風(fēng)力發(fā)電原理.ppt

風(fēng)力發(fā)電原理 主講 王老師 風(fēng)力發(fā)電的原理 是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn) 再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升 來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電 簡(jiǎn)單的說(shuō)風(fēng)力發(fā)電就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能進(jìn)而將機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程 現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用空氣動(dòng)力學(xué)原理 就像飛機(jī)的機(jī)翼一樣 風(fēng)并非 推 動(dòng)風(fēng)輪葉片 而是吹過(guò)葉片形成葉片正反面的壓差 這種壓差會(huì)產(chǎn)生升力 令風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)并不斷橫切風(fēng)流 依據(jù)目前的風(fēng)車(chē)技術(shù) 大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度 微風(fēng)的程度 便可以開(kāi)始發(fā)電 風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮 為風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題 也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染 一 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備 組成 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括兩大部分 一部分是風(fēng)力機(jī) 由它將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 另一部分是發(fā)電機(jī) 由它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能 分類 1 根據(jù)它收集風(fēng)能的結(jié)構(gòu)形式及在空間的布置 可分為水平軸式或垂直軸式 2 從塔架位置上 分為上風(fēng)式和下風(fēng)式 3 還可以按槳葉數(shù)量 分為單葉片 雙葉片 三葉片 四葉片和多葉片式 4 從槳葉和形式上分 有螺旋槳式 H型 S型等 5 按槳葉的工作原理分 則有升力型和阻力型的區(qū)別 6 以風(fēng)力機(jī)的容量分 則有微型 1kW以下 小型 1 10kW 中型 10 100kW 和大型 100kw以上 機(jī) 1 風(fēng)力機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù) 風(fēng)輪直徑 通常風(fēng)力機(jī)的功率越大 直徑越大 葉片數(shù)目 高速發(fā)電用風(fēng)力機(jī)為2 4片 低速風(fēng)力機(jī)大干4片 葉片材料 現(xiàn)代常采用高強(qiáng)度低密度的復(fù)合材料 風(fēng)能利用系數(shù) 一般為0 15 0 5之間 啟動(dòng)風(fēng)速 一般為3 5m s 停機(jī)風(fēng)速 通常為15 35m s 輸出功率 現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)一般為幾百干瓦 幾兆瓦 發(fā)電機(jī) 分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī) 另外還有塔架高度等等 2 水平軸力風(fēng)機(jī) 特點(diǎn) 風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪軸與地面呈水平狀態(tài) 稱水平軸風(fēng)力機(jī) 組成 它一般內(nèi)風(fēng)輪增速器 調(diào)速器 調(diào)向裝置 發(fā)電機(jī)和塔架等部件組成 大中型風(fēng)力機(jī)還有自動(dòng)控制系統(tǒng) 應(yīng)用 這種風(fēng)力機(jī)的功率從幾十千瓦到數(shù)兆瓦 是日前最具有實(shí)際開(kāi)發(fā)價(jià)值的風(fēng)力機(jī) 類型 有傳統(tǒng)風(fēng)車(chē) 低速風(fēng)力機(jī)及高速風(fēng)力機(jī) 水平軸力風(fēng)機(jī)圖 3 垂直軸風(fēng)力機(jī) 特點(diǎn) 凡風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與地面呈垂直狀態(tài)的風(fēng)力機(jī)叫垂直抽風(fēng)力機(jī) 形式有 如s型 H型 型等 應(yīng)用 雖然目前垂直軸風(fēng)力機(jī)尚未大量商品化 但是它有許多特點(diǎn) 如不需大型塔架 發(fā)電機(jī)可安裝在地面上 維修方便及葉片制造簡(jiǎn)便等 研究日趨增多 各種形式不斷出現(xiàn) 各種形式的垂直軸風(fēng)力機(jī) 型風(fēng)力機(jī)圖 二 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 從外部看 整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組看上去只有三個(gè)主要部分 風(fēng)輪 機(jī)艙和塔架 發(fā)電機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng) 控制系統(tǒng)等都集成在機(jī)艙內(nèi) 機(jī)艙除了承擔(dān)容納所有機(jī)械部件的功能 還起到承受所有外力 包括靜負(fù)載及動(dòng)負(fù)載 的作用 機(jī)艙底盤(pán)和塔架之間有回轉(zhuǎn)體 使機(jī)艙可水平轉(zhuǎn)動(dòng) 機(jī)組的總體結(jié)構(gòu) 機(jī)組的總體結(jié)構(gòu)圖 三 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要組成部分介紹1 風(fēng)輪 風(fēng)力機(jī)區(qū)別于其他機(jī)械的最主要特征就是風(fēng)輪 風(fēng)輪一般由2 3個(gè)葉片和輪轂所組成 其功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)也是空氣動(dòng)力學(xué) 故其葉片形狀與機(jī)翼很相似 風(fēng)經(jīng)過(guò)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片時(shí)由于葉片與風(fēng)有一個(gè)夾角 風(fēng)在葉片上形成升力 風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是依靠葉片上的升力把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能 從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的 2 塔架 風(fēng)力機(jī)的塔架除了要支撐風(fēng)力機(jī)的重量 還要承受吹向風(fēng)力機(jī)和塔架的風(fēng)壓 以及風(fēng)力機(jī)運(yùn)行中的動(dòng)載荷 它的剛度和風(fēng)力機(jī)的振動(dòng)有密切關(guān)系 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架主要可分為管柱型和桁架型兩類 一般圓柱形塔架對(duì)風(fēng)的阻力較小 特別是對(duì)于下風(fēng)向風(fēng)力機(jī) 產(chǎn)生紊流的影響要比桁架式塔架小 桁架式塔架常用于中小型風(fēng)力機(jī)上 其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)不高 運(yùn)輸也方便 但這種塔架會(huì)使下風(fēng)向風(fēng)力機(jī)的葉片產(chǎn)生很大的紊流 管柱型和桁架型如圖 3 機(jī)艙 4 齒輪箱 對(duì)于容量較大的風(fēng)電機(jī)組 因風(fēng)輪轉(zhuǎn)速很低 遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電的要求 往往通過(guò)齒輪箱的增速作用來(lái)實(shí)現(xiàn) 而并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)必須要求再同步轉(zhuǎn)速左右才能運(yùn)行 故風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般都在主軸與發(fā)電機(jī)之間安裝有增速傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 風(fēng)力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般包括低速軸 高速軸 齒輪箱 聯(lián)軸節(jié)和制動(dòng)器等 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱也稱為增速箱 齒輪箱的主要功能就是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)轉(zhuǎn)速 齒輪箱對(duì)于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 由于限制其轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)裝置的增速比一般為40 50 這樣 可以降低發(fā)電機(jī)重量 從而降低成本 5 偏航系統(tǒng) 用來(lái)調(diào)整風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)平而與空氣流動(dòng)方向相對(duì)位置的機(jī)構(gòu) 因?yàn)楫?dāng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)平面與氣流方向垂直時(shí) 也即是迎著風(fēng)向時(shí) 風(fēng)力機(jī)從流動(dòng)的空氣中獲取的能量最大 因而風(fēng)力機(jī)的輸出功率最大 所以調(diào)向機(jī)構(gòu)又稱為迎風(fēng)機(jī)構(gòu) 通稱偏航系統(tǒng) 整個(gè)偏航系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)構(gòu) 偏航調(diào)節(jié)系統(tǒng)和扭纜保護(hù)裝置等部分組成 偏導(dǎo)航系統(tǒng)的作用 偏航系統(tǒng)的主要作用有兩個(gè) 1 與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)相互配合 使風(fēng)發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài) 充分利用風(fēng)能 提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率 2 提供必要的鎖緊力矩 以保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行 四 發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)的作用 是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象把由風(fēng)輪輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?發(fā)電機(jī)有基本類型 普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 含永磁發(fā)電機(jī)和直流勵(lì)磁發(fā)電機(jī) 混合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 1 普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 技術(shù)特點(diǎn) 1 葉輪轉(zhuǎn)速較低 一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn) 需要齒輪箱增速 轉(zhuǎn)子繞組短路 結(jié)構(gòu)一般為鼠籠結(jié)構(gòu) 2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速固定 風(fēng)能利用率低 其轉(zhuǎn)速由齒輪箱傳動(dòng)比和發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)決定 3 轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速高于同步速運(yùn)行 4 發(fā)電機(jī)定子直接與電網(wǎng)連接 啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很大啟動(dòng)電流 其配置啟動(dòng)裝置 5 從系統(tǒng)吸收大量無(wú)功 需配置無(wú)功補(bǔ)償裝置 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 控制方便 2 雙饋式異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 技術(shù)特點(diǎn) 1 葉輪轉(zhuǎn)速較低 一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn) 需要齒輪箱增速 2 轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)電滑環(huán)或采用繞線結(jié)構(gòu)與電力電子換流裝置連接 3 通過(guò)電力電子換流裝置的控制作用 可以調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩 從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)速的變化而改變 使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率 風(fēng)能利用率高 4 在低風(fēng)速時(shí) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子低于同步速運(yùn)行 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)換流器向發(fā)電機(jī)饋入勵(lì)磁功率 在高風(fēng)速時(shí) 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子高于同步速運(yùn)行 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組向換流器輸出勵(lì)磁功率 5 直接與電網(wǎng)連接 由于轉(zhuǎn)子電流可控 因此可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)平滑并網(wǎng) 3 直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 技術(shù)特點(diǎn) 1 葉輪轉(zhuǎn)速較低 一般為每分鐘十幾轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)增加極對(duì)數(shù)來(lái)降低同步轉(zhuǎn)速 從而避免了齒輪箱損耗 2 同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)可采用直流電勵(lì)磁或永磁體勵(lì)磁方式 由于轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)較多 電機(jī)外尺寸較大且較重 不方便運(yùn)輸和吊裝 3 對(duì)于直流電勵(lì)磁方式的同步電機(jī) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以通過(guò)控制勵(lì)磁電流的大小來(lái)控制電磁轉(zhuǎn)矩 從而使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率 對(duì)于永磁同步電機(jī) 可以通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓的方式來(lái)控制電磁轉(zhuǎn)矩 從而使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能捕獲效率 風(fēng)能利用率高 4 對(duì)于直流勵(lì)磁方式的同步電機(jī) 勵(lì)磁損耗較小 對(duì)于永磁同步電機(jī) 則存在永磁材料的消磁現(xiàn)象 5 通過(guò)電力電子換流器與電網(wǎng)連接 吸收或輸出功率可調(diào) 因此可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)平滑并網(wǎng) 6 電網(wǎng)側(cè)換流器采用空間矢量控制技術(shù) 可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)有功功率和無(wú)功功率的解藕控制 能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)吸收或發(fā)出無(wú)功 結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)復(fù)雜 以上風(fēng)電機(jī)組優(yōu)缺點(diǎn)比較表 雙饋 永磁和直流勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀圖 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀特點(diǎn) 機(jī)艙細(xì)長(zhǎng) 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀特點(diǎn) 機(jī)艙短粗 直流勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀特點(diǎn) 機(jī)艙臃腫 四 控制系統(tǒng)主要功能 1 按預(yù)先設(shè)定的風(fēng)速值 一般為3 4m s 自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 并通過(guò)軟啟動(dòng)裝置將異步發(fā)電機(jī)并人電網(wǎng) 2 借助各種傳感器自動(dòng)檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài) 包括風(fēng)速 風(fēng)向 風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 發(fā)電機(jī)溫升 發(fā)電機(jī)輸出功率 功率因數(shù) 電壓 電流等以從齒輪箱軸承的油溫 液壓系統(tǒng)的油壓等 3 當(dāng)風(fēng)速大干最大運(yùn)行速度 一般設(shè)定為25m s 時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī) 4 故障保護(hù) 5 通過(guò)光纜或電話線互相連接 風(fēng)機(jī)控制方式及內(nèi)容 一個(gè)完整的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常由風(fēng)輪 增速齒輪箱 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 機(jī)座 塔架 調(diào)速器 調(diào)向器 停車(chē)制動(dòng)器 控制系統(tǒng)等構(gòu)成 為使風(fēng)力機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行 必須對(duì)其進(jìn)行有效的控制 考慮到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特殊性 按重要性的順序 控制器應(yīng)依次滿足以下要求 1 風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是穩(wěn)定的 2 運(yùn)行過(guò)程中 在各種不確定的的因素如陣風(fēng) 剪切風(fēng) 負(fù)載變化作用下具有魯棒性 3 控制代價(jià)小 即對(duì)不同輸入信號(hào)的幅值有一定限制 如調(diào)向的時(shí)間等 4 最大限度地將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能 即在額定風(fēng)速以下 可能使發(fā)電機(jī)在每一種風(fēng)速時(shí) 輸出的電功率達(dá)到最大 額定風(fēng)速以上時(shí)則保持輸出電功率為常量 5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率保持恒壓恒頻 有較高的電能品質(zhì)質(zhì)量 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制目標(biāo)有很多項(xiàng) 控制方法多種多樣 按控制對(duì)象劃分大致可分為偏航系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)功率控制系統(tǒng) 電容器控制系統(tǒng)等等 其中兩個(gè)核心問(wèn)題是 風(fēng)能的最大捕獲以提高風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率以及改善電能質(zhì)量問(wèn)題 由風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能捕獲的運(yùn)行原理可知 若風(fēng)速越高 則與之相對(duì)應(yīng)的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速越高 但受風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速極限 功率極限等限制 風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速不可能太高 因此 為實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲 風(fēng)力機(jī)有三種典型的運(yùn)行狀態(tài) 低風(fēng)速段實(shí)行變速運(yùn)行 可保持一個(gè)恒定的風(fēng)能利用系數(shù)Cp值 根據(jù)風(fēng)速變化控制風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速 使葉尖速比 不變 直到轉(zhuǎn)速達(dá)到極限 轉(zhuǎn)速達(dá)到極限后 風(fēng)速進(jìn)一步加大時(shí) 按恒定轉(zhuǎn)速控制風(fēng)力機(jī)運(yùn)行 直到輸出最大功率 此時(shí)的風(fēng)能Cp不一定是最大值 超過(guò)額定風(fēng)速時(shí) 輸出功率達(dá)到極限 按恒功率輸出調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī) 五 風(fēng)的能量與測(cè)量 產(chǎn)生能量的基本要素 風(fēng)具有一定的質(zhì)量和速度 風(fēng)能的一些主要特性參數(shù) 如風(fēng)能 風(fēng)能密度 風(fēng)速與風(fēng)級(jí) 風(fēng)向與風(fēng)頻以及風(fēng)的測(cè)量等 1 風(fēng)能 空氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能稱為 風(fēng)能 2 風(fēng)能密度 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位截面積的風(fēng)能 3 風(fēng)速與風(fēng)級(jí) 風(fēng)速就是空氣在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離 國(guó)際上的單位是米 秒 m s 或千米 小時(shí) km h 分13級(jí)4 風(fēng)向與風(fēng)頻 通常把風(fēng)吹來(lái)的地平方向定為風(fēng)的方向 即風(fēng)向 風(fēng)頻是指風(fēng)向的頻率 即在一定時(shí)間內(nèi)某風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占各風(fēng)向出現(xiàn)總次數(shù)的百分比 5 風(fēng)的測(cè)量 風(fēng)的測(cè)量?jī)x器主要有風(fēng)向器 杯形風(fēng)速器和三杯輕便風(fēng)向風(fēng)速表等 1 風(fēng)中的能量 風(fēng)中蘊(yùn)含的能量是動(dòng)能 故P 1 2 AV3可用風(fēng)能與風(fēng)速的立方成正比 風(fēng)速的輕微增加會(huì)導(dǎo)致功率的顯著增加風(fēng)力與海平面1 225kg m3處的空氣比重成正比風(fēng)能還受氣壓及溫度的影響 大約10 15 風(fēng)能還與葉輪掃略面積成正比 2 風(fēng)力機(jī)的主要特性系數(shù) 1 功率系數(shù) Cp 描述風(fēng)機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率2 葉尖速比為了表示風(fēng)輪在不同風(fēng)速中的狀態(tài) 用葉片圓周速度與風(fēng)速比來(lái)衡量 稱葉尖速比 其中 R葉輪的半徑 n葉輪的機(jī)械轉(zhuǎn)的圈數(shù) V作用于風(fēng)力機(jī)的迎面風(fēng)速 風(fēng)中的能量無(wú)法全部被風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)換 其理論最高限度Cp max 0 593 通常被稱為貝茨因數(shù) 3 葉尖速比的影響 風(fēng)能利用系數(shù)Cp與風(fēng)力機(jī)葉尖速比 的對(duì)應(yīng)關(guān)系 4 風(fēng)輪的功率輸出 風(fēng)力機(jī)采集風(fēng)能的基本計(jì)算公式P Cp v3 A 2其中 Cp為風(fēng)能利用系數(shù) PowerCoefficient 表示風(fēng)機(jī)捕獲風(fēng)能的能力 Cp Pcapture Pwind 為空氣密度 kg m3 與海拔 水汽壓 即濕度 v為風(fēng)速 m s 通常按輪轂高度處風(fēng)速計(jì)算A為葉輪掃風(fēng)面積 m2 5 風(fēng)力機(jī)的頻率和電壓控制 交流發(fā)電機(jī)中的繞組通過(guò)交變磁極產(chǎn)生交流電 交流電的頻率由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定 其中p發(fā)電機(jī)的磁極對(duì)數(shù) n發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 f交流電的頻率 六 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分為定槳距與變槳距機(jī)組 定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)完全依靠葉片的氣動(dòng)特性 這種機(jī)組的輸出功率隨風(fēng)速的變化而變化 當(dāng)風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速時(shí) 通過(guò)葉片的失速或偏航控制降低風(fēng)能轉(zhuǎn)換系數(shù)Cp 從而維持功率恒定 變槳距變速調(diào)節(jié)型變槳距機(jī)組為了盡可能提高風(fēng)力機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率和保證風(fēng)力機(jī)輸出功率平穩(wěn) 風(fēng)力機(jī)可由輪轂艙內(nèi)葉片根部的液壓裝置或電動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行槳距調(diào)整 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)不完全依靠葉片的氣動(dòng)特性 它要依靠與葉片相匹配的葉片攻角改變來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié) 1 定槳距失速調(diào)節(jié)型機(jī)組 一般用同步電機(jī)或者鼠籠式異步電機(jī)通過(guò)定槳距失速控制的風(fēng)輪機(jī)使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在恒定的數(shù)值 繼而使風(fēng)電機(jī)并網(wǎng)后定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)頻率等于電網(wǎng)頻率轉(zhuǎn)子 葉輪的變化范圍小 捕獲風(fēng)能的效率低 2 變槳距變速調(diào)節(jié)型機(jī)組 一般采用雙饋電機(jī)或者永磁同步電機(jī)通過(guò)調(diào)速器和變槳距控制相結(jié)合的方法使葉輪轉(zhuǎn)速可以跟隨風(fēng)速的變化在很寬的范圍內(nèi)變化 保持最佳葉尖速比運(yùn)行 從而使風(fēng)能利用系數(shù)在很大的風(fēng)速變化范圍內(nèi)均能保持最大值 能量捕獲效率最大 發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過(guò)變流器調(diào)節(jié) 變成與電網(wǎng)同頻 同相 同幅的電能輸送到電網(wǎng) 3 變槳變速風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 目前流行的變速變槳風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有兩種方案 1 升速齒輪箱繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋?zhàn)兞髌?2 無(wú)齒輪箱的直接驅(qū)動(dòng)低速永磁發(fā)電機(jī)全功率變流