风力发电课程设计
16页1、word榆 林 学 院专业综合实训题目风力发电系统设计学生任刚学号 1305310111 院 ( 系 )能源工程学院专业能源与动力工程指导教师胡广涛报告日期2016年 12 月23日风力发电系统设计1引言11设计概述22233342风力发电系统结构组成设计4552.2.2 风力机的功率66777783.1.4齿轮箱的选择确定:9993.3变流器功率选择:10113.5接触器的选择:113.6熔断器的选择:123.7传感器、继电器的选择:124设计体会125主要参考文献13 / 风力发电系统设计引言自然界的风,是由于大气运动而产生的自然形式。大气运动则是因为大气受到太阳的辐射,能量来源于大气吸收的部分太阳能,太阳到达地球辐射的20%会转变成风能。人类对于风能利用的历史久远,可以追溯到公元10世纪,波斯就出现了种水平转动的风磨,即为以风车为动力的磨坊。风能是种取之不尽、用之不竭的可再生能源之一。它的特点是生产运用过程安全清洁,成本花费较低,来源不受限制。风能也是种最具商业潜力,最具发展活力的绿色能源,运用于发电这一领域有很大的运用空间。风电是目前技术最成熟、最具市场竞争力且极具发展潜力的可
2、再生清洁能源,发展风电对于改善能源结构、保护生态环境、保障能源安全和实现经济的可持续发展等方面有着及其重要的意义。风力发电具有装机容量增长快,成本下降快,安全环保等优势。风力发电在为社会发展和经济增长提供稳定可靠的电力供应的同时,可以有效地缓解空气污染、水体污染和温室效应问题。在各类新能源开发利用中,风力发电技术相对于其他能源开发是比较成熟的,并且具有大规模场地开发和商业经济开发的条件。风力发电可以完全避免像石油、煤炭等化石燃料发电所产生的大量污染物和二氧化碳排放。我国的风能资源分布:我国风能资源的地区区域差异大。沿海、和北部、南部和东部三个区域风能最多;青藏高原中部和北部、西北、华北、东北三区域的北部,东南沿海的风能资源丰富;山区,例如南岭、武夷山地区,辽河、华北、长江中下游平原、西北高原地区,风能可待开发利用;云贵川、豫西、鄂北、湘西、,盆地地形区等风能贫乏。我国风能资源的分布除了具有空间上的差异以外,在时间上也有很大的差异。东部沿海地区,夏季风势力强劲,风能资源主要集中在夏季。而北方以及西北陆地区,冬季风势力强劲,所以这些地区风能资源主要集中在冬季。海上风电场是最近世界围广泛推广
3、使用的大型有效利用风能资源的形式,在1980年初在美国加利福尼亚首先兴起。在海陆线附近由于陆地、海洋吸热量差异大,表体温度差异大而产生丰富的风能资源,风力强大,可以大规模采取进行发电。不过在海陆线上建设风力发电厂还存在技术的难度,需要投入巨额资金装备和维护,所以在美国,德国,中国等这样的大国才进行投产建设。1设计概述 随着电力和能源改革逐步深入,在国家倡导节能减排的大背景下,风力发电成为新能源开发利用的重要领域。在有风力资源的地区,建设小型风力发电或风光互补独立电站(集中供电系统或户用系统)成为为小型负荷供电一种新选择。研究中小型风力发电系统的设计显得十分必要。在地区设计一个装机容量100的风电场,一台风力发电机的功率为10KW,需要10台风机。中小型风力发电机一般应在风力资源较丰富的地区使用。地区气象设计参数:如表:年市,全市平均气温2003年12.5 2009年13.0 2004年12.7 2010年12.2 2005年12.5 2011年12.1 2006年13.1 2012年12.2 2007年13.4 2013年12.6 2008年12.7 2014年13.4 由此可得,历年
4、平均气温为年平均温度():12.7最高温度():38最低温度(通过查取风功率密度等级表,得知地区风功率密度为200250(高度为10米)、320400(高度为30米)、400500(高度为50米)风力发电机组是将风能转化为电能的装置,按其容量可大小以划分为小型风电机组(10KW以下),中型风电机组(1划分为水平轴0100KW),大型风电机组(100KW以上);按其主轴与地面的相对位置,可以风力发电机组(主轴与地面平行),垂直轴风力发电机组(主轴与地面垂直)。目前国一些厂家研发生产采用永磁同步发电机的风机,由于永磁同步电机容易实现多极化,可省去或简化齿轮增速箱结构,其叶轮主轴与发电机可以直接祸合,不经齿轮增速而直接驱动发电机,因此这类风机又称为直驱(半直驱)式。直驱式风机由塔架、轮毂、桨叶、发电机、变频器、偏航系统、液压系统和电气控制等组成。直驱式风机均采用低速永磁同步发电机。本设计考虑采用永磁同步发电机。并网型:接入电力系统运行,规模较大的风力发电场。本设计选“并网型”风力发电,可以省去蓄电池等储能装置。选用同步发电机间接并网方式,电压经历了交流直流交流的变化,避免了同步发电机直接并网
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