风力发电实验室建设专项方案.doc

风力发电实验室建设方案1、建设项目必要符合总规定风力发电实验室是规定建设一种符合风力发电专业和实际风电专业教学规定风力发电系统，涉及具备无级可变风速及可任意持续可变风向模仿风力源系统（与并网型双馈风力发电机组配套实验）和三组无级可变风速及60度持续可变风向模仿风力源系统（与小型风力发电机组配套实验）。由一套采用积极偏航齿轮驱动形式、模仿大型变桨距变速恒频风力异步双馈发电机组、双PWM变流器、电气测控柜和中控台构成风力发电教学实训系统，以及由三套小型风力发电机和配套仪器仪表所构成一种符合大、小型风电机组实验技术规定综合风力发电实验室，以满足学生教学实训规定。同步需要系统地考虑教学实训项目规定并具一定特色。因此本建设项目详细实行投标单位，不但要吸取当前并网型风力发电设备新技术，还应紧密结合教学实际，必要全面满足完毕实训项目规定，模仿风场与变桨距异步双馈发电机组必要符合教学规定实际原形物理模仿原则。要可以观测到各种工况物理过程，获得明确物理概念，可以摸索到现象本质极其变化基本规律，在教学实训中可使风力发电实验室作用和功能得到进一步拓展，可以进行典型系统实训，应符合实训教学可测试性和可操作性。2、对模仿风场系统构造基本规定 以风能为动力发电设备，称为风力发电机组。在实际风电工程中，安装在风电场中风力发电机组原动力风能是自然风，风速度和方向是不断变化，而功率与风速立方成正比。因而在实验室室外模仿风场中必要设计建设一种持续可变风速及可任意持续可变风向模仿风力源系统。在室外模仿风场中安装风力发电机组规定是采用300W小型风力发电组，整个风场用金属网隔离。在室内安装并网型风力发电机组规定设计制导致采用积极偏航齿轮驱动形式、由变桨距风轮机、齿轮箱和异步双馈发电机组等构成风电主机，风速和风向信号取自于室外模仿风场模仿风力源系统，变桨距调节信号取自于发电机功率。并网型风力发电机组原动力采用直流调速电机，直流调速电机转速与室外模仿风场中测得风速成正比。并网型风力发电机组产生电能，通过电缆经模仿箱式变电站将其电压由0.69KV模仿升至10KV后，是经架空线路或电缆模仿输送到风电场变电所。3、对并网型风力发电机组基本规定并网型风力发电机组功能是将风中动能转换成机械能，再将机械能转换为电能，输送到电网中。规定并网型风力发电机组在设定模仿风况和电网条件下可以长期安全运营。3.1、并网型风力发电机组系统分为风轮、齿轮箱、发电机、塔筒和基本等几种某些。通过调研和综合分析，为了符合风力发电专业和实际并网型风电工程教学规定，本并网型风力发电机组设计制造规定是：采用三叶片（叶片长度依照实验室场地容许条件取）环绕叶片纵向轴线转动变桨距风轮机，具备积极偏航齿轮驱动功能，采用双馈异步发电机。底盘上安装除了控制器以外机组重要部件。塔架支撑底盘达到1M高度，筒内安顿发电机和控制器之间动力电缆、控制和通信电缆，塔架构造采用筒形。基本依照实验室地质状况和塔架筒形构造形式设计。其中心预置与塔架连接基本部件，保证将风力发电机组牢牢固定在基本上。3.2、并网型风力发电机组由传动系统、偏航系统，液压系统与制动系统、发电机、控制与安全系统等构成。传动系统：涉及主轴、齿轮箱和联轴节。轮毂与主轴固定连接，将风轮转矩传递给齿轮箱。也可将主轴与齿轮箱输入轴合为一体。由于模仿大型风力发电机组，风轮转速可考虑在030r/min范畴内,通过齿轮箱增速经高速轴驱动发电机旋转。偏航系统：偏航系统规定跟踪风向变化，驱动机舱环绕塔架中心线旋转，使风轮扫掠面与风向保持垂直。将模仿风向信号经传感器发给控制器，通过与风轮实际方位进行比较后，发出指令给偏航电动机，驱动小齿轮沿着与塔架顶部固定大齿圈移动，通过偏航轴承使机舱传动，直到风轮对准模仿风向后停止。液压系统：规定为油缸和制动器提供驱动压力。液压系统由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路及各种液压阀等构成。油缸重要是用于驱动变桨距风轮变距机构。制动系统：本并网型风力发电机组规定设立空气动力制动和机械制动两某些。规定变桨距风轮能处在顺桨位置时模仿运用空气阻力使风轮减速或停机状态，以便显示空气动力制动原理。规定在齿轮箱高速输出轴上设立盘式制动器，进行机械制动。本实训系统在运营时要让机组停机，一方面采用模仿空气制动，由原动机减速来模仿风轮减速，再采用机械制动使风轮停转。发电机：将风轮机械能转换为电能，本并网型风力发电机组规定采用双馈异步发电机。当模仿风速增长使齿轮箱高速输出轴转速达到异步发电机同步转速时，机组并入电网，向电网送电。模仿风速继续增长，发电机转速也略为升高，增长输出功率。达到额定模仿风速后，通过风轮叶片调节，模仿稳定在额定功率不再增长。反之模仿风速减小，发电机转速低于同步转速时，则从电网吸取电能，处在电动机状态，通过恰当延时后脱开电网。控制系统：涉及控制和监测两某些，控制某些规定有手动控制和自动控制。可在现场依照需要进行手动控制，自动控制规定在无人值守条件下实行运营人员设立控制方略，保证机组正常安全运营。监测某些将各种传感器采集到数据送到控制器，通过解决作为控制参数或作为原始记录储存起来，在机组控制显示屏上可以查询，也应送到实验室中央控制室电脑系统。安全系统：要保证机组在发生非正常状况时及时停机，风轮被制动停止旋转。4、对并网型风力发电机组重要参数规定本并网型风力发电机组规定提供一种功率曲线图，横坐标是风速，纵坐标是机组输出功率。功率曲线重要分为上升和稳定两某些，机组开始向电网输出功率时模仿风速称为切入风速。随着模仿风速增大，输出功率上升，输出功率大概与风速立方成正比，达到额定功率值时风速称为额定风速。此后模仿风速再增长，由于风轮调节，功率保持不变。5、对并网型风力发电机组布局和中心位置规定投标建设厂家一方面论证总体设计任务和技术规定，以既有技术拟定机组、布局，拟定所设计模仿风力发电机组几何尺寸、重量和性能等基本特性。5.1、整机总体布置整机各部件、各系统、附件和设备等布置规定合理、协调、紧凑，保证正常工作和便于维护等规定，并考虑有效合理重心位置。6、对并网型风力发电机组风轮总体参数规定6.1、风轮叶片数B由于三叶片风力发电机运营和输出功率较平稳，本并网型风力机采用三叶片风轮。6.2、风轮直径D风轮直径应依照实验室场地限制考虑尽量取长（并网机组风轮叶片长度缩短）。6.3、设计风速风力发电机组平均毛呢风速和频度，按实际工程型机组范畴进行。6.4、尖速比本并网型风力发电机组采用变桨距风轮叶片，规定在风轮起动时，变距角要能调节到较大值，随着风轮转速增长逐渐减小。规定依照风轮设计转速和发电机转速来选取齿轮箱传动比，最后再用公式=R/V进行尖速比计算，拟定其设计参数。6.5、其她塔筒高度建议取1米，风轮中心高度是指风轮中心离安装处地面高度，风轮中心离地高度应依照风轮机在机架上布置而定。7、对并网型风力发电机组动力学特性规定 规定具备良好动力学特性，足够动力稳定性裕度，可接受风轮及机体振动载荷以及低水平振动。本并网型风力发电机组重要应考虑动载荷、振动及动力稳定性等三个方面。7.1动载荷本并网型风力发电机组原动力考虑在模仿风力源系统风能作用下通过传感系统控制并网型风力发电机组原动机驱动，原动机规定能模仿作用于风轮叶片上周期性气动载荷引起动响应，因而在机构、传动、结合发电方面应尽量实现系统展示。7.2振动本并网型风力发电机组除风轮外，电机、传动系统及其支撑构造等设计都应考虑减轻振动问题。7.3动力稳定性为了保证并网型风力发电机组在使用中不浮现整机动力不稳定性，就规定机组在其整个运营范畴内不存在整机动力不稳定区。风力发电机组开车时风轮转速总是从零开始加速，因而这个工作转速范畴也就是从零始终到最大转速。此外，为了保证一定安全裕度，规定整机动力不稳定区下边界不低于最大转速120%。8、对并网型风力发电机组整机可靠性规定可靠性是并网型模仿风力发电机组基本质量标志，是风电教学实训质量重要构成某些。可靠性是来自设计制造和使用维护、设计制造可靠性是影响实训系统可靠性重要因素，因而规定投标单位必要进行结识设计和制造。9、对并网型风力发电机组构造设计规定并网型模仿风力发电机组构造设计内容重要涉及叶片、轮毂、偏航系统、主轴、主轴承、齿轮箱、刹车系统、液压系统、机舱及塔架构造设计。9.1 并网型风力发电机组构造设计基本原则9.1.1 技术性 尽量采用成熟新技术、新材料、新工艺，保证风力发电机组满足总体设计技术指标。9.1.2 经济性 综合考虑涉及模仿风力发电机组制导致本、运营及维护成本。9.1.3 可靠性 应当科学、合理综合考虑技术指标、经济性指标，最后满足可靠性指标。9.2 并网型风力发电机组构造设计普通规定部件设计重要任务是选取部件构造形式，布置构造重要构件、拟定构件尺寸参数等。在这个基本上进行详细细节设计，绘制出所有工程图。9.2.1 强度、刚度规定：机舱底盘平台、叶片、塔架等各受力构件及其组合部件必要能承受相应状态载荷足够强度、刚度。9.2.2 动力学规定：区别于普通机械构造设计规定，并网型风力发电机组动部件所受载荷是交变载荷，设计时，应考虑质量、刚度分布对构件、整机固有特性影响，使得部件、整机固有频率避开激振力频率，减少动应力水平、提高部件以及整机寿命和可靠性。9.2.3 工艺性规定：构造工艺性是指在详细生产条件对所设计构造能使其在生产过程实现也许性限度。9.3 对构造优化设计规定由于建设经费有限，并网型风力发电机组应从各种也许各种构造设计方面谋求满足设计规定最佳方案，使得构造设计既满足强度、刚度、工艺性规定而又使得构造重量轻、制导致本低。为了实现这个目，在优化设计过程中，需要不断变化设计变量，使之按教学实训规定方面变化，因而，构造优化设计就是一种分析设计再分析再设计过程。要形成使总体、构造、工艺设计一体化设计办法。构造设计不是一种简朴设计过程，要同步考虑大量复杂条件，以达到构造可靠性规定和优化设计目。建议考虑下述两种设计办法：一是依照载荷及功能规定进行构造设计；二是依照构造进行载荷校核。10、对并网型风力发电机组总体布置及动力系统设计规定10.1 对机组总体布置规定风力发电机传动及偏航系统和机舱底盘构造设计方案中，采用当前最流行一字型或一字型变化型。10.2、对轮毂规定轮毂是联接叶片与主轴重要部件，它承受了风力作用在叶片上推力、扭矩、弯矩及陀螺力矩。风轮轮毂传递风轮力和力矩到背面机械构造中去。它是影响风机性能和质量核心部件。并网型模仿风力发电机组轮毂形状规定采用三通型轮毂或三角形轮毂。轮毂构造规定采用锻造构造或焊接构造，材料规定采用铸钢或高强度球墨铸铁。10.3、对主轴规定在并网型模仿风力发电机组中，主轴承担了支撑轮毂处传递过来各种负载作用，并将扭矩传递给增速齿轮箱，将轴向推力、气动弯矩传递给机舱、塔架。在构造容许条件下，应将主轴尽量设计保守某些。主轴重要构造普通有挑臂梁构造和悬臂梁构造两种， 本并网型模仿风力发电机组规定采用三点式支撑悬臂梁构造主轴，悬臂梁构造主轴上一种支撑由轴承架支撑；另一支撑由齿轮箱支撑。这种构造前支点为刚性支撑，后支点（齿轮箱）为弹性支撑，可以吸取突变负载。10.3.1.主轴材料选用：由于风力发电机组主轴受力复杂，规定选用优质钢材。10.3.2.轴静强度安全系数校核 轴静强度是依照轴短时最大载荷（涉及动载荷和冲击载荷）来计算。校核目是保证轴对塑性变形抵抗能力。10.4、对联轴器规定在风力发电机组中，常采用刚性联轴器、弹性联轴器（或万向联轴器）两种方式。刚性联轴器惯用在对中性好二轴联接，而弹性联轴器则可觉得二轴对中性较差时提供二轴联接，更重要是弹性联接器可以提供一种弹性环节，该环节可以吸取轴系因外部负载波动而产生额外能量。在并网型风力发电机组中规定在低速轴端（主轴与齿轴箱低速轴联接处）选用刚性联轴器，可考虑选用胀套式联轴器、柱销式联轴器等。在高速轴端（发电机与齿轮箱高速轴联接处）规定选用弹性联轴器（或万向联轴器），可考虑选用轮胎联轴器，或十字节联轴器。10.5、对机械刹车规定机械刹车是一种制动式减慢旋转负载装置，规定制动可靠。机械刹车依照作用方式可以分为气动液压、电磁、电液、受动等形式。按工作状态制动器可分为常闭式和常开式。常闭式制动器靠弹簧或重力作用经常处在紧闸状态，而机构运营时，则用人力或松闸器使制动器松闸；与此相反，常开式制动器经常处在松闸状态，只有施加外力时才干使其紧闸。在并网型风力发电机组中详细方式可由生产厂家拟定，建议采用常闭式制动器。11、对并网型风力发电机组机舱底盘构造设计规定风力发电机组机舱除了承担容纳所有机械部件外，还承受所有外力（涉及静负载及动负载）作用。对机舱强度及刚度规定将更为苛刻，特别是对机舱底盘构造设计规定较高，本模仿风力发电机组机舱底盘在保证学生实训安全状况下，可依照实际使用条件设计。机舱底盘选取：1）按制造办法及材料可分为锻造机舱底盘、焊接机舱底盘二类（可考虑采用后者）。2）按构造形状可分为梁式机舱底盘、框架式机舱底盘、箱式机舱底盘等三类。（可考虑采用框架式机舱底盘）。11.1、机舱底盘设计准则机舱底盘设计重要应保证刚度、强度、稳定性及学生实训重要性。1）刚度 机舱底盘刚度决定风力发电机组传动链工作稳定性，决定回转支承工作稳定性。2）强度 机舱底盘强度应依照模仿风力发电机组在运转过程中也许发生最大载荷来校核，更重要还要校核其疲劳强度。机舱底盘强度和刚度都要从静态和动态两个方面来考虑。动刚度是衡量机舱底盘抗振能力指标，而提高机舱底盘抗振性能应从提高机舱底盘构件静刚度、控制固有频率、加大阻尼等方面入手。3）稳定性 风力发电机组机舱底盘是一种扁平式构造，其重要受力件稳定性较好，某些受压部件及受压弯构造也也许存在失稳问题，必要加以校核。11.2、对机舱底盘设计规定1）在满足强度及刚度前提下，机舱底盘应尽量重量轻、成本低；2）抗振性好；3）构造设计合理，工艺性良好，便于焊接和机械加工；4）构造力求便于安装与调节，以便修理和更换零部件及便于学生实训。5）造型好，使之既合用经济，又美观大方。11.3、对机舱底盘材料及解决规定焊接机舱底盘具备强度和刚度高、重量轻、生产周期短以及施工简便等长处，因而在风力发电机组中大多采用焊接机舱底盘。焊接机舱底盘应采用优质钢材。为了保持尺寸稳定，焊接后必要消除内应力，本并网型风力发电机组考虑采用焊接式机舱底盘。12、对并网型风力发电机组风轮与叶片规定本并网型风力发电机组规定采用变桨距风轮，风轮由一种具备集中变桨控制叶片及相应调桨轴承和轮毂构成。调桨轴承用螺栓联结在轮毂上；叶片由玻璃纤维制成，并由聚酯材料加固，采用螺栓联结在叶片轴承上，能顺时针转动。三个叶片长度依照风机所安装中心高度拟定。每一种叶片由两个半壳与中间支承梁构成；叶片通过叶根螺栓与调桨轴承连结，从而容许叶片转动。13、对并网型风力发电机组功率调节规定当风速达到某一值时，风力发电机组达到额定功率。自然风速度变化常会超过这一风速，在正常运营时，不是限制构造载荷大小，而是发电机超载后过热问题。并网型风力发电机组也要设定发电机过载能力。控制系统容许发电机短时过载，绝不能长时间或经常过载。由于风速和功率是三次方关系，当并网型风力发电机组功率达到额定点后来，必要有相应功率调节办法，使机组输出功率不再增长。本并网型风力发电机组考虑采用变桨距联动原动机调节办法。13.1对变桨距控制规定变桨距控制重要是通过变化翼型迎角变化，使翼型升力变化来进行调节。 变桨距控制多用于大型风力发电机组，本并网型风力发电机组采用变桨距控制。变桨距控制是通过叶片和轮毂之间轴承机构转动叶片来减小迎角，由此来减小翼型升力，以达到减小作用在风轮叶片上扭矩和功率目。变桨调节时叶片迎角可相对气流持续变化，以便得到风轮功率输出达到但愿范畴。在90迎角时是叶片顺桨位置。在风力发电机组正常运营时，叶片向小迎角方向变化而限制功率。变距范畴规定090。从起动角度0到顺桨，叶片就像飞机垂直尾翼同样。由于变桨距控制型风轮具备典型教学意义，在并网型风力发电机组中规定能进行实验。14、对并网型风力发电机组齿轮箱规定风力发电机组中齿轮箱是一种重要机械部件，其重要功能是将风轮在风力作用下所产生动力传递给发电机并使其得到相应转速。风轮转速很低，远达不到发电机发电规定，必要通过齿轮箱轮副增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。本并网型风力发电机组还规定附加一台在风力源风速作用下原动机系统。依照机组总体布置规定，可将与风轮轮毂直接相连传动轴（俗称大轴）和齿轮箱输入轴合为一体，其轴端形式是法兰盘连接构造。也可将大轴与齿轮箱分别布置，其间运用涨紧套装置或联轴节连接构造。为了增长机组制动能力，可考虑在齿轮箱输入端或输出端设立刹车装置，配合变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。由于齿轮箱是风力发电机组中重要设备，故对其可靠性和使用寿命都提出了比普通机械高得多规定。对构件材料规定是，除了常规状态下机械性能外，还应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击；保证充分润滑条件等。为模仿冬夏温差巨大地区，要配备适当加热和冷却装置。还要设立监控点，对运转和润滑状态和温度进行遥控。本模仿风力发电机组是以水平轴风力发电机组用固定平行轴齿轮传动和行星齿轮传动为代表机组。14.1、对齿轮箱设计规定齿轮箱设计必要保证在满足可靠性和预期寿命前提下，使构造简化并且重量最轻。依照机组规定，采用CAD优化设计，选用合理设计参数，排定最佳传动方案，选取稳定可靠构件和具备良好力学特性材料，配备完整充分润滑等。齿轮箱作为传递动力部件，在运营期间同步承受动、静载荷。其动载荷某些取决于风轮、发电机特性和传动轴、联轴器质量、刚度、阻尼值以及发电机外部工作条件。为此规定模仿机组，能对起动、运营、空转、停机、正常起动和紧急制动等各种工况进行实验。14.2、原动机安装布置为了使并网型风力发电机组符合实际工程机组构造特点，规定将原动机安装在齿轮箱内，以学生不适当看到为准。14.3、对齿轮箱噪声级规定风力发电齿轮箱噪声原则为85dB(A)左右。噪声重要来自各传动件，故应采用相应减少噪声办法：1）恰当提高齿轮精度，进行齿形修缘，增长啮合重叠度；2）提高轴和轴承刚度；3）合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振。齿轮箱安装时采用必要减振办法，按规范找正，充分保证机组联结刚度，将齿轮箱机械振动控制在GB/T8534规定C级之内。14.4、对齿轮箱可靠性规定按照假定寿命至少规定，视载荷谱所列载荷分布状况进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其零件设计极限状态和使用极限状态进行极限强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析，动力学分析等。15、对并网型风力发电机组偏航系统分项功能规定偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少构成系统之一。规定偏航系统满足两个重要作用：1）是与风力发电机组控制系统互相配合，使风力发电机组风轮始终处在迎风状态，充分运用风能，提高风力发电机组发电效率；2）是提供必要锁紧力矩，以保障风力发电机组安全运营。本并网型风力发电机组采用积极偏航系统齿轮驱动形式。15.1、对偏航系统电缆规定实际工程中风力发电机组为保证机组悬垂某些电缆不至于产生过度纽绞而使电缆断裂失效，必要使电缆有足够垂悬量，并规定电缆所容许扭转角为1080度内。本并网型风力发电机组由于机组中心离地面高度很低，电缆没有足够垂悬量。应采用其他办法解决机架转动1080度时电缆进出问题。15.2、对偏航系统阻尼规定为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大振动而导致整机共振，偏航系统在机组偏航时必要具备适当阻尼力矩。阻尼力矩大小要依照机舱和风轮质量总和惯性力矩来拟定。其基本拟定原则为保证风力发电机组偏航时动作平稳顺畅而不产生振动。只有在阻尼力矩作用下，机组风轮才可以定位精确，充分运用风能进行发电。15.3、对偏航系统解缆和纽缆保护规定解缆和纽缆保护是风力发电机组偏航系统所必要具备重要功能。偏航系统偏航动作会导致机舱和塔架之间连接电缆发生纽绞，因此模仿风力发电机组也应在偏航系统中应设立与方向关于计数装置或类似程序对机架转动方向和累积角度进行检测。 15.4、对偏航系统偏航转速规定对于并网型风力发电机组运营状态来说，风轮轴和叶片轴在机组正常运营时不可避免产生陀螺力矩，这个力矩过大将对风力发电机组寿命和安全导致影响。为减少这个力矩对风力发电机组影响，偏航系统偏航转速应依照风力发电机组功率大小通过偏航系统力学分析来拟定。依照实际生产和当前国内已安装机型实际状况，偏航系统偏航转速推荐值见表15-1，本实训系统采用表15-1中编号5。表15-1 偏航转速推荐值编号12345风力发电机组功率/KW100200250350500700800100012001500偏航转速/(r/min)0.30.180.10.0920.08515.5、对偏航系统偏航液压系统规定本并网型风力发电机组偏航系统规定设立液压装置，液压装置作用是拖动偏航制动器松开或锁紧。柔性液压管路连接某些应采用适当高压软管。连接管路、连接组件应通过实验保证偏航系统所规定密封和承受工作中浮现动载荷。液压元器件设计、选型和布置应符合液压装置关于详细规定和规定。液压管路应可以保持清洁并具备良好抗氧化性能。液压系统在额定工作压力下不应浮现渗漏现象。15.6、对偏航系统偏航制动器规定采用齿轮驱动偏航系统，为避免因振荡风向变化而引起偏航齿轮产生变载荷，规定采用偏航制动器（或称偏航阻尼器）来吸取微小自由偏转振荡，防止偏航齿轮交变应力引起齿轮过早损伤。对于由风向冲击叶片或风轮产生偏航力矩装置，应经实验证明其有效性。15.7、对偏航系统偏航计数器规定偏航系统中规定设有偏航计数器，偏航计数器作用是用来记录偏航系统所运转圈数，当偏航系统偏航圈数达到计数器设定条件时，则触发自动解缆动作，机组进行自动解缆并复位。计数器设定条件是依照机组悬垂某些电缆容许扭转角度来拟定，其原则是要不大于电缆所容许扭转角度，尽管本并网型风力发电机组不存在扭缆问题，但仍规定机架转动角度不不大于1080度时，模仿实际机组解缆过程。15.8、对偏航系统润滑装置规定偏航系统规定设立润滑装置，以保证驱动齿轮和偏航齿圈润滑。本并网型发电机组偏航系统可采用润滑脂和润滑油相结合方式。实训中可定期更换润滑油和润滑脂。15.9、对偏航系统密封规定偏航系统规定采用密封办法，以保证系统内清洁和相邻部件之间运动不会产生有害影响。15.10、对偏航系统表面防腐解决规定偏航系统各构成部件表面解决必要适应风力发电机组工作环境。风力发电机组比较典型工作环境除风况之外，还应考虑其她环境（气候）条件、热、光、腐蚀、机械、电或其她物理作用，本并网型风力发电机组应依照实际使用场合考虑。16、对偏航系统组件构造规定偏航系统规定由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、纽缆保护装置等重要某些构成。 并网型风力发电机组偏航系统可采用外齿形式或内齿形式。偏航驱动装置可以采用电动机驱动或者液压马达驱动，制动器可以采用常闭式或者常开式。常开式制动器是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处在锁紧状态制动器；常闭式制动器是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处在松开状态制动器。投标生产厂如考虑采用常开式制动器时，模仿风力发电机组偏航系统规定必要具备偏航定位锁紧装置或防逆传动装置。16.1、偏航轴承偏航轴承轴承内外圈分别与机组机舱和塔体用螺栓连接。齿轮可以采用内齿或者外齿形式。外齿形式是轮齿位于偏航轴承外圈上，加工相对简朴些；内齿形式是轮齿位于偏航轴承内圈上，合受力效果较好，构造紧凑。详细采用内齿形式或外齿形式可由投标生产厂拟定。16.2、偏航驱动装置偏航驱动装置规定由驱动电机、减速器、传动齿轮、轮齿间隙调节机构等构成。驱动装置减速器可采用行星减速器或蜗轮蜗杆与行星减速器串联，偏航驱动装置规定启动平稳，转速均匀无振动现象。16.3、偏航制动器偏航制动器规定采用液压拖动钳盘式制动器。16.3.1偏航制动器是偏航系统中重要部件，制动器应在额定负载下，制动力矩稳定，其值应不不大于设计值。在机组偏航过程中，制动器提供阻尼力矩应保持平稳，制动过程不得有异常噪声。制动器应设有自动补偿机构，以便在制动衬块磨损时进行自动补偿，保证制动力矩和偏航阻尼力矩稳定。在偏航系统中，制动器可以采用常闭式和常开式两种构造形式，常闭式制动器是在有动力条件下处在松开状态，常开式制动器则是处在锁紧状态。两种形式相比较并考虑失效保护，本并网型风力发电机组规定采用常闭式制动器。16.3.2制动盘普通位于塔架或塔架与机舱适配器上规定为环状，制动盘材质规定具备足够强度和韧性，如果采用焊接连接，材质还应具备比较好可焊性，制动盘连接、固定必要可靠牢固。16.3.3制动钳由制动钳体和制动衬块构成。制动钳体规定采用高强度螺栓连接，用通过计算足够力矩固定于机舱机架上。制动衬块应由专用摩擦材料制成，规定每台风机偏航制动器由中标生产厂家提供10个备用制动衬块以满足实训规定。16.4、偏航计数器偏航计数器是记录偏航系统旋转圈数装置，规定当偏航系统旋转圈数达到设计所规定初级解缆和终极解缆圈数时，计数器则给控制系统发信号使机组自动进行解缆。计数器规定是一种带控制开关蜗轮蜗杆装置或是与功能其相类似程序。16.5、纽缆保护装置纽缆保护装置是偏航系统必要具备装置，它是出于失效保护目而安装在偏航系统中。它作用是在偏航系统偏航动作失效后，电缆纽绞达到威胁机组安全限度而触发该装置，使机组进行紧急停机。普通状况下，这个装置是独立于控制系统，一旦这个装置被触发，则机组必要进行紧急停机。纽缆保护装置规定由控制开关和触点机构构成，控制开关规定安装于机组塔架内壁支架上，触点机构规定安装于机组悬垂某些电缆上。当机组悬垂某些电缆纽绞到一定限度后，触点机构被提高或被松开而触发控制开关动作。17、对并网型风力发电机组液压系统规定风力发电机组液压系统和刹车机构是一种整体。在变浆距风力发电机组中，液压系统重要控制变距机构，实现风力发电机组转速控制、功率控制，同步也控制机械刹车机构。17.1、比例控制技术变距系统中规定采用比列控制技术。比例控制技术是在开关控制技术和伺服技术间过渡技术，它具备控制原理简朴、控制精度高、抗污染能力强、价格适中档特点。因而，使这项技术得到飞速发展。它是采用比例放大器控制比例电磁铁实现对比例阀进行远距离持续控制，从而实现对液压系统压力、流量、方向无级调节。本项比例控制技术原理规定依照输入电信号电压值大小，通过电放大器，将该输入电压信号（普通在09V之间）转换成相应电流信号，如1mv1mA。这个电流信号作为输入量被送入比例电磁铁，从而产生和输入信号成比例输出量力或位移。该力或位移又作为输入量加给比例阀，后者产生一种与前者成比例流量或压力。通过这样转换，一种输入电压信号变化，不但能控制执行元件和机械设备上工作部件运动方向，并且可对其作用力和运动速度进行无级调节。此外，还能对相应时间过程中，如：在一段时间内流量变化，加速度变化或减速度变化等进行持续调节。为了提供更高阀性能，但愿在阀或电磁铁上接装一种位置传感器以提供一种与阀心位置成比列电信号。此位置信号向阀控制器提供一种反馈，使阀心可以由一种闭环配备来定位。一种输入信号经放大器放大后输出信号再去驱动电磁铁，电磁铁推动阀心，直到来自位置传感器反馈信号与输入信号相等时为止。因而此技术能时阀心在阀体中精确地定位，而由摩擦力、液动力或液压力所引起任何干扰都被自动地纠正。17.1.1位置传感器位置传感器是用于阀心位置反馈传感器，非接触式LVDT（线性可变差动变压器）是由绕在与电磁铁推杆相连软铁铁心上一种一次绕组和两个二次绕组构成。一次绕组由一高频交流电源供电，它在铁心中产生变化磁场，该磁场通过变压器作用在两个二次绕组中感应出电压。如果两个二次绕组对置连接，则当铁心居中时，每个绕组中产生感应电压将抵消而产生净输出为零。随着铁心离开中心移动，一种二次绕组中感应电压提高而另一种中减少。于是产生一种净输出电压，其大小与运动量成比例而相位移批示运动方向。该输出可供应一种相敏整流器（解调器），该整流器将产生一种与运动成比例且极性取决于运动方向直流信号。17.1.2控制放大器控制放大器输入信号可以采用可变电流或电压。依照输入信号极性，阀心两端电磁铁将有一种通电，使阀心向某一侧移动。放大器为两个运动方向设立了单独增益调节，可用于微调阀特性或设定最大流量。还应设立一种斜坡发生器，进行恰当接线可启动或禁止该发生器，并且要设立斜坡时间调节。还应针对每个输出级设立死区补偿调节。使用位置传感器比例阀其目是实现阀心位置控制，即阀心在阀体中位置仅取决于输入信号而与流量、压力或摩擦力无关。位置传感器提供一种LVDT反馈信号。此反馈信号与输入信号相加所得到误差信号驱动放大器输出级。本实训系统规定在放大器面板上设有输入信号和LVDT反馈信号监控点。当比例控制系统设有反馈信号时，可实现控制精度较好闭环控制。17.2、液压系统变浆距模仿风力发电机组液压系统由两个压力保持回路构成。一路由蓄能器通过电液比例阀供应叶片变距油缸，另一路由蓄能器供应高速轴上机械刹车机构。18、对并网型风力发电机组液压系统实验内容和规定18.1、液压装置实验18.1.1.实验内容 在正常运营和刹车状态，分别观测液压系统压力保持能力和液压系统各元件动作状况，记录系统自动补充压力时间间隔。18.1.2.实验规定 在执行启动与机械刹车指令动作对的；在持续观测6h中自动补充压力油2次，每次补油时间约2s。在保持压力状态24h后，无外泄漏现象。18.1.3.实验办法1）打开油压表，进行开机、停机操作，观测液压与否及时补充、回放，压力与否保持在设定值。2）检查液压系统泄露现象。3）用电压表测试电磁阀工作电压。4）分别操作风力发电机组开机，松刹、停机动作，观测变距控制与否相应动作。5）观测在液压补油，回油时与否有异常噪声。18.2、飞车实验飞车实验目是为了设定或检查液压系统中突开阀。普通按如下程序进行实验：18.2.1将所有过转速保护设立值均改为正常设定值2倍，以免这些保护一方面动作。18.2.2将发电机并网转速调至1500r/min。18.2.3调节好突开阀后，起动风力发电机组。当风力发电机组转速达到额定转速125%时，突开阀将打开并将气动刹车油缸中压力油释放，从而导致空气动力刹车动作，使风轮转速迅速减少。18.2.4读出最大风轮转速值和风速值。18.3、变距系统实验变距系统实验重要是测试变距速率、位置反馈信号与控制电压关系并绘制曲线。19、对绕线转子双馈感应发电机基本规定因感应发电机并网办法优于同步发电机，并网运营稳定，调节维护以便，构造紧凑等特点，在风力发电机组中得到最为广泛应用。但是由于应用风能动力发电，风速是不稳定，是随时变化，有时瞬间变化可达10m/s以上，发电机处在负载不稳定状态，极端时发电机严重过载。有时风力发电机处在轻载状态，无风时（风速达不到起动风速）则处在停机状态，因此风力发电机投、切（并网和脱网）操作比其她类型发电机要频繁许多。此外尚有风电场环境条件等等。由于风力发电条件特殊性，对风力发电机也要考虑相应某些规定：1）发电机外壳防护级别宜选用IP44或IP54，即全封闭式电机；2）发电机冷却方式选用IC411，即电机外壳表面带散热筋加外电扇；3)发电机绝缘级别选用F级，并且经VPI（真空压力无溶剂浸渍）解决；4）发电机内带空间加热器；5）发电机底部要有气压平衡孔，此孔又能起到排出凝露水作用；6）发电机振动要小，振速不超过2.8/s；噪声要低，普通规定85dB(A)大机组82dB(A)；7）发电机轴承润滑脂选用时要考虑到冬季低温；8）发电机飞逸转速要高，普通不不大于1.5倍同步转速；9）发电机效率要高，且转差率要大，效率曲线要平坦（这个规定是互相矛盾，要综合权衡后选用适当转差率；10）发电机自然功率因数要尽量高，以减少对电网无功功率吸取或减少补偿电容器电容量；11）发电机外形尺寸要小，重量要轻，以减小机舱体积，减轻机舱重量；12）发电机端电压波动普通为5%，最佳能考虑到8%，甚至10%波动；13）发电机堵转电流要小。20、对绕线转子双馈感应发电机技术特性规定感应发电机是感应电机一种运营方式：发电机运营时，它转速n高于同步转速，此时转差率S=（-n）/0。过载能力为感应发电机一项重要技术指标，对风力发电机，普通规定。20.1、对双馈感应发电机工作特性规定20.1.1.由于风力发电机受风速变化影响，绝大某些时间发电机处在轻载状态，为综合提高发电机出力，提高中低输出功率区效率，因而规定模仿发电机效率曲线平坦些。20.1.2.风力机运营时因风速大小方向是不稳定，随时变化，为了减少发电机输出功率波动，减少风力机受冲击机械应力，规定发电机转速输出功率特性软一点，因而就规定发电机转差率绝对值S要大。20.1.3.并网型风力感应发电机自身不发无功功率，其励磁电流要从电网获取，因而感应发电机功率因数是一种重要技术指标，只要技术上容许，应尽量提高发电机自然功率因数值。本模仿1500KW、6P、690V感应发电机自然功率因数在0.900.92之间较为适当。20.2、对风力发电机并网规定并网运营异步发电机电压一定是电网电压，其频率也一定是电网频率，规定输出功率变化也不会使异步发电机产生振荡及失步，异步发电机输出功率与转差率几乎成线性关系，并网瞬间冲击电流很小。本模仿风力发电教学实训系统应结合学校配电系统状况综合考虑。20.3、对感应双馈发电机技术设计规定本模仿实训系统投入并网运营风力发电机电压为690V。 20.3.1风力发电机不能用同容量电动机来代替以减少设备成本，由于电动机电压较低，如380V电动机，把它用作发电机而并到400V电网上时，电压增长约5%，磁路磁密增长就更多，会引起励磁电流大幅增长，功率因数减少；此外按电动机设计时，为了提高电机效率，总是最大也许地减少电机转子铜耗，电机转差率普通比较小；然而当风力发电机运营时，考虑到提高发电机输出功率稳定性，规定发电机有较大转差率。20.3.2发电机铁心材料应选取损耗小，导磁性能强冷轧硅钢板，应考虑用冷轧硅钢板。20.3.3定子绕组规定为低谐波含量对称均匀绕组，尽最大也许地增长每极每相槽数，本模仿风力发电机为双速发电机，投标生产厂家是采用双绕组双速，还是采用单绕组双速电机在投标文献中应表述清晰。20.3.4要注意避免不大于五阶振型两个转速范畴内共振点，要计算定子铁心固有频率和转轴临界转速，普通要把激振力频率远离相应振型铁心固有频率20%以上。20.3.5发电机定转子槽配合选取时，要避免噪声大槽配合，也要避免选用会产生轴电流槽配合，槽配合选取无论对感应电动机还是对感应发电机均是十分重要，建议选用曾经使用过且表白无不良电磁噪声、振动和轴电流槽配合。20.3.6发电机轴承选取时，要考虑到电机运营发热后引起轴膨胀影响，要容许电机轴能向非转动端膨胀。20.3.7发电机构造要注意能保证任何状态