并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的原理和組成(1)

并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功能是將風(fēng)中的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，輸送到電網(wǎng)中。對(duì)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本要求是在當(dāng)?shù)仫L(fēng)況、氣候和電網(wǎng)條件下能夠長(zhǎng)期安全運(yùn)行，取得最大的年發(fā)電量和最低的發(fā)電成本。風(fēng)的速度和方向是不斷變化的，有時(shí)甚至非常激烈。而功率與風(fēng)速的立方成正比。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各個(gè)部件隨時(shí)承受著交變載荷，疲勞強(qiáng)度是影響機(jī)組壽命的主要因素，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)材料、結(jié)構(gòu)、工藝和控制策略部提出了很高的要求。

并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可分為風(fēng)輪、機(jī)艙、塔架和基礎(chǔ)幾個(gè)部分。

風(fēng)輪是獲取風(fēng)中能量的關(guān)鍵部件，由葉片和輪載組成。葉片具有空氣動(dòng)力外形，在氣流作用下產(chǎn)生力距驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)輪轂將扭矩輸入到傳動(dòng)系統(tǒng)。風(fēng)輪按葉片數(shù)可以分為單葉片、雙葉片、三葉片和多葉片風(fēng)輪。其中三葉片風(fēng)輪由于穩(wěn)定性好，在并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上得到廣泛應(yīng)用。按照葉片能否圍繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，可以分為定槳距風(fēng)輪和變槳距風(fēng)輪。定槳距風(fēng)輪葉片與輪轂固定連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是承受的載荷較大。在風(fēng)輪轉(zhuǎn)速恒定的條件下，風(fēng)速增加超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，如果風(fēng)流一與葉片分離，葉片將處于“失速”狀態(tài)，風(fēng)輪輸出功率降低，發(fā)電機(jī)不會(huì)因超負(fù)荷而燒毀。變槳距風(fēng)輪的葉片與輪轂通過(guò)軸承連接，雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是能夠獲得較好的性能，而且葉片承受的載荷較小，重量輕。另外按轉(zhuǎn)速的變化又可分為定轉(zhuǎn)速風(fēng)輪和變轉(zhuǎn)速風(fēng)輪。變轉(zhuǎn)速風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化可以使風(fēng)輪保持在最佳效率狀態(tài)下運(yùn)行，換取更多的能量，并減小因陣風(fēng)引起的載荷。但是變轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還需要通過(guò)交一直一交變流裝置與電網(wǎng)頻率保持同步的裝置，又消耗了一些能量。

機(jī)艙由底盤和機(jī)艙罩組成，底盤上安裝除控制器以外的主要部件。機(jī)艙罩后部的上方裝有風(fēng)速和風(fēng)向傳感器，艙壁上有隔音和通風(fēng)裝置等，底部與塔架連接。

塔架支撐機(jī)艙達(dá)到所需要的高度，其上安置發(fā)電機(jī)和控制器之間的動(dòng)力電纜、控制和通信電纜，還裝有供操作人員上下機(jī)艙的扶梯。大型機(jī)組還設(shè)有電梯。塔架結(jié)構(gòu)有筒形和桁架兩種形式。

基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況設(shè)計(jì)成不同的形式。其中心預(yù)置與塔架連接的基礎(chǔ)部件，保證將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組牢牢固定在基礎(chǔ)上?；A(chǔ)周圍還要設(shè)置預(yù)防雷擊的接地系統(tǒng)。