并網型風力發電機組的功能是將風中的動能轉換成機械能,再將機械能轉換為電能,輸送到電網中。對并網型風力發電機組的基本要求是在當地風況、氣候和電網條件下能夠長期安全運行,取得最大的年發電量和最低的發電成本。風的速度和方向是不斷變化的,有時甚至非常激烈。而功率與風速的立方成正比。由于風力發電機組各個部件隨時承受著交變載荷,疲勞強度是影響機組壽命的主要因素,因此風力發電機組對材料、結構、工藝和控制策略部提出了很高的要求。
并網型風力發電機組可分為風輪、機艙、塔架和基礎幾個部分。
風輪是獲取風中能量的關鍵部件,由葉片和輪載組成。葉片具有空氣動力外形,在氣流作用下產生力距驅動風輪轉動,通過輪轂將扭矩輸入到傳動系統。風輪按葉片數可以分為單葉片、雙葉片、三葉片和多葉片風輪。其中三葉片風輪由于穩定性好,在并網型風力發電機組上得到廣泛應用。按照葉片能否圍繞其縱向軸線轉動,可以分為定槳距風輪和變槳距風輪。定槳距風輪葉片與輪轂固定連接,結構簡單,但是承受的載荷較大。在風輪轉速恒定的條件下,風速增加超過額定風速時,如果風流一與葉片分離,葉片將處于“失速”狀態,風輪輸出功率降低,發電機不會因超負荷而燒毀。變槳距風輪的葉片與輪轂通過軸承連接,雖然結構比較復雜,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。另外按轉速的變化又可分為定轉速風輪和變轉速風輪。變轉速風輪的轉速隨風速變化可以使風輪保持在最佳效率狀態下運行,換取更多的能量,并減小因陣風引起的載荷。但是變轉速發電機的結構復雜,還需要通過交一直一交變流裝置與電網頻率保持同步的裝置,又消耗了一些能量。
機艙由底盤和機艙罩組成,底盤上安裝除控制器以外的主要部件。機艙罩后部的上方裝有風速和風向傳感器,艙壁上有隔音和通風裝置等,底部與塔架連接。
塔架支撐機艙達到所需要的高度,其上安置發電機和控制器之間的動力電纜、控制和通信電纜,還裝有供操作人員上下機艙的扶梯。大型機組還設有電梯。塔架結構有筒形和桁架兩種形式。
基礎為鋼筋混凝土結構,根據當地地質情況設計成不同的形式。其中心預置與塔架連接的基礎部件,保證將風力發電機組牢牢固定在基礎上。基礎周圍還要設置預防雷擊的接地系統。
責任編輯: 江曉蓓