常规发电机组那样根据对电能的需求来确定发电。 大规模风电基地通常需接入电网来实现风电功率的传输与消纳。风电功率的随机波动被认为是对电网带来不利影响的主要因素。研究风电功率的波动特性,不论对改善风电预测的精度还是克服风电接入对电网的不利影响都有重要意义。 本文选取了河南三门峡清源风电场五台机组进行了两方面的研究:(1)在30天的范围内,分析机组i的风电功率Pi5s(tk)波动符合的概率分布情况。分别计算数值特征并进行检验,找出最佳概率分布,并比较5个机组分布的异同。(2)用以上确定的最佳概率分布,以每日为时间窗宽,对5个风电功率分别计算30个时段的概率分布参数并做出检验;比较不同机组(空间)、不同时段(时间)风电功率波动的概率分布以及与30天总体分布之间的关系。 一、问题分析 通过对数据的分析,发现有缺失值,首先需要对数据进行预处理,然后找到,处理后形成频率直方图,再用MATLAB软件拟合出和频率直方图相似的各种概率分布函数。计算其参数后,建立检验模型。然后比较出最好的概率分布函数。从图像和函数参数的角度比较五组数据的异同。 二、数据的预处理 运用线性插值法,对数据中的缺失值进行补足,当缺失值为一个时候,取为前后的平均数,当一连缺失两个或两个以上就为缺失值前后两个值所建立的直线函数上的等距取值。 三、模型的建立 由于现行的行业并没有对风电输出功率有统一的量化指标,综合已查阅的文献和此题的实际背景,对于5秒取得实际数据,我们以15分钟为滑动时段长度,将每15分钟内的实际数据加总后求平均,然后取实际数据与平均值的差值,记为功率波动值Pi。选取第1组,第2组,第4组,第7组,第12组的机组数据

风力发电机组总体设计

1.总体设计 一、气动布局方案 包括对各类构形、型式和气动布局方案的比较和选择、模型吹风,性能及其他气动特性的初步计算,确定整机和各部件(系统)主要参数,各部件相对位置等。最后,绘制整机三面图,并提交有关的分析计算报告。 二、整机总体布置方案 包括整机各部件、各系统、附件和设备等布置。此时要求考虑布置得合理、协调、紧凑,保证正常工作和便于维护等要求,并考虑有效合理的重心位置。最后绘制整机总体布置图,并编写有关报告和说明书。 三、整机总体结构方案 包括对整机结构承力件的布置,传力路线的分析,主要承力构件的承力型式分析,设计分离面和对接型式的选择,和各种结构材料的选择等。整机总体结构方案可结合总体布置一起进行,并在整机总体布置图上加以反映,也可绘制一些附加的图纸。需要有相应的报告和技术说明。 四、各部件和系统的方案 应包括对各部件和系统的要求、组成、原理分析、结构型式、参数及附件的选择等工作。最后,应绘制有关部件的理论图和有关系统的原理图,并编写有关的报告和技术说明。五、整机重量计算、重量分配和重心定位 包括整机总重量的确定、各部分重量的确定、重心和惯量计算等工作。最后应提交有关重量和重心等计算报告,并绘制重心定位图。 六、配套附件 整机配套附件和备件等设备的选择和确定,新材料和新工艺的选择,对新研制的部件要确定技术要求和协作关系。最后提交协作及采购清单等有关文件。总体设计阶段将解决全局性的重大问题,必须精心和慎重地进行,要尽可能充分利用已有的经验,以求总体设计阶段中的重大决策建立在可靠的理论分析和试验基础上,避免以后出现不应有重大反复。阶段的结果是应给出风力发电机组整机三面图,整机总体布置图,重心定位图,整机重量和重心计算报告,性能计算报告,初步的外负载计算报告,整机结构承力初步分析报告,各部件和系统的初步技术要求,部件理论图,系统原理图,新工艺、新材料等协作要求和采购清单等,以及其他有关经济性和使用性能等应有明确文件。 2.总体参数 在风轮气动设计前必须先确定下列总体参数。 一、风轮叶片数B 一般风轮叶片数取决于风轮的尖速比λ。目前用于风力发电一般属于高速风力发电机组,即λ=4-7 左右,叶片数一般取2—3。用于风力提水的风力机一般属于低速风力机,叶片数较多。叶片数多的风力机在低尖速比运行时有较低的风能利用系数,即有较大的转矩,而且起动风速亦低,因此适用于提水。而叶片数少的风力发电机组的高尖速比运行时有较高的风能利用系数,且起动风速较高。另外,叶片数目确定应与实度一起考虑,既要考虑风能

风力发电机的组成部件及其功用

风力发电机的组成部件及其功用 风力发电机是将风能转换成机械能,再把机械能转换成电能的机电设备。风力发电机通常由风轮、对风装置、调速装置、传动装置、发电机、塔架、停车机构等组成。下面将以水平轴升力型风力发电机为主介绍它的各主要组成部件及其工作情况。图3-3-4和3-3-5是小型和中大型风力发电机的结构示意图。 图3-3-4 小型风力发电机示意图 1—风轮2—发电机3—回转体4—调速机构5—调向机构6—手刹车机构7—塔架8—蓄电池9—控制/逆变器 图3-3-5 中大型风力发电机示意图 1—风轮;2—变速箱;3—发电机;4—机舱;5—塔架。 1 风轮 风轮是风力机最重要的部件,它是风力机区别于其它动力机的主要标志。其作用是捕捉和吸收风能,并将风能转变成机械能,由风轮轴将能量送给传动装置。

风轮一般由叶片(也称桨叶)、叶柄、轮毂及风轮轴等组成(见图3-3-6)。叶片横截面形状基本类型有3种(见图第二节的图3-2-3):平板型、弧板型和流线型。风力发电机的叶片横截面的形状,接近于流线型;而风力提水机的叶片多采用弧板型,也有采用平板型的。图3-3-7所示为风力发电机叶片(横截面)的几种结构。 图3-3-6 风轮 1.叶片 2.叶柄 3.轮毂 4.风轮轴 图3-3-7 叶片结构 (a)、(b)—木制叶版剖面; (c)、(d)—钢纵梁玻璃纤维蒙片剖面; (e) —铝合金等弦长挤压成型叶片;(f)—玻璃钢叶片。 木制叶片(图中的a与b)常用于微、小型风力发电机上;而中、大型风力发电机的叶片常从图中的(c)→(f)选用。用铝合金挤压成型的叶片(图中之e),基于容易制造角度考虑,从叶根到叶尖一般是制成等弦长的。叶片的材质在不

风电功率波动平抑效能与储能容量之间关系的分析

2009年中国电机工程学会年会 风电功率波动平抑效能与储能容量之间关系的分析 研究 宇航,张真卿,苑田芬,黄亚峰 (东北电力大学,吉林吉林 132012) The relationships between the efficiency of stabilizing wind power fluctuations and capacity of storage system YU Hang,ZHANG Zhenqing,YUAN Tianfen,HUANG Yanfeng (Northeast Dianli University,Jilin 132012,JilinProvince,China) abstract: This paper takes the relationships between the efficiency of stabilizing wind power fluctuations and capacity of storage system as research objectives while proposing the methods of stabilizing wind power fluctuations and the algorithms of calculating the storage system capacity based on the principles of low-pass filter.Then simulating the process of stabilizing power fluctuations based on the output power data. The simulation results show that stabilizing the short-tem fluctuations in minutes level could reduce the change rate of wind farm output power and the needed storage capacity is smaller, while stabilizing the mid-tem or long-tem fluctuations in hours level could make the waves of output power more stably but the increase amplitude of the needed storage capacity is larger. keywords:storage system;wind power fluctuations;low-pass fliter 摘 要:本文以风电功率波动平抑效能与储能容量之间的关系为研究目标,提出了基于低通滤波原理的风电功率波动储能平抑方法及满足平抑过程能量需求的储能容量算法,根据风电场实际输出功率数据对功率波动平抑过程进行仿真。研究结果表明,滤除风电功率的分钟级短期波动,可明显减小风电场输出功率的变化率,而且所需的储能容量较小,滤除风电功率的小时级甚至一天的中、长期波动,虽然可以使风电场输出功率更加平稳,但所需储能容量增幅很大。 关键字:储能;风功率波动;低通滤波 0 引言 随着能源和环境问题的日益突出,作为一种新型的可再生能源,风力发电具有环境友好、技术成熟、全球可行的特点,越来越受到人们的重视。近年来我国风电得到较快发展,截止到2008年底,装机容量达到892万千瓦,预计在2020年,我国风电累计装机可以达到1亿千瓦。 风电机组输出功率取决于风速,具有不可预期性和波动性。当电网所接纳的风电容量超过一定份额时,风电功率波动将增加电网运行调整负担[1],因此,对于大型风电场往往需要限制其输出功率的波动,如中华人民共和国国家标准化指导性文件GB/Z 19963-2005中对风电场输出功率变化率作出了明确的规定[2]。 在风电场出口处安装储能系统是减小风电场输出功率变化率的理想途径[3-4],当储能系统容量足够大时,可以利用储能系统对风电功率波动进行有效调控,使风电场成为可调度电源。然而,由于储能系统成本往往比较昂贵,实际上只能利用有限容量的储能系统来优化风电场的功率输出,风电场输出功率的可控程度与所配置的储能容量密切相关。因此,分析风电功率波动平抑效能与储能容量之间的关系是风电控制领域前沿的研究课题之一。 本文提出了一种利用储能系统抑制风电功率变化率的方法以及满足平抑过程能量需求的储能容量算法,以某额定容量为50MW的风电场为例,根据其实际输出功率数据对功率波动平抑过程进行仿真,验证该平抑方法的有效性,分析风电功率波动平抑效能与储能容量之间的关系,为风电场通过配置储能系统平抑风电功率波动提供有效的参考。 1 基于低通滤波原理的风电功率波动储能平抑方法 应用储能系统平抑风电功率波动的原理如图1

风力发电机设计

摘要 自然风的速度和方向是随机变化的,风能具有不确定特点,如何使风力发电机的输出功率稳定,是风力发电技术的一个重要课题。迄今为止,已提出了多种改善风力品质的方法,例如采用变转速控制技术,可以利用风轮的转动惯量平滑输出功率。由于变转速风力发电组采用的是电力电子装置,当它将电能输出输送给电网时,会产生变化的电力协波,并使功率因素恶化。 风能利用发展中的关键技术问题风能技术是一项涉及多个学科的综合技术。而且,风力机具有不同于通常机械系统的特性:动力源是具有很强随机性和不连续性的自然风,叶片经常运行在失速工况,传动系统的动力输入异常不规则,疲劳负载高于通常旋转机械几十倍。 本文通过对风力发电机的总体设计,叶片、轮毂机构的设计,水平回转机构的设计,齿轮箱系统的设计,以达到利用风能发电的目的,有效利用风能资源,减少对不可再生资源的消耗,降低对环境的污染。 关键词:风能;风力发电机;叶片;轮毂;齿轮箱

Abstract Natural wind speed and direction of change is random, wind characteristics of uncertainty, how to make wind turbine output power stability, wind power technology is an important subject. So far, have raised a variety of ways to improve the quality of the wind, such as the use of variable speed control technology, can make use of wind round the moment of inertia smooth power output. Because variable speed wind power group using a power electronic devices, when it will transfer to the output of electric power grids, will change in the wave's power, and power factor deterioration. Use of wind energy in the development of key technical issues involved in wind energy technology is one of a number of integrated technical disciplines. Moreover, the wind turbine is usually different from the mechanical system characteristics: a strong power source is not random and continuity of the natural wind, the leaves often run in the stall condition, the power transmission system very irregular importation, fatigue load than Rotating Machinery usually several times. Based on the wind turbine design, leaves, the wheel design, level of rotating the design, gear box system design, use of wind power to achieve the objective of effective use of wind energy resources, reduce non-renewable resources Consumption, reduce the environmental pollution. Key words: wind power;wind power generators;blade;wheel;Gearbox

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