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在新能源里締造暴力美學？
如果說地大物博，俄羅斯這么聲稱的話沒有任何一個人會有異議，大自然賦予了這個北方國度發(fā)展所需要的一切。
她是這個星球上和美國并駕齊驅(qū)的能夠在全領域進行大規(guī)模科學研究并全面開花的國家；
她是世界上二個之一的國家，能夠在完全與外界隔絕的情況下實現(xiàn)科學工程技術(shù)領域自給能力的國家；
但是在新能源爆發(fā)的時代，她占有全世界最大風能資源卻沒有在這個方面大展拳腳，是因為石油資源豐富，開發(fā)風能不經(jīng)濟？ 還是？
要是真實設計，制造，對于這樣的重工業(yè)化強國，應該是沒有問題的。
不過，據(jù)報道在2000年俄羅斯就進行了1MW風力發(fā)電機的開發(fā)。但是從此之后就沒看到其他消息了。
俄羅斯開發(fā)1000KW的風力發(fā)電裝置
根據(jù)俄羅斯能源部的訂貨要求.俄羅斯的"ⅱ"部門正在研究開發(fā)容量為1000KW的風力發(fā)電裝置.
對該裝置提出的主要技術(shù)經(jīng)濟指標是:
額定容量為1000KW，額定容量的利用小時數(shù)不少于2500. 額定容量時的計算風速為12m/S, 全套設備的運行壽命為25年. 該機的代號為.1.作為該風電裝置.1的中間機組,首先研制了容量為250的風電裝置,其代號為?250.-250的風輪較小.與.1的尺寸比例為:2.研制-250的主要任務是研究和優(yōu)化風能向電能轉(zhuǎn)換的過程,風電裝置的運行問題,以及自動停機的可能性.
1立軸式和臥軸式對轉(zhuǎn)輪軸為立式和臥式2種結(jié)構(gòu)型式進行了研究.結(jié)果表明,立軸結(jié)構(gòu)在動力學方面還存在問題,進行實際開發(fā)還不成熟,在進行結(jié)構(gòu)設計之前要求進行科研和試驗,其中包括制造大型樣品.因此,決定風電裝置-采用臥軸型式.
1.22漿葉和3漿葉在進行結(jié)構(gòu)設計之前,對風輪的槳葉數(shù)目進行了研究.從空氣動力學特性方面來看,2個槳葉和3個槳葉風輪實際上沒有太大區(qū)別.只是3槳葉時的性能高2%-3%.然而2槳葉的螺旋槳相對于旋轉(zhuǎn)平面各軸線的慣性矩卻具有不一樣的值.這會引起風電裝置的附加動態(tài)負載,因而就必須采取與此有關的輔助結(jié)構(gòu)措施.根據(jù)各種因素的綜合考慮,決定采用3槳葉風輪.1.3同步發(fā)電機和異步發(fā)電機根據(jù)發(fā)電機部分的結(jié)構(gòu)原理.對于下述2種方案進行了研究:即采用同步化異步發(fā)電機和新研制的磁電型同步發(fā)電機.研究結(jié)果決定將這2種方案都拿到試驗風輪機上去實踐1.4定槳式和轉(zhuǎn)槳式根據(jù)功率的空氣動力學調(diào)節(jié)方法,研究了下述槳葉方案:定槳式,部分轉(zhuǎn)槳式,完全轉(zhuǎn)槳式.槳葉的選擇應當滿足訂貨要求,即該風電裝置.1應能在負載下自動運行,槳葉應能調(diào)節(jié),如果選用槳葉不能轉(zhuǎn)動的定槳式.俄羅斯還沒有這方面的實踐經(jīng)驗,而且在國外這種容量(1000)等級的風電裝置也沒有不采用空氣動力學控制的.在結(jié)構(gòu)方面.部分轉(zhuǎn)動槳葉式也沒顯示出比整體轉(zhuǎn)動槳葉式有很大的簡化所在初步設計和施工設計時采用了整體轉(zhuǎn)動槳葉的方案,而且將風輪置于相對于塔架為迎風向位置(即風輪位于塔架前面)?如果將風輪置于塔架后方,當通過塔架后背時便會在槳葉上引起附加負載.塔架參數(shù)的選擇應保證使風電裝置的固有頻率高于風輪機的旋轉(zhuǎn)頻率,即塔架應制成"剛性"的.141.5僵速式和變速式曾經(jīng)研究了風輪為恒速和變速旋轉(zhuǎn)2種方案.如果采用變頻調(diào)速的發(fā)電機,則可以利用具有變速風輪的風電裝置,其優(yōu)點是在額定模數(shù)情況下,即當風能利用系數(shù)為最優(yōu)時,風輪的工作轉(zhuǎn)速范圍為21-42/;采用變速的風電裝置時,其發(fā)電量可以增加9%.因此,根據(jù)結(jié)構(gòu)設計和各種方案對比,對工業(yè)生產(chǎn)工藝設備的評價,以及為了減少結(jié)構(gòu)上的危險性,決定選擇采用臥軸布置的3槳葉風輪機,具有整體轉(zhuǎn)動槳葉,風輪機為變速運行的風力發(fā)電裝置.2風電裝置的鬣置風電裝置.1的外觀見圖1槳葉的安裝角可在液壓作用下通過傳動機構(gòu)來調(diào)節(jié),槳葉的轉(zhuǎn)角為100..來
自風輪的轉(zhuǎn)矩是通過主軸和補償齒式聯(lián)軸器傳遞到三級變速齒輪箱.用于風電裝置-1的基本減速器是選自航空工業(yè)的系列產(chǎn)品,是世界上晟大的直升機1.26(-26)的減速器.該減速器是在電機制造廠制成的變速齒輪箱的輸出軸裝有補償不同轉(zhuǎn)度的聯(lián)軸器和在電網(wǎng)負載短路情況下能夠限制扭矩的極限轉(zhuǎn)矩聯(lián)軸器.所采用的制動器為圓盤式.3風電裝置的構(gòu)成風電裝最主要由以下部件構(gòu)成:風輪,塔架,下部開關,功率變換機組,發(fā)電系統(tǒng),自動控制系統(tǒng),測量和診斷系統(tǒng),風況參數(shù)測定系統(tǒng),支撐.轉(zhuǎn)動裝置,信息測量系統(tǒng),輔助的和附加的電氣設備.3.1風輪槳葉圖風電裝置-1的外觀風電裝置晟重要的結(jié)構(gòu)部件之一就是風輪槳葉.整體金屬的槳葉(圖2)是由具有矩形截面的鋼質(zhì)翼粱,鋼架和鋁合金制成的外殼組成.圈2風電裝置.1的風輪槳葉結(jié)構(gòu)3.2發(fā)電系統(tǒng)風電裝置的有效運行在報大程度上取決于發(fā)電系統(tǒng),即發(fā)電系統(tǒng)必須滿足下述要求:①在較寬的風速范圍內(nèi)和在它呈現(xiàn)脈動特性情況下都能保證所要求的電能質(zhì)量:②在各種事故情況下都應保證發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和可靠性 保證風輪的平衡起動和制動;④能夠在風15電場的組成中和在自動調(diào)節(jié)工況下運行等.發(fā)電系統(tǒng)的第一個方案是采用帶有循環(huán)變流器(晶閘管變頻器)的同步發(fā)電機.這個方案的發(fā)電系統(tǒng)是按照模塊原理形成的(模塊——.250系統(tǒng)的獨立部分).發(fā)電機按照高頻(200--001-1)運行,由于與所采用的循環(huán)變流器協(xié)同.能夠減小發(fā)電機部分的重量(此時變速齒輪箱的重量增加了).此外,循環(huán)變流器應當設計成全功率的.發(fā)電系統(tǒng)模塊的構(gòu)成擴大了風電裝置的應用范圍和風能資源的利用,因為改變了模塊的工作時間.這個方案的優(yōu)點在于它具有很大的柔性調(diào)節(jié)(按轉(zhuǎn)速可達1:4),這就對整個風電裝置的運行穩(wěn)定性有好的影響.發(fā)電系統(tǒng)的第二個方案是采用異步發(fā)電機,此時繞線型轉(zhuǎn)子由晶閘管變頻器供電(按照功率的一半).這個方案的發(fā)電系統(tǒng)可以在系列生產(chǎn)的電氣傳動裝置基礎上進行設計,因此,便具有一定的通用性和廉價性.3.3自動控村,測量,診斷系統(tǒng)該系統(tǒng)用來在所有運行工況下和所有風速范圍內(nèi)對風電裝置進行自動控制.它還通過裝在系統(tǒng)中或結(jié)構(gòu)部件上的傳感器來采集,處理和記錄有關風電裝置系統(tǒng),設備和結(jié)構(gòu)元件方面的信息.3.4風況參數(shù)涮量系統(tǒng)該系統(tǒng)用來保證有關大氣和風流參數(shù)的信息信號的形成,-!控制系統(tǒng)的啟動.以及它本身的子系統(tǒng)的定期檢查.在運行時該系統(tǒng)可在高于最小風速(5時向控制系統(tǒng)發(fā)出使風電裝置起動的一次性指令.3.5信息測量系統(tǒng)該系統(tǒng)裝有試驗裝置用來測量,處理,采集和傳遞來自傳感器和系統(tǒng)的信息,并且可以控制功能系統(tǒng)的工作過程或風電裝置所有元件的狀態(tài),其方法是通過屏幕顯示和參數(shù)的圖形曲線顯示.3.6功艙系統(tǒng)風電裝置-的功能系統(tǒng)可在待機,起動,工作,空載,制動和停機,事故等工況下動作.待機工況包括風況參數(shù)測量系統(tǒng)在內(nèi)的風電裝置的所有系統(tǒng)都處于運行狀態(tài),當風速超過或低于額定風速時風電裝置便處于這種工況.當風速符合工作范圍時,便實施起動工況,此時風況參數(shù)測量系統(tǒng)發(fā)出指令接通控制系統(tǒng).控制系統(tǒng)開動自己的計及 |
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發(fā)表于 2009-7-14 14:40:51
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