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風電機組的變槳調節技術分析

2013年02月19日 16:24:21人氣:1817來源:

  工控摘要:目前世界市場上風力發電機主要的調節技術有:定槳距調節風電機技術,變槳距調節風電機技術,主動定槳距調節技術,變速恒頻四種。
  
  變槳是一種風力發電機葉片調節裝置,風力較大時,通過調節裝置使槳葉迎角減小;風力小時,通過調節裝置使槳葉迎角增大。
  
  變槳距機構就是在額定風速附近(以上),依據風速的變化隨時調節槳距角,控制吸收的機械能,一方面保證獲取zui大的能量(與額定功率對應),同時減少風力對風力機的沖擊。在并網過程中,變槳距控制還可實現快速無沖擊并網。變槳距控制系統與變速恒頻技術相配合,zui終提高了整個風力發電系統的發電效率和電能質量。
  
  近年來世界風力發電發展十分迅速,每年其容量以30%的速度遞增。
  
  目前世界市場上風力發電機主要的調節技術有:定槳距調節風電機技術,變槳距調節風電機技術,主動定槳距調節技術,變速恒頻四種。
  
  由于陸上風電機受運輸、安裝等條件限制,單機容量2MW是風電機發展的極限,這主要是因為風電機容量達到2MW后,槳葉長度將達60-70m,陸上運輸極為困難,安裝用的吊車容量將超過1200-1400t。這種容量的吊車,除了在歐美等發達地區外,其余地區基本沒有。同時,在西歐等發達地區,人口較稠密,安裝風電機的地點受到較大限制,人們將大力發展海上風電場。
  
  目前世界市場上風力發電機主要的調節技術
  
  1.1家槳距調節風電機技術(Stallregulation)
  
  這種技術就是所謂的典型丹麥風電技術的核心,其基本原理是利用槳葉翼型本身的失速特性。其優點是:調節簡單可靠,控制也可大大簡化;其缺點為:槳葉、輪轂、塔架等主要受力部件的受力增大。
  
  現在上600kW以F的機組,大部分仍在使用該項技術,如MFG-MICON、BONUS、NORDEX等廠商都采用該項技術。
  
  1.2變槳距調節風電機技術(Pitchregulation)
  
  主要代表為Vestas。
  
  變槳距調節的主要優點為:槳葉受力較小,槳葉可以做得比較輕巧,風電機的結構部件都可以做得比較輕巧;其缺點為:結構復雜。
  
  1.3主動定槳距調節技術(Activestallregulation)
  
  這種調節方法是前述二種方法的組合。目前,上幾大風電機制造商,如MFGMICON、BONUS等,在大于600kW風電機上均采用此種技術。這種調節方法的主要好處是:具有定槳距調節方法的特性,輸出功率變化較小、輪平穩。
  
  1.4變速恒頻(Viarablespeed)
  
  這種調節方式從理論上說是*化的調節方式。目前使用這種技術的制造商主要是德國的Enercon、荷蘭的Largeway。
  
  這種調節方法可以在輸出功率低于額定功率之前使效率達到zui高。但當輸出功率大于額定功率,即風速大于額定風速后,其調節方式與變槳距方式相同。恒頻裝置價格昂貴,是這種技術只在德國大量使用,而其它國家很少采用的原因。
關鍵詞:控制系統
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