风电基础知识

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1、风电基础知识1;金风S43/600”含义： 金风（goldwind)－公司品牌 S－stall，即失速控制 43－叶轮的直径为43m 600－发电机的额定功率为600kw 采用丹麦设计概念： 上风向，三叶片，失速控制，叶尖气动刹车。 是当今风机技术最简单、成熟、可靠、安全的技术。 2:600KW风机：机型：失速型、带叶尖气动 　　刹车、上风向、三叶片 额定功率：125/600kW 风轮直径：43m 轮毂中心高：40m,50m(根据塔架高度) 起动风速：3m/s 额定风速：15m/s 停机风速：25m/s 最大抗风：70m/s（3秒） 最大风能利

2、用系数：CPmax≥0.4 控制系统：计算机控制，远程监控 工作寿命：≥20年 3:金风失速型风机机舱各零部件分布图：1.导流罩2.叶轮　3.机舱　4.增速箱5.高速机械刹车6.连轴器及安全离合器　7.油散热器　8.发电机9.风速仪、风向标　10.提升机11.发电机弹性支撑　12.TB1控制器　13.液压站14.偏航轴承15.偏航刹车16.偏航驱动17.塔架18..机舱底板　　19.齿轮箱弹性支撑 4:750KW风机：金风S48/750机组总体技术参数 机型：失速型、带叶尖气动刹车、上风向、三叶片 额定功率：750kW 风轮直径：48.4m 轮

3、毂中心高：50m 起动风速：4m/s 额定风速：14-15m/s（与气候条件有关） 停机风速：25m/s（10分钟） 5:1200KW风机：无齿轮、直驱、永磁发电机；结构简单紧凑，可靠性高；机械传动损耗减少；电机效率高运行范围宽；无需励磁，无碳刷滑环；发电品质高，无需进行无功补偿。GoldWind62/1200技术参数叶轮直径：62m；扫风面积3019m2；转速范围10～20RPM1；叶片数量3；叶片类型LM29.1P或相似叶片；功率控制变速变桨；刹车系统3套独立的叶片刹车电机：类型多极永磁同步发电机；结构直接驱动；额定功率1200kW；额定电

4、压Y690V；绝缘等级F；运行数据切入风速3m/s；额度风速12m/s；切出风速25m/s；抗最大风速59,5m/s 6:频率与电机转速、齿轮箱增速比、风轮转速的关系：如：电机的输出频率：电网频率50Hz，则发电机转速 对与常见两极对的电机，电机转速为1500RPM 由于噪声要求，叶尖速度有个限值，如<65m/s, 对于定速风机，以750KW为例，转轮直径50米，叶轮转速约为22.25rpm,叶尖速则为58m/s,因此齿轮箱的增速比就为1500/22.25=67.4 7:风机设计的边界条件：电网约束；叶尖噪音约束；共振耦合约束；材料强度约束；控

5、制能力约束；制造能力约束；运输安装维护能力约束。在以上约束的情况下，要驾驭风并充分利用风能。 要驾驭风，就要了解风的习性，即风的脾气和性格8:风有哪些习性？风是个三维的（脉动）矢量（风速、风向（、湍流）） 风在空间分布上的切变特性 风在时间序列上的统计特性9:长期的统计年平均风速、年风向玫瑰图风频分布（年）功率谱密度 短期的统计（几秒） 湍流强度自相关函数 物理特性：可压缩流体，低速时假设为不可压缩风的密度（越冷越重，越高越轻，越湿越轻） 风能量特性－正比风速的三次方、风轮直径的平方10:风机设计知识的核心点：目标市场的风资源、风特性(如：湍流

6、特点及模型等）分析，设计或选择适合风资源特点的高效风轮（当今先进的风轮效率Cp可达0.5) 针对风特性、风轮及传动链的优化的安全、控制策略à以减小和降低各种载荷，减少如共振问题，材料疲劳、并网等问题，提高风能吸收效率 风机系统整机设计策略及布局，荷载传递函数、整机动态模拟及传动链优化设计 部件的疲劳设计（这里涉及一个基础问题－－材料的疲劳特性，与一个国家的原材料工业及其研究有关） 还有对各种不利的载荷工况的认识，参阅IEC、GL等标准。 最终为减轻风机的整体重量，获得最低的度电成本（COE） 11:风机如何在风中工作？单位面积风中的能量，与风速

7、的3次方成正比 风机吸收的能量：Cp吸收效率 ρ空气密度，标准密度：1.225kg/m3 A风轮面积，pD2/4 U风速风机如何在风中工作？风吹过风轮后会怎样？根据空气对叶轮的反作用：转轮旋涡气动模型12:风资源数据统计精度对风机设计的影响？风随时间和空间变化，产生剧烈的随机脉动，通过3次方关系的放大，极易形成巨幅的能量变化和脉动荷载，从而引起材料的疲劳。 风既是风机能量的来源，也是风机载荷的来源。 如果能得到精确的风脉动（统计规律）特点，就能更精确地得到随机载荷的特点，从而预测材料的疲劳损伤过程，能更经济的设计风机。 缺少一般详细风V,P(t

8、)V(t),V(t+Δt)V(t)力FF(t),F(t+Δt)F(t)材料s, es(t),s(t+Δt) e(t),e(t+Δt)s(t), e(t