一、风力发电机失速控制
一般是 100层。
拓展:
1、简介:
把风能转变为电能的技术。通过风力发电机实现,利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。
2、技术原理
风力发电的基本原理是风的动能通过风轮机转换成机械能,再带动发电机发电转换成电能。主导的风力发电机组一般为水平轴式风力发电机,它由叶片、轮毂、增速齿轮箱、发电机、主轴、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮的作用是将风能转换为机械能,它由气动性能优异的叶片装在轮毂上所组成,低速转动的风轮由增速齿轮箱增速后,将动力传递给发电机。上述这些部件都布置在机舱里,整个机舱由塔架支起。
为了有效地利用风能,偏航装置根据风向传感器测得的风向信号,由控制器控制偏航电机,驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动,使机舱始终对向风。由于齿轮箱是在MW级风力发电机组 中过载和过早损坏率较高的部件,国外开始研 制一种直接驱动型的风力发电机组(亦称:无 齿轮风力发电机),这种机组采用多级异步电 机与叶轮直接连接进行驱动的方式,免去齿轮为了跟踪最佳叶片尖速比,使风电机组在 较大的风速范围内获得最佳功率输出,须对转 速或功率进行调节。常用的调节方式有两种:一种是失速调节,另一种是变桨距调节一即叶片可以绕叶片上的轴转动,改变叶片气动数据,实现功率调节。
二、风力发电机叶片失速怎么办
失速的成因机理分析风机处于正常工况时,冲角很小(气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角),气流绕过机翼型叶片而保持流线状态,当气流与叶片进口形成正冲角,即α>0,且此正冲角超过某一临界值时,叶片背面流动工况开始恶化,边界层受到破坏,在叶片背面尾端出现涡流区,即所谓“失速”现象。
冲角大于临界值越多,失速现象越严重,流体的流动阻力越大,使叶道阻塞,同时风机风压也随之迅速降低。
风机的叶片在加工及安装过程中,由于各种原因使叶片不可能有完全相同的形状和安装角。
因此,当运行工况变化而使流动方向发生偏离时,在各个叶片进口的冲角就不可能完全相同。
如果某一叶片进口处的冲角达到临界值时,就首先在该叶片上发生失速,而不会所有叶片都同时发生失速。
假如u是对应叶片上某点的周向速度;w是气流对叶片的相对速度;α为冲角。
假设叶片2和3间的叶道23首先由于失速出现气流阻塞现象,叶道受堵塞后,通过的流量减少,在该叶道前形成低速停滞区,于是气流分流进入两侧通道12和34,从而改变了原来的气流方向,使流入叶道12的气流冲角减小,而流入叶道34的冲角增大。
可见,分流结果使叶道12绕流情况有所改善,失速的可能性减小,甚至消失;而叶道34内部却因冲角增大而促使发生失速,从而又形成堵塞,使相邻叶道发生失速。
这种现象继续进行下去,使失速所造成的堵塞区沿着与叶轮旋转相反的方向推进,即产生所谓的“旋转失速”现象。
风机进入到不稳定工况区运行,叶轮内将产生一个到数个旋转失速区。
叶片每经过一次失速区就会受到一次激振力的作用,从而可使叶片产生共振。
此时,叶片的动应力增加,可能致使叶片断裂,造成重大设备损坏事故。
大型火电机组的送风机一般是定转速运行的,即叶片周向速度u是一定值,这样影响叶片冲角大小的因素就是气流速度与叶片开度角。
当叶片开度角β一定时,如果气流速度c越小时,冲角α就越大,产生失速的可能性也就越大。
当流速c一定时,如果叶片角度β减小,则冲角α也减小;当流速c很小时,只要叶片角度β很小,则冲角α也很小。
因此,当风机刚启动或低负荷运行时,风机失速的可能性大大减小甚至消失。
三、风力发电机叶片失速现象
引起风机振动的故障主要有质量不平衡、叶片腐蚀、不对中、动静碰摩、松动、基础刚性不足、旋转失速、喘振、油膜涡动和油膜振荡等。
质量不平衡主要表现为水平方向振动较大,转速变化,振动改变,一倍频振幅较大,转速不变时振幅和相位基本不变,时域波形为单一谐波,轴心轨迹形状为椭圆形。
叶片腐蚀主要表现为转速不变时振幅逐渐变化,一倍频相位逐渐变化。
不对中主要表现为轴向振动较大,振动与负荷变化有关,二倍频振幅较大。
动静碰摩主要表现为转速不变时振幅逐渐变化,振动频谱丰富。
松动主要表现为振动频谱中高频成分较大,时域波形有跳跃现象,转速不变时一倍频相位不稳定,轴承座垂直方向振动相差较大,振动频谱以奇次谐波为主。
基础刚性不足主要表现为基础振幅较大,垂直方向振动较大,水平与垂直方向振动相位差接近0或180度。
旋转失速主要表现为振动频谱中出现(1/4-3/4)倍频的低频,(1/4-3/4)倍频的低频成分不稳定,振动对转速和流量变化较敏感。
喘振主要表现为振动频谱中出现小于20Hz的低频分量,管道发生强烈振动,风压、风量、电流等参数突变后波动。
油膜涡动主要表现为振动频谱中1/2倍频频的低频分量较大,油膜振荡主要表现为振动频谱中(0.35-0.48)倍频的低频分量较大,转速升至某一值,振动突然增大,转速降至某一值,振动突然减小,轴心轨迹形状为花瓣形,与进油温度有关。
低频振动主要是旋转失速、喘振和轴系失稳,同频振动的区分主要是根据振动的方向性和相位,结垢引起的振动是逐步变化的,有时发生突变一般能够恢复正常,而转动部件脱落则难以恢复。对于电机或透平驱动的风机,以及有齿轮和滚动轴承的风机,需要考虑相关部件结构的故障。
四、风力发电机叶片转速可以控制吗
会动因为风力发电机的转子需要面向风口,从而获得最大的动力输出。而风向是随着时间而变化的,因此风力发电机头部的方向也需要随之调整,才能充分利用风能进行发电。此外,风力发电机头部的方向调整需要依靠特定的转向系统,这个系统可以根据风向的变化实时调整发电机的转子方向,以达到最大化的发电效率。因此,可以说风力发电机头部的方向是会动的。除了通过转向系统进行自动调整,风力发电机的头部方向也可以通过人工操作进行调整。一些较小的风力发电机甚至可以通过手动调整头部方向的角度来获得更好的发电效果。
五、风力发电叶片转速很慢
回答如下:以下是导致风扇风不大的可能原因:
1. 风扇叶片脏了:长时间使用后,风扇叶片上会积累灰尘和污垢,导致空气流动减少。清洁风扇叶片可以解决这个问题。
2. 风扇叶片变形:长时间使用后,风扇叶片可能会变形或弯曲,导致空气流动减少。更换新的风扇叶片可以解决这个问题。
3. 风扇转速不足:风扇转速不足可能是由于电机故障或电源问题导致的。更换电机或检查电源可以解决这个问题。
4. 风扇位置不佳:如果风扇放置位置不佳,例如靠近墙壁或其他障碍物,空气流动会受到阻碍。将风扇移动到一个更合适的位置可以解决这个问题。
5. 风扇过旧:老化的风扇可能会导致风量减少,需要更换新的风扇。
如果以上方法都不起作用,建议联系专业技术人员进行检查和维修。
六、风力发电机组失速调节
会失速因为当鸟的飞行速度超过其最大升力时,翅膀产生的升力不再能够支持鸟的重量和前进的动力,鸟就会失去飞行能力,产生失速。此外,环境因素如气流的改变也可能导致鸟失速。鸟失速不仅对鸟本身造成危害,还可能对生态环境产生影响。因此,研究失速机理和防止失速现象的发生具有重要意义。
七、风力发电机叶片故障
风力发电机的风叶是其最主要的部件之一,负责将风能转化为机械能,驱动发电机产生电力。如果风力发电机的风叶不转,可能是由以下几种故障导致的:
1. **电动机故障**:可能是电动机内部的齿轮、轴承等出现问题,导致电动机无法转动,风叶也就无法旋转。
2. **控制系统故障**:控制系统可能出现故障,无法正常控制风叶的转动。可能是控制系统的传感器、控制器等部分出现故障。
3. **风叶受损**:如果风叶在运行过程中受损,比如出现裂缝、断裂等,也可能导致风叶无法转动。
4. **风速过低或过高**:如果风速过低或过高,也可能导致风叶无法正常旋转。比如,如果风速低于一定的临界值,可能会导致电动机无法转动,风叶也就无法旋转。如果风速过高,可能会导致风叶在高速旋转中出现故障。
5. **电力供应问题**:如果风力发电机的电力供应出现问题,比如电压过低或过高,或者电力线路出现故障等,也可能导致风叶无法正常旋转。
无论是哪种故障,都需要立即进行故障诊断和维修,否则可能会对风力发电机的正常运行造成严重影响。
八、风力发电机叶片失速原因
喘振原理压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率,高振幅的震荡现象。这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源,他会导致发动机机件的强烈机械振动和热端超温,并在很短的时间内造成机件的严重损坏,所以在任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作.喘振现象发动机的声音由尖哨转变为低沉;发动机的振动加大;压气机出口总压和流量大幅度的波动;转速不稳定,推力突然下降并且有大幅度的波动;发动机的排气温度升高,造成超温;严重时会发生放炮,气流中断而发生熄火停车。因此,一旦发生上述现象,必须立即采取措施,使压气机退出喘振工作状态。为避免发生喘振可以采取下列措施:
①按转速调节某几级整流叶片的安装角,使流入的气流具有合适的迎角,避免气流分离而造成喘振。
②将多级压气机分成2个不同转速的转子,分别由高、低压涡轮驱动。有些发动机采用3转子结构。
③多级轴流式压气机从中间级放气,以增加前面各级的空气流量,避免气流的迎角过大,产生分离,出现喘振。
④多级轴流式压气机在第一级压气机的机匣上开槽,使第一级工作轮叶片尖端部分的气流通过机匣上的槽道产生回流,减小气流的迎角,这种方法称为机匣处理。
九、风力发电机失速是什么意思
按照发电机的转速及并网方式可以将发电机分为定速风机和变速风机。
一、按风力发电机叶片分类
按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
二、按风力发电机的输出容量分类
可将风力发电机分为小型,中型,大型,兆瓦级 系列。
三、按风力发电机功率调节方式分类
可分为定桨距时速调节型,变桨距型,主动失速型和独立变桨型风力发电机。
四、按分离发电机的机械形式分类
可分为有齿轮箱的风力机,无齿轮的风力机和混合驱动型风力机。
五、按风力发电机组的发电机类型分类
可分为异步型风力发电机和同步型风力发电机
六、按齿轮箱和发电机相对位置分类
齿轮箱和发电机相对位置可分为紧凑型和长轴布置型。
七、按风力发电机的转速分类
按照发电机的转速及并网方式可以将发电机分为定速风机和变速风机。
八、按风力发电机塔架的不同分类
按照塔架的不同可分为塔筒式风力机和桁架式风力机
十、风力发电机失速的原因现象及处理方法
风能资源是清洁的可再生能源,风力发电是新能源中技术最成熟、最具开发规模条件和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电成本低,并且在技术上日趋成熟,成为电力系统结构中相对增长速度最快的新能源发电。风力发电代替传统能源发电的比例正逐步上升,并在电力系统受越来越受到欢迎和重视。要进行风力发电系统的研究,传统的方法是将发电机与风轮机相连,在现场做实验,但是这样做成本较高并且可能影响电力系统的运行。仿真建模技术投入低,见效快,因而在风力发电的研究领域得到了越来越广泛的应用,极大地丰富了风力发电的研究手段。
技术实现要素:
本发明提供了一种风力发电系统研究方法,建立风力发电系统模型,所述模型包括:
风速模型、风力发电机组气动性能模型、传动系统动力学模型和感应电机模型。
所述传动系统动力学模型是传动齿轮模型,感应电机模型是三相同步发电机模型。
具体实施方式
风力发电的原理是利用风带动风车叶片转动,将风能转化为机械能,然后机械能带动风力发电机发电。所有风力发电机的功率输出是随着风力而变的。强风下最常见的两种限制功率输出的方法是失速调节和斜角调节。使用失速调节的风电机,超过额定风速的强风会导致通过叶片的气流产生扰流,令风轮失速。当风力过强时,叶片尾部制动装置会动作,令风轮剎车。使用斜角调节的风电机,每片叶片能够以纵向为轴而旋转,叶片角度随着风速不同而转变,从而改变风轮的空气动力性能。当风力过强时,叶片转动至迎气边缘面向来风,从而令风轮剎车。
风力发电系统的建模与仿真,主要包括以下几方面内容:(1)了解风力发电技术的发展趋势和最新动态。(2)研究风力发电系统的基本原理,包括风力发电的基本原理、风轮机理论、水平轴风力发电机结构、定浆距风力发电机组和永磁同步发电机基本原理。(3)确定风力发电机组的数学模型,主要有风速模型,风力发电机气动性能模型,传动系统动力学模型和感应电机模型。(4)研究matlab仿真建模的相关理论并利用matlab仿真软件搭建仿真模块准备仿真。(5)对风力模型进行仿真并分析仿真结果。
通过建立的风力发电系统模型,根据风速模型的仿真曲线,分析风轮机和发电机各部分曲线的变化情况和整个系统的仿真曲线图。在并网以前电压的波形基本上是正弦形状的,转速基本上是稳定的。并网以后虽然受到了电网的干扰,但转速上升到额定转速后再没有多大变化;电流的波形虽然是正弦的,但整体的趋向也发生了相应的波动。变桨距控制系统在风力发电机组起动时,通过变距来获得足够的起动转矩;起动以后,当低于额定风速运行时,风力发电机组状态控制为转速控制。当高于额定风速运行时,通过调整桨叶节距,改变气流对叶片的攻角,可以改变风力发电机组获得的空气动力转矩,使功率输出保持稳定。额定风速之后的机组状态控制主要由桨距角调节实现,控制系统保持风力发电机组运行的安全可靠性。
本发明利用matlab软件建立风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型,对自建的风力发电系统控制模型进行仿真分析,验证风力发电系统控制模型的可用性,并且通过单曲线绘图对模拟结果进行了分析,从仿真图形分析,能够基本反映风力发电机的运行情况。
值得说明的是,虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理,但是应该理解,本发明并不限于所公开的具体实施方式,对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合,这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。