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[行业技术文章]风电技术现状及发展趋势
更新时间:2013-04-03 发布:www.1024sj.com

      风电技术现状

     风力发电技术主要分为风能资本评估与展望,风力发电装备制造技术,风机电组测试、近海风电技术、风电对公共电网的影响等几个方面。

     1.能资本的评估与展望

     国外已对风能资本的测试与评估开发出许多的测试装备和评估软件,在风电场选址,出格是微观选址方面已开发了商业化软件。如丹麦RIS国家研究实验室开发的用于风电场微观选址的资本分析工具软件——WASP;美国TureWind Solutions公司开发的MesoMap和Sitewind风能资本评估系统等。在风机电组结构及电力输配电系统的设计上也开发出了成熟的软件。国外还对风力机和风电场的短时间及持久发电展望作了很多研究,切确度可达90%以上。

      2.风力发电装配制造技术

      1)单机容量继续稳步上升

      20世纪80年月生产的旧式机组单机容量仅为20KW——60KW。单机容量增年夜后的直接益处是能以数目较少的风机电组完成不异的发电量,从而节省土地使用面积。今朝单机容量最年夜的风机电组是由德国Repower公司生产的,容量为5MW,叶轮直径达130m,安装在120m高的塔架上,预计2010年将开发出10MW的风机电组。对容量在2MW以上的机组欧洲主要斟酌在海上安装。

      2)风轮输出功率控制方式有失速调理和变桨距调理两种

      失速控制是在转速不变的条件下,风速跨越额定植后,叶片发生失速,将输出功率限制在一定范围内。失速控制的优点是叶片与轮毂之间没有勾当部件,不需要复杂的控制法式,在失速进程中功率波动小;其错误谬误是风力发机电组的性能的限制,启动风速较高,在风速跨越额定值时发电功率有所下降,同时需要叶间刹车装配,机组动态负荷较年夜。
 
      变桨距调理是沿桨叶的纵轴旋转叶片,控制风轮的能量吸收,连结一定的输出功率,变桨距调理的优点是机组启动性能好,输出功率稳定,机组结构受力小,停机利便平安;错误谬误是增加了变桨距装配,增加了故障几率,控制法式比力复杂。

      两种控制方式各有益弊,各自顺应分歧的运行情况和运行要求。从今朝市场情况看,采用变桨距调理的风电极组较多。

      3)无齿轮箱系统的市场份额迅速扩年夜
 
      齿轮传动不仅下降了风电转换效率和发生噪音,更是造成机械故障的主要缘由,而且为削减机械磨损需要润滑清洗等定期维护。采用无齿轮箱的直驱方式虽然提高了机电的设计成本,但却有用的提高了系统的效率及运行靠得住性。在德国2004年所安装的风机电组中,就有40.9%采用了无齿轮箱系统。

      3.风机电组测试技术

      德国、丹麦、荷兰、美国、希腊等国家对风机电组的设计和测试技术都做过很多研究,制定了国际尺度,建立了认证系统,并都有自己的检测机构,其他国家的产物只有经由过程其检测才能进进。我国对风机电组的测试技术做过一定研究,但不系统。

     4.风电与电网 

      风力发电能够顺遂并进一个国或地域电网的电量,主要取决于电力系统对供电波动反应的能力。变化不定的风力给电网带来的问题,远比思疑论者估量的低。很多触及到现代欧洲电网系统的评估讲明,电网系统中风电容量占20%其实不存在技术问题。可是,当年夜规模的风电并进电网后,风电与电网间的相互影响及相互作用纪律仍是需要进一步研究。

      风电技术成长趋向
 
      随着风电工业的不竭成长,风电技术和风电系统也在不竭的成长,以知足其自身技术,应对风速变化、成本、情况和稳定运行等各方面的要求。其主要趋向包括以下几个方面:

      1.主要成长水平轴风力机

      垂直轴的主要优点是全风向、变速装配及发机电可以置于地面,  但其主要错误谬误是轴距太长,风能转换效率不高。今朝主流风力机都采用水平轴设计,其优点是风能转换效率高,传动轴距短。对年夜型风机电组来说经济性更好。其错误谬误是需要凭据风向调理机舱的位置,需要有对风装配。同时由于变速装配及发机电安插在塔架顶端,增加了塔架的投资和安装维护的难度。

      2.从风轮到发机电的新型驱动方式
 
      今朝从风轮到发机电的新型驱动方式主要有三种:一种是经由过程齿轮箱多级变速驱动双馈异步机电,简称双馈式,这是今朝市场上的主流产物。第二种是风轮直接驱动多级同步发机电,简称为直驱式。直驱式风机具有勤俭投资,削减传动链损失和停机时间,和维护费用低,靠得住性好等优点,在市场上正据有越来越年夜的份额。但直驱发机电体积年夜而粗笨。第三种是单级增速装配加多级发机电技术,简称为夹杂式。夹杂式单级增速装配以提多发机电转速,但速度低于尺度发机电所需要的转速,同时配以类似于直驱发机电的多级机电。该装配介于纯变速装配驱动和直驱之间,旨在融合两者的优点而避免其错误谬误。 

      3.变桨距调理方式迅速取代失速调理
 
      从今朝市场情况来看变桨距调理方式能充实克服失速调理的缺陷,获得了迅速的运用。这点在前面已有了较具体的论述。

      除此之外,改善声学特征,改善空气动力学特征,改善轴传动效率,知足高风速或低风速地域和复杂地形的运行要求等也是风机电组设计的成长趋向。  

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