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低風速風電場風電機組選型探討

2014-08-07 來源:CWEA《風能》 瀏覽數:1012


  變槳系統的后備電源方案的審查更加困難,模擬機組運行時滿載情況時的變槳載荷對試驗設備要求較高,對此資料審查時要核對樣機試驗方案中確定的變槳載荷滿載復核參數是否合理,確定變槳系統滿載載荷時的安全裕度是否符合要求。
  大部分生產企業對變槳系統后備電源方案的試驗以采用樣機在現場運行方式替代,此種做法有些不妥,因為對變槳后備電源確認要求在載荷最大條件下進行。現場運行狀況與氣候條件密切相關,在現場運行的一年內,有可能出現載荷最大值工況的概率較小,在載荷最大值急停的概率更小。所以采用運行現場對變槳系統的后備電源方案進行確認是不夠充分的。
  偏航系統審查
  偏航系統是水平軸式風電機組必不可少的組成系統之一,對風電機組利用風能起著非常巨大的作用。偏航系統的主要作用有兩個。其一是與風電機組的控制系統相互配合,使風電機組的風輪始終處于迎風狀態,充分利用風能,提高風電機組的發電效率;其二是提供必要的鎖緊力矩,以保障風電機組的安全運行。
  偏航系統是由回轉支撐軸承、彈簧阻尼裝置和四臺電機驅動的齒輪傳動機構組成的。帶有內齒的偏航軸承用螺栓連接在塔筒頂部,外環與機艙座連接,內環與塔架法蘭連接。偏航驅動機構一般都是由電機、減速機構成。偏航鎖緊力矩由數套偏航剎車盤提供。偏航時各剎車盤處于半釋放狀態,自動解纜時各剎車盤處于全釋放狀態。
  對于低風速區機型,部分國內制造企業為了降低成本,對偏航系統進行設計“優化”,多采用了減少偏航系統的偏航剎車盤數量的方法。設計方案中的計算制動力矩計入了偏航電機的電磁制動的轉矩,從而減少了偏航剎車盤的制動轉矩。當風載荷產生的扭矩大于偏航制動壓力鉗的扭矩時,載荷扭矩會傳遞到偏航系統的減速器齒輪上,因此這樣的優化可能會導致齒輪箱承受部分交變應力減少使用壽命。
  風電機組運行維護過程中要加大巡檢頻率,重點關注偏航系統的驅動系統中與電機連接的螺桿及偏航齒輪箱,防其承受交變力提前損壞。
  控制系統審查
  由于風電機組工作環境惡劣,以及對機組20年長壽命、高可靠性和安全性的特殊要求,對風電機組的重要部件如齒輪箱、發電機等的運行狀態監控是極其重要的。風電系統是典型的復雜多變量非線性系統,受干擾因素很多,除了風速的大小和方向隨機變化之外,還受電網的參數波動和大氣條件及空氣密度等因素的影響。風電機組由多個部分組成,而控制系統貫穿到每個部分,相當于風電機組的神經系統。因此控制系統的好壞直接關系到風電機組的工作狀態、發電量的多少、以及設備的安全。目前風力發電亟待研究解決的兩個問題發電效率和發電質量,都與風電控制系統密切相關,控制軟件中參數的設定(如:對風向風速調整的跟隨速度等)對機械部件的壽命影響也較大。這些參數的設定既要考慮發電量又要顧及機械部件的使用壽命,最佳運行參數是理論推導與現場運行經驗相結合的產物。審查時要密切關注這些參數的確認方法是否合理,是否對參數的變化范圍進行了確認。

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 截至2013年年底中國風電機組制造商的海上風電裝機情況統計
閱讀下文 >> 風光儲供電系統中的能量控制策略(圖表)

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