大功率风电机组技术现状与展望

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1、6l_T刘桦唐东宋聚众(东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000)摘要：收集并分析了现有大功率风力发电机组的发展情况及数据，讨论了未来10Mw级风力发电机组的概念设计方案和技术发展路线，并对未来大功率风力发电机组的基本参数和可能采用的结构做了初步计算和探讨关键词：大功率风力发电机组；IOMW；概念设计ThePresentTechninquUesandtheFutureVisSiloOnftortheLargePowerWindTurbineLiuHua，TangDong，SongJuzhong(DongfangTurbineCo．，Ltd．DeyangSichua

2、n618000)Abstract：Largepowerwindturbinedatahavebeencollectedandanalysed，andconceptualdesignandtechnicalrouteofIOMWwindturbinehavebeendiscussed．ThepreliminarydataforstructureandloadofIOMWwindturbinehavebeencalculatedandcomparedwithexisteddesign．Keywords：largepowerwindturbine，10Mconceptua

3、ldesign推进。本文对现有的国内外大功率风力机(3MW以上0≯级别)的方案进行了收集和分析；对国外目前公布的IOMW级风机设计方案进行了收集和分析；对为了降低风机的单位发电成本，最直接有效未来IOMW级风机进行了初步概念设计探讨和参数的方式是提高风机的单机额定功率。在l0年前，计算。最大的风机额定功率只有3Mw～5Mw，而随着现代必须指出的是，由于现阶段IOMW级风机很多设计、制造、材料等诸多技术的发展，使风电制关键的部件如叶片、塔架、传动链等的参数缺造商生产IOMW级风机成为可能。目前，大多数国乏，本文的初步概念设计还停留在最基本的整机内外的主要风机制造商都开

4、始了10MW级风机的研参数探索阶段。发和制造工作，以期在未来的市场竞争中占得先机，但IOMW级风机所涉及的技术等级和成本已经不同于现有的5MW级风机，因此，在进行IOMW级风机项目时，必须审慎地进行前期规划和分阶段地作者简介：刘桦(1975一)，另，1_=程师，2009年11月取得重庆大学机械工程学院机械制造及其自动化专业工学博士学位，现从事风力发电机组没计]作索言汔粉拨l9DONGFANGTURBlNEl140m，全部采用变速变桨控制方式(VS／Pitch)，个预制部分，可以用较小的运输工具运载到现传动链有齿轮箱型和直驱型两种形式，电机有双场。对于海上风机的塔架，

5、不同材料的塔筒部分馈异步电机、励磁同步电机和永磁同步电机三种需要采用不同的防腐保护措施，混凝土制造的塔形式，变频器采用部分功率变频和全功率变频两简部分需要根据使用的部位不同，合理选择水种。以下对大功率风机所采用的部件进行分析比泥、骨料、添加剂和水泥／水的比例等，以提高混较。凝土对外部环境(海水腐蚀和化学反应等)的适应性，目前也有将混凝土包裹在金属里进行防腐1．2叶片的设计保护，代替常规的防腐涂层。大功率风机的叶片都很长，可以达到60m以上，更大的叶片可以捕获更多的能量，也可以应1．4传动链设计用于II、III类风机，但是随着叶片的长度增加，传动链设计的主要焦点是采用

6、直驱方案还是其白重和旋转产生的离心力等对自身强度的影响有齿轮箱方案。通常直驱方案的重量与成本要也在不断增加。目前采用的以玻璃纤维为主的叶高于有齿轮箱方案，但在能量捕获、可靠性等方片不能再适用于大功率风机，主流方案是将大功面具有优势。直驱方案根据转子与定子的相互位率风机的叶片做成两段，不同的叶片段采用不同置，可以分为内转子方案和外转子方案。GE和的材料制作，在减轻叶片段重量的同时，也具有Enercon采用的是内转子方案，而国内金风、东电更好的运输适应性。以Enercon的E-126为例，其采用的是外转子方案。内转子方案的转子带有永第一段叶片用钢制作，表面覆盖玻璃纤维，

7、通过磁磁极，外部为定子铁芯，可以利用机舱外的自变桨轴承与风机轮毂连接在一起，然后通过螺栓然风改善定子铁芯和绕组的冷却条件。此外，内与另一段由玻璃纤维制作的叶片固联。另外，有转子方案的电机尺寸较小；外转子方案的转子直的研究人员提出将第一段叶片与轮毂固联，第二径较大，有更多的空间安装永磁磁极，对于降低段叶片用碳素纤维制造，而用变桨轴承将两端叶同步电机转速有利，但外转子方案的定子散热条片连接在一起，但是将叶片做成两段会带来叶片件不好，尺寸较大，不便于运输。由于直驱型传连接、变桨机构维护和不同叶片段气动设计的困动方案的机舱重量较大，目前有一种设计趋势是难。目前来看，En