風(fēng)力發(fā)電機(jī)
作為一種價格低廉、運行可靠、無溫室氣體排放的新型發(fā)電系統(tǒng),發(fā)電機(jī)
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安裝容量正在以每年超過30%的增長率在世界范圍得到日益廣泛的應(yīng)用,已經(jīng)形成一個年產(chǎn)值超過五十億美元的全球性產(chǎn)業(yè)。但是用于邊遠(yuǎn)地區(qū)獨立供電的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還需要克服很多技術(shù)上的難點才能得以廣泛的應(yīng)用。隨著我國對“三農(nóng)”投入力度加大,經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,廣大農(nóng)、牧、漁民對改善生活環(huán)境,提高生活質(zhì)量,解決生活用電的迫切要求,采用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為局部負(fù)載提供電力,不僅可以減少一次性巨額投資,還可以免除火力發(fā)電系統(tǒng)的溫室氣體排放,改善環(huán)境和農(nóng)村地區(qū)的能源結(jié)構(gòu),有益于可持續(xù)性發(fā)展。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功、并帶動發(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)來發(fā)電的。廣義地說,它是一種以太陽為熱源,以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來用的話,還是不如柴油發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源,但是卻可以長期利用。 運行管理:
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進(jìn)行控制,發(fā)電機(jī)
一般都由多個CPU并列運行,其自身的抗干擾能力強(qiáng),并且通過通信線路與計算機(jī)相連,可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,這大大降低了運行的工作量。所以風(fēng)機(jī)的運行工作就是進(jìn)行遠(yuǎn)程故障排除和運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及故障原因分析。 遠(yuǎn)程故障排除:
風(fēng)機(jī)的大部分故障都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制和自動復(fù)位控制。風(fēng)機(jī)的運行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的,為了進(jìn)行雙向保護(hù),風(fēng)機(jī)設(shè)置了多重保護(hù)故障,如電網(wǎng)電壓高、低,電網(wǎng)頻率高、低等,這些故障是可自動復(fù)位的。由于風(fēng)能的不可控制性,所以過風(fēng)速的極限值也可自動復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動復(fù)位,如發(fā)電機(jī)溫度高,齒輪箱溫度高、低,環(huán)境溫度低等。風(fēng)機(jī)的過負(fù)荷故障也是可自動復(fù)位的。
除了自動復(fù)位的故障以外,其它可遠(yuǎn)程復(fù)位控制故障引起的原因有以下幾種:
1、風(fēng)機(jī)控制器誤報故障;
2、各檢測傳感器誤動作;
3、控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運行不可靠。
運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析:
對風(fēng)電場設(shè)備在運行中發(fā)生的情況進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計分析是風(fēng)電場管理的一項重要內(nèi)容。通過運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,可對運行維護(hù)工作進(jìn)行考核量化,也可對風(fēng)電場的設(shè)計,風(fēng)資源的評估,設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。 每個月的發(fā)電量統(tǒng)計報表,是運行工作的重要內(nèi)容之一,其真實可靠性直接和經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。其主要內(nèi)容有:風(fēng)機(jī)的月發(fā)電量,場用電量,風(fēng)機(jī)的設(shè)備正常工作時間,故障時間,標(biāo)準(zhǔn)利用小時,電網(wǎng)停電,故障時間等。 風(fēng)機(jī)的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析,可對風(fēng)機(jī)在提高出力和提高風(fēng)能利用率上提供實踐依據(jù)。通過對風(fēng)況數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析,掌握各型風(fēng)機(jī)隨季節(jié)變化的出力規(guī)律,并以此可制定合理的定期維護(hù)工作時間表,以減少風(fēng)資源的浪費。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械。從能量轉(zhuǎn)換的角度看,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由兩大部分組成:其一是風(fēng)力機(jī),它的功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;其二是發(fā)電機(jī),它的功能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、尾舵和電氣控制部分等構(gòu)成。發(fā)電機(jī)
常規(guī)的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多由感應(yīng)發(fā)電機(jī)或永磁同步發(fā)電機(jī)加AC/DC變換器、蓄電池、逆變器組成。在風(fēng)的吹動下,風(fēng)輪轉(zhuǎn)動起來,使空氣動力能轉(zhuǎn)變成了機(jī)械能(轉(zhuǎn)速+扭矩)。風(fēng)輪的輪轂固定在發(fā)電機(jī)軸上,風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動了發(fā)電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn),帶動永磁三相發(fā)電機(jī)發(fā)出三相交流電。風(fēng)速的不斷變化、忽大忽小,發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流和電壓也隨著變化。發(fā)出的電經(jīng)過控制器的整流,由交流電變成了具有一定電壓的直流電,并向蓄電池進(jìn)行充電。從蓄電池組輸出的直流電,通過逆變器后變成了220V的交流電,供給用戶的家用電器。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)根據(jù)應(yīng)用場合的不同又分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型風(fēng)力機(jī)。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)亦稱獨立運行風(fēng)力機(jī),是應(yīng)用在無電網(wǎng)地區(qū)的風(fēng)力機(jī),一般功率較小。獨立運行風(fēng)力機(jī)一般需要與蓄電池和其他控制裝置共同組成獨立運行風(fēng)力機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。這種獨立運行系統(tǒng)可以是幾kW乃至幾十kw,解決一個村落的供電系統(tǒng),也可以是幾十到幾百W的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以解決一家一戶的供電。
由于風(fēng)能的隨機(jī)性,發(fā)電機(jī)所發(fā)出電能的頻率和電壓都是不穩(wěn)定的,以及蓄電池只能存儲直流電能,無法為交流負(fù)載直接供電。因此,為了給負(fù)載提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的電能和滿足交流負(fù)載用電,需要在發(fā)電機(jī)和負(fù)載之間加入電力變換裝置,這種電力變換裝置主要由整流器、逆變器、控制器、蓄電池等組成。 小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為農(nóng)村能源的組成部分,它的推廣應(yīng)用對于改善用電結(jié)構(gòu),特別是邊遠(yuǎn)山區(qū)的生產(chǎn)、生活用能,推動生態(tài)環(huán)境建設(shè)諸領(lǐng)域的發(fā)展將發(fā)揮積極作用,因此具有廣闊的市場前景。風(fēng)能具有隨機(jī)性和不確定性,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)。簡化小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、降低成本、提高可靠性及實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運行,對于小型風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的推廣具有非常重要意義。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)維護(hù):
風(fēng)力發(fā)電機(jī)是集電氣、機(jī)械、空氣動力學(xué)等各學(xué)科于一體的綜合產(chǎn)品,發(fā)電機(jī)
各部分緊密聯(lián)系,息息相關(guān)。風(fēng)力機(jī)維護(hù)的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟(jì)效益的高低;風(fēng)力機(jī)本身性能的好壞,也要通過維護(hù)檢修來保持,維護(hù)工作及時有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患,減少故障的發(fā)生,提高風(fēng)機(jī)效率。 風(fēng)機(jī)維護(hù)可分為定期檢修和日常排故維護(hù)兩種方式。
1、風(fēng)機(jī)的定期檢修維護(hù)
定期的維護(hù)保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持最佳期的狀態(tài),并延長風(fēng)機(jī)的使用壽命。定期檢修維護(hù)工作的主要內(nèi)容有:風(fēng)機(jī)聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查(包括電氣連接),各傳動部件之間的潤滑和各項功能測試。
風(fēng)機(jī)在正常運行中時,各聯(lián)接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當(dāng)中,極易使其松動,為了不使其在松動后導(dǎo)致局部螺栓受力不均被剪切,必須定期對其進(jìn)行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5℃時,應(yīng)使其力矩下降到額定力矩的80%進(jìn)行緊固,并在溫度高于-5℃后進(jìn)行復(fù)查。一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風(fēng)或風(fēng)小的夏季,以避開風(fēng)機(jī)的高出力季節(jié)。
風(fēng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)主要有稀油潤滑(或稱礦物油潤滑)和干油潤滑(或稱潤滑脂潤滑)兩種方式。風(fēng)機(jī)的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤滑方式,其維護(hù)方法是補加和采樣化驗,若化驗結(jié)果表明該潤滑油已無法再使用,則進(jìn)行更換。干油潤滑部件有發(fā)電機(jī)軸承,偏航軸承,偏航齒等。這些部件由于運行溫度較高,極易變質(zhì),導(dǎo)致軸承磨損,定期維護(hù)時,必須每次都對其進(jìn)行補加。另外,發(fā)電機(jī)軸承的補加劑量一定要按要求數(shù)量加入,不可過多,防止太多后擠入電機(jī)繞組,使電機(jī)燒壞。 定期維護(hù)的功能測試主要有過速測試,緊急停機(jī)測試,液壓系統(tǒng)各元件定值測試,振動開關(guān)測試,扭纜開關(guān)測試。還可以對控制器的極限定值進(jìn)行一些常規(guī)測試。
定期維護(hù)除以上三大項以外,還要檢查液壓油位,各傳感器有無損壞,傳感器的電源是否可靠工作,閘片及閘盤的磨損情況等方面。 2、日常排故維護(hù)
風(fēng)機(jī)在運行當(dāng)中,也會出現(xiàn)一些故障必須到現(xiàn)場去處理。
首先要仔細(xì)觀察風(fēng)機(jī)內(nèi)的安全平臺和梯子是否牢固,有無連接螺栓松動,發(fā)電機(jī)
控制柜內(nèi)有無糊味,電纜線有無位移,夾板是否松動,扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破裂,偏航齒的潤滑是否干枯變質(zhì),偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常,液壓站的表計壓力是否正常,轉(zhuǎn)動部件與旋轉(zhuǎn)部件之間有無磨損,各油管接頭有無滲漏,齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。 第二是聽,聽一下控制柜里是否有放電的聲音,有聲音就可能是有接線端子松動,或接觸不良,須仔細(xì)檢查,聽偏航時的聲音是否正常,有無干磨的聲響,聽發(fā)電機(jī)軸承有無異響,聽齒輪箱有無異響,聽閘盤與閘墊之間有無異響,聽葉片的切風(fēng)聲音是否正常。
第三,清理干凈自己的工作現(xiàn)場,并將液壓站各元件及管接頭擦凈,以便于今后觀察有無泄漏。