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有关于风力离网型发电机技术

发布时间:08-03  

风力发电机组风力发电机组是将风能转换为电能,给系统供电的装置,是系统的核心。目前我国生产的小型风力发电机按额定功率分为10种,功率范围100W ̄10000W我国市场推广应用最多的是300W机组。实际应用时,应根据当地的风速,计算出发电量,确定应选用的小型风力发电机。



小型风力发电机组的技术特点:风轮采用定桨距和变桨距两种,定桨距一般为2 ̄3个叶片、侧偏调速、上风向,配套高效永磁低速发电机,再配以尾翼、立杆、底座、地锚和拉线。机组运行平稳、质量可靠,设计使用寿命为15年。风轮的最大功率系数为0.38~0.42,启动风速低,叶片材料多样化,其中包括木质、铁质、铝合金、复合玻璃钢和全尼龙等材质。低速特性的永磁发电机,其材料使用的是稀土,使发电机的效率从普通电机的0.50提高到0.75以上,有些甚至可达0.82。小型风力发电机组的调向装置大部分是上风向尾翼调向。调速装置采用风轮偏置和尾翼铰接轴倾斜式调速、变桨距调速机构或风轮上仰式调速。功率较大的机组还装有手动刹车机构,以确保风力机在大风或台风情况下的安全。



小型风力发电机(解析发电站勘验工程标定书文的研发要素
)组型号及技术参数变控制器逆变控制器由仪表指示或灯光显示系统工作状态。功能除可以将蓄电池的直流电转换成交流电外,还有保护蓄电池的过充、过放、交流泄荷、过载和短路保护等,以延长蓄电池的使用寿命。控制器的功能:①整流充电,将风力发电机输出的低压交流电整流,并向蓄电池充电;②电池过充时,泄放发电机输出的多余电能(分流泄荷),对蓄电池过充保护,保证蓄电池不酸化、不中毒,有效延长使用寿命;③电池亏电时切断用电,保证蓄电池极板不损坏、氧化物不脱落,延长使用寿命。逆变器的功能:①蓄电池电压在正常范围内时,逆变器将储存在蓄电池内的直流电逆变成常规的交流电,即220V/50Hz,一般家用电器都可用;②具有较完善的超压、过荷、短路、过热等保护;③有相应的仪表式灯光显示系统与设备的工作状态以及故障报警。



能自动保护,逆变器输出短路时具有断路和熔断的短路保护措施,输入直流极性接反时自动保护,输入电压≤100V不损坏。负载能力:当输入电压与输出功率为额定值,环境温度为25℃时,逆变器连续可靠工作;当输入电压额定值,输出功率为额定值的125%时,逆变器安全工作时间不低于1分钟;输入电压为额定值,当输出功率为额定值的200%时,逆变器安全工作时间不低于5秒。



泄荷器当蓄电池充满电后,为防止蓄电池过充和保护发电系统其他设备的安全,控制器自动将发电机的输出电流切换到泄荷器上。



蓄电池可将直流电能转化为化学能储存起来,需要时再将化学能转换为电能。它解决了电能储存问题,起着功率和能量调节的作用。常用蓄电池有铅酸蓄电池、碱性蓄电池两种。目前,小型风力发电机通常用开式储能型铅酸蓄电池。



目前,小型风力发电机组已累计生产了26万多台,对解决有风无电地区农牧民生活用电问题起到了不可代替的作用,促进了农村能源产业的发展。同时随着西部大开发的进展,小型风电应用范围扩大,可解决边远无电地区3000多万居民的用电需求。小型风力发电机组正以每年生产近2万台的速度发展,市场潜力巨大。但从目前推广应用的情况看,离网型户用风力发电机组及其发电系统零部件匹配技术还存一些急需解决的问题。



叶片是风力发电机组的关键部件之一,其形状、结构和强度不但影响风力发电机的效率,还对风力发电机的可靠性起决定性作用。叶片的共同特点是外形复杂,强度和刚度要求高,对尺寸精度、表面光洁度及质量分布等均有较高的要求。确定叶片材料应考虑三个原则:一是材料应有足够的强度、刚度和寿命;二是必须有良好的可成型性和可加工性;三是可根据不同的要求,选择不同材料。发电机是风力发电机组的关键部份,由于是低速运行,故发电机体积相对较大,目前多采用永磁发电机。永磁发电机的电压随着转速的变化而变化,材质的软硬也随载荷的变化而变化。在风速变化时,不能自动调节输出电压使之保持在规定的范围内,必须通过附加的设备才能实现。



永磁发电机根据所用的磁性材料不同分为铁氧体发电机和稀土永磁发电机两种。铁氧体永磁发电机价格低廉、体积庞大、效率低。而稀土永磁(钕铁硼)发电机体积小、重量轻、效率高、寿命长,且具有可加工性,消除了转子散落的可能性,但成本较高。



蓄电池目前蓄电池厂很多,但没有一家企业生产专门为风力发电机组配套的免维护铅酸蓄电池,只能用启动型汽车电池替代。针对目前蓄电池存在的问题,生产为风电、光电配套用的蓄电池刻不容缓。



放),效率低,功能差,电子元件质量不好,影响使用寿命,防雷击性能差,正弦波逆变器价格高,农民难以接受,应针对这些问题进一步开展研发工作。目前国内有十几家企业生产逆变控制器,但生产工艺落后,水平不高。其中合肥阳光、南京冠亚、保定天泰等企业产品较好,市场占有率高,需要有关部门支持、扶持。



单一的风力发电机组,一旦无风,也就无法供电,用户为了确保正常、不间断用电,只能依赖当地的可再风―光发电可以互补,没有风时,用太阳能发电。



我国许多地区白天太阳光最强时风小,晚上太阳落山以后,由于地表温差变化大,形成空气对流而产生风能,风力很大。太阳能和风能在时间上的互补性使“风-光”



互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性,“风-光”互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。



机电(光机电)一体化、智能化技术升级示范项目是对小型风力发电系统、“风-光”互补发电系统进行智能化和机电一体化的技术升级,提高集成化程度,在提高可靠性的同时降低成本,将促进农村小型电源产业的发展。



该示范项目利用单片机技术对控制功能、逆变功能和保护功能进行技术升级,在风力发电机机轴上安装电磁涡流减速器、电子刹车系统,就可以实现对小型风力发电系统、“风-光”互补发电系统进行智能化和机电一体化技术升级。



由于智能化、机电一体化风力发电系统中各个部件均实现了最佳匹配,工作在最佳工作状态和处于最佳保护状态,除蓄电池加液等需人工操作之外,系统可实现长时间自动化、程序化运行和监控,由于系统匹配合理,没有重复功能,无需直流泄荷器,所以总体价格会比现有产品下降10%。



根据当前风力发电机、单片机、电力电子技术的发展和元器件的技术进步,以及一些企业的实践经验,只有以单片机技术、电力电子技术对风力发电系统、“风-光”互补发电系统进行智能化、机电一体化技术升级,才能使风力发电系统、“风-光”互补发电系统更适合于边远地区、文化水平低的用户使用,成为无需人工管理,智能化运行的先进的小型农村能源。




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