风电厂工程及风险评估.ppt

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1、风电场工程主要风险及风险评估1风电场工程的定义风力发电场（简称风电场），是将多台大型并网式风力发电机安装在风能资源好的场地，按照地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电。风力发电机就像种庄稼一样排列在地面上，故形象地成为“风力田”。2风力发电机的工作原理现在风力发电机采用空气动力学原理，就像飞机的机翼一样。风并非推动叶轮叶片，而是吹过叶片形成正反面的压差这种压差会产生升力，令叶轮旋转而不切断风流。风力机起动受力分析旋转桨叶受力分析3我国现有风力发电机型的发电过程目前，我国得到最广泛使用的风力发电机主要是水平轴式发动机。它由

2、叶轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件组成。4风力发电机组：风电场的发电装置。道路：包括发电机旁的检修通道、变电站站内站外道路、场内道路及风场进出通道。集电线路：分散布置的风力发电机组所发电能的汇集、传送通道。变电站：风电场的运行监控中心及电能配送中心。风电场工程的组成5风电场工程的组成6风电场工程的种类依据风机旋转主轴的方向（即主轴与地面的相对位置）分类，可分为：“水平轴式风机”—转动轴与地面平行，叶轮需随风向的变化而调整位置；“垂直轴式风机”—转动轴与地面垂直，叶轮不必随风向的变化而调整位置7风电场工

3、程的种类按照功率传递的机械连接方式的不同，可分为有齿轮型风机直驱型风机8风电场工程的种类按桨叶数量分为“单叶片”，“双叶片”，“三叶片”和“多叶片风机9典型风力发电机组各部件介绍目前最广泛使用的水平轴风力发电机主要由叶轮，调速或限速装置，偏航系统，传动机构，发电机系统，塔架等组成，如下图。10典型风力发电机组部件——叶轮叶轮一般由2-3个叶片和轮毂所组成，其功能是将风能转化为机械能。轮毂是叶轮的枢纽，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，再传到风力机驱动的对象。11典型风力发电机组部件—

4、—调速、限速装置很多情况下要求不管风速如何变化转速总保持恒定或是不超过某一个限定值，为此而采用调速、限速装置。当风速过高时，这些装置还用来限定功率，并减少作用在叶轮上的力。从原理上看大致可分为三类：一类使叶轮偏离主方向，另一类利用空气阻力，第三类改变叶片的转速角。12典型风力发电机组部件——偏航系统整个偏航系统由电动机及减速机构、偏航调节系统和扭缆保护装置等部分组成。偏航调节系统包括标和偏航系统调节软件。风向标对应每个风向都有对应的脉冲信号，通过偏航系统调节软件确定其偏航方向和偏航角度，然后将偏航信号放大，通过减速机构转

5、动风力机平台，直到对准风向为止。13典型风力发电机组部件——传动系统风机的传动系统一般包括低速轴、高速轴、齿轮箱连轴节和制动器等。叶轮产生的机械能由传动系统传递给发电机。齿轮箱用于叶轮增加转速，从20-50转每分到1000～1500转每分。14典型风力发电机组部件——发电机系统发电机及其控制系统承担了由机械能转换为电能的任务，包括恒速恒频发电机系统和变速恒频发电机系统。变速恒频发电机系统的主要优点在于叶轮以变速运行，可以在很宽的风速范围内保持近乎恒定的最佳叶尖速比，从而提高风机的运行效率。15典型风力发电机组部件——

6、塔架风力机的塔架除了要支撑风机的重量，还要承受风力机和塔架的风压，以及风力机运行中的动载荷。水平轴风力机塔架分为管柱形和行架型两类16台风风险台风对设备结构的静载荷效应风压当风的流动遇到物体而受阻时，风速变小，向风面风压升高，流经结构后在背风面通常产生紊流，使风速局部升高而风压降低，对背风面造成吸力，如此前后相加的效果，就形成了牵引力，对向风面及背风面也各自形成了压力及吸力。台风对设备结构的动载荷动力效应动载荷主要由湍流引起。在台风的特性与风场内复杂的丘陵地表共同作用下形成湍流团，由于受动量守恒和能量守恒的制约，在湍流区域

7、有较大的气流混合与能量转换活动，给区域内的设备造成破坏。结构受风也会引起与风向垂直的振动。17台风对风力发电机组的破坏台风夹带的细小沙砾造成破坏叶片表面台风带来的狂风暴雨对输电线路的破坏非常严重台风所蕴含的巨大能量往往把测风装置破坏台风施加在设备上的静力效应和动力效应共同作用下不断施加疲劳载荷18台风的预防措施风力发电机组微观选址尽量在风机高度范围内风垂直切变值及地面粗糙度都较小，各种风况下都不容易形成湍流的地方安装供电可靠确保设备安全保护程序有效，在风速正常的时候对风保证采能最大化，风速超过额定风速时避风实现采能最小化使

8、用受风面积小、不易受破坏且能精确测量风速、风向的红外超声波感应仪选用强度高、质量轻、价格目前相对较贵的碳纤维增强型塑料19火灾风险风力发电机组的火灾风险a.风力强弱变化导致高速传动轴变速、高速引起的摩擦热能；b.电气线路的短路、短路造成的电压瞬时增大，功率超出工作温度导致电机发热，产生高温。中央控制室火