信息檢索模型

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1、風力發(fā)電機的工作原理第一節(jié)風力發(fā)電機的種類一、按風力發(fā)電機的功率分類①微型風力發(fā)電機，其額定功率為50～1000W。②小型風力發(fā)電機，其額定功率為1.0～10.0kW。③中型風力發(fā)電機，其額定功率為10.0～100.0kW。④大型風力發(fā)電機，其額定功率大于100kW。二、按風力發(fā)電機的運行方式分類1．獨立運行風力發(fā)電機，風力發(fā)電機輸出的電能經(jīng)蓄電池蓄能，再供用戶使用。這種方式可供邊遠農村、牧區(qū)、海島、邊防哨所等電網(wǎng)達不到的地區(qū)使用。一般單機容量在幾百瓦到幾kW。2．并網(wǎng)運行風力發(fā)電機組，在風力資源豐富地區(qū)，按一定的排列方式安裝

2、風力發(fā)電機組，稱為風力發(fā)電場。發(fā)出的電能全部經(jīng)變電設備送到電網(wǎng)。這種方式是目前風力發(fā)電的主要方式。3．風力同其它發(fā)電方式互補運行，風力—柴油互補方式運行，風力—太陽能電池發(fā)電聯(lián)合運行，風力—抽水蓄能發(fā)電聯(lián)合運行等。這種方式一般需配備蓄電池，以減少因風速變化導致的發(fā)電量的突然變化所造成的影響，還可節(jié)約一次能源。三、按風輪軸安裝形式分類管風力發(fā)電機多種多樣，但按風輪軸安裝形式不同可分為水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機兩種另外，還有一種特殊型風力發(fā)電機，如擴壓式、旋風式、濃縮風能型風力發(fā)電機。第二節(jié)風力發(fā)電機的工作原理下面主要以水

3、平軸風力機為例來簡述風力發(fā)電機的工作原理。水平軸風力發(fā)電機一般由以下七個部分組成：風輪、增速齒輪箱、發(fā)電機、偏航系統(tǒng)、控制與安全系統(tǒng)、液壓與剎車系統(tǒng)、塔架等附屬設備。一、風輪風輪是風力發(fā)電機最重要的部件之一。風力發(fā)電機就是依靠風輪把風所具有的動能有效地轉化為機械能并加以利用的。風輪使空氣運動的速度減慢，在空氣動力的作用下風輪繞軸旋轉并將風能轉變?yōu)闄C械能。水平軸風力發(fā)電機的風輪通常由幾何形狀一樣的兩個以上葉片組成。葉片又可分為變槳距葉片和固定槳距葉片。從葉片結構上又可分為木制葉片、鋁合金擠壓成型的等弦長葉片、鋼制葉片、玻璃鋼葉片

4、、復合材料葉片等。二、增速齒輪箱當風力機驅動發(fā)電機時，通常發(fā)電機的額定轉速要比風力發(fā)電機的風輪轉速高很多，這時風輪必須通過增速機構來帶動發(fā)電機。但也有些風力發(fā)電機不包括變速齒輪箱。三、發(fā)電機因為風速是不穩(wěn)定的，所以發(fā)電機常處于負載不穩(wěn)定狀態(tài)，極端時發(fā)電機嚴重過載，對于并網(wǎng)型風力發(fā)電機還要處于頻繁的投、切(并網(wǎng)和脫網(wǎng))切換過程中，所以對于風力發(fā)電機用發(fā)電機還要有一些特殊要求。因感應發(fā)電機結構緊湊，價格便宜，并網(wǎng)方法簡單，并網(wǎng)運行穩(wěn)定，在風力發(fā)電機中得到最為廣泛的應用。四、偏航系統(tǒng)由于風向是不斷變化的，為了使風輪旋轉平面始終正對風

5、向，提高風能利用率，就需要一套對風裝置，即偏航系統(tǒng)。五、塔架由于地面的剪切效應，在地面附近的風速是很小的，越高風速越大，所以需要一個塔架將風力機支撐到一定高度，塔架不但承受著整個風力發(fā)電機組的重量，還承受著很大的彎矩，所以塔架也需要進行特別設計。由于風力發(fā)電機的工作條件非常惡劣，有時風速很小，有時風速非常大，極端時發(fā)電機嚴重過載，所以就需要對發(fā)電機進行控制，使其安全運行或停機。液壓系統(tǒng)是風力發(fā)電機組的執(zhí)行機構，以實現(xiàn)風力發(fā)電機組的轉速控制、功率控制，同時也控制剎車機構。風力發(fā)電機結構原理圖風力機的特性系數(shù)一、風能利用系數(shù)Cp風

6、力機從自然風能中吸取能量的大小程度用風能利用系用Cp表示二、葉尖速比λ為了表爾風輪運行速度的快慢，用葉片的葉尖圓周速度與風速之比來衡量，稱為葉尖速比λ三、實度風輪的葉片面積與風輪的掃風面積之比稱為實度。它也是描述風力機特性的重要特征數(shù)風輪的實度是與其葉尖速比相聯(lián)系的，不同風輪的值與λ的關系見圖。λ基礎理論一、貝茲理論第一個關于風輪的完整理論是山哥廷根研究所的A·貝茨建立的。貝茲理論是應用一元定常流動的動量方程，來討論理想狀態(tài)下的風力發(fā)電機的最大風能利用系數(shù)。貝茲理論的假設條件如下：⑴風輪流動模型可簡化成一個單元流管；⑵風輪沒有

7、錐角、傾角和偏角，這時風輪可簡化成一個平面槳盤,；⑶風輪葉片旋轉時沒有摩擦阻力；對通過風輪的氣流沒有阻力。⑷風輪前未受擾動的氣流靜壓和風輪后的氣流靜壓相等，即P1=P2，氣流速度的方向無論在風輪前后還是通過時都是沿著風輪軸線的；⑸作用在風輪上的推力是均勻的。將動量方程用于圖1-7所示的控制體中，可得作用在風輪上的推力為∶式中∶——風輪前方的風速，m/s；——葉片掃掠后的風速，m/s；——單位時間內的質量流量，kg。式中∶——空氣密度，kg/m3；——葉片掃掠的面積，m2；——實際通過風輪的風速，m/s。根據(jù)風輪前后的壓力差，作

8、用在風輪上的推力又可寫成式中∶——風輪前壓力，Pa或kPa；——風輪后壓力，Pa或kPa?？傻檬街小谩L經(jīng)過葉片時的速度，m/s。令則式中∶——軸向干擾因子，當時，；時0；對正常風車狀態(tài)。風輪的軸功率可用下式計算將代入得風輪最大軸功率發(fā)生在時，求得或。出現(xiàn)最大風輪軸功率由風