2015_液壓傳動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組概述_丁松

1、1液壓傳動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組概述丁松（143717015）摘要：本文敘述了液壓傳動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組國(guó)外、國(guó)內(nèi)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀。介紹了其典型結(jié)構(gòu)與工作原理，包括主架構(gòu)、詳細(xì)結(jié)構(gòu)與工作原理、并網(wǎng)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、工作狀態(tài)。分析了其特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。描繪了其發(fā)展前景。液壓傳動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，具有很大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的前景。關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；概述；綜述Overviewofhydraulicdrivenwindtu

2、rbineDINGSong(143717015)Abstract：Thispaperdescribesthedevelopmenthistyresearchstatusofthehydraulicdrivenwindturbineabroaddomestic.Thispaperintroducesthetypicalstructurewkingprincipleincludingthemainstructurethedetailedst

3、ructurethewkingprinciplethewkspeedcontrolsystemthewkingstate.Theacteristicsadvantagesofthesystemareanalyzed.Thedevelopmentprospectisdescribed.Hydraulicdrivenwindturbinehasgreatdevelopmentpotentialbroadprospectsduetoitssi

4、mplestructurelowcosthighreliability.Keywds：hydraulicdrivewindturbineoverview0引言現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組普遍采用以增速齒輪箱為主傳動(dòng)的交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電機(jī)(doubly—fedinductiongenerat，DFIG)和無(wú)齒輪箱直接驅(qū)動(dòng)的多級(jí)永磁同步發(fā)電機(jī)(permanentmagicsynchronousgenerat，PMSG)。PMSG因?yàn)槠渥詣?lì)磁特性被研究者普

5、遍認(rèn)為是變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理想的選擇，它的自勵(lì)磁特性使系統(tǒng)能夠在高功率因數(shù)和高效率下運(yùn)行，主要代表機(jī)型有德國(guó)EnerconE66型2MW、意大利Gamma60型15MW等[1]。除籠型異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)之外，各國(guó)研究人員從提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率、可靠性和降低大型發(fā)電機(jī)的制造難度等角度，提出了其它具有商業(yè)化潛力的發(fā)電機(jī)，如開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)、無(wú)刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)、爪極式發(fā)電機(jī)、高壓發(fā)電機(jī)、定子雙繞組異步發(fā)電機(jī)、橫向磁通永磁

6、發(fā)電機(jī)、雙凸極發(fā)電機(jī)、電氣無(wú)級(jí)變速器、全永磁懸浮發(fā)電機(jī)等。雖然這些新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各有優(yōu)點(diǎn)，但是始終沒(méi)有徹底擺脫齒輪箱和龐大的整流逆變裝置，所以一種摒棄齒輪箱和整流逆變裝置的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)型——液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)運(yùn)而生[1]。液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為新一代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，與傳統(tǒng)齒輪箱式及直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相比有很大優(yōu)勢(shì)。液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主傳動(dòng)使用定量泵變量馬達(dá)閉式系統(tǒng)代替齒輪箱，由于液壓系統(tǒng)是柔性系統(tǒng)，靈活性好，可以承受較大的載荷，提高

7、機(jī)組的使用壽命；液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大大降低了機(jī)艙重量，1.6MW齒輪箱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱重達(dá)13噸，2MW直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)重達(dá)150噸，而1.6MW液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓泵只重5噸，大大降低塔筒及機(jī)艙故障；液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用勵(lì)磁無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間無(wú)需變流器，發(fā)電機(jī)速度被控制穩(wěn)定于1500rmin，滿足電網(wǎng)50Hz頻率要求，電能質(zhì)量高；液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在制造成本、關(guān)鍵零部件的采購(gòu)、維修等方面也均具

8、有很大優(yōu)勢(shì)[2]。與傳統(tǒng)雙饋和直驅(qū)機(jī)型相比，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)功重比高，可以省去笨重且昂貴的齒輪箱，解決了齒輪3圖1.1.1ChapDrive公司液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理圖圖1.1.2ChapDrive公司液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真分析系統(tǒng)目前，ChapDrive公司正在積極研發(fā)將液壓元件盡可能的集成為一體，盡可能的整合液壓系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵零部件，使液壓系統(tǒng)具有高功率密度，使機(jī)艙內(nèi)部的重量更輕，傳輸功率更大，該項(xiàng)目起始于2011年8月，預(yù)計(jì)在

9、2013年完成[2]。2008年，德國(guó)諾德文德公司研發(fā)出850kW全液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為機(jī)艙一體式，采用雙葉片驅(qū)動(dòng)方式，定量泵變量馬達(dá)閉式液壓系統(tǒng)均安裝在機(jī)艙內(nèi)，與變量馬達(dá)直接連接的勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)，電網(wǎng)與同步發(fā)電機(jī)設(shè)置有大型變壓器等設(shè)備，省去變流器、逆變器等整流設(shè)備，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為變速恒頻型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，配有以液壓系統(tǒng)傳動(dòng)的調(diào)槳、偏航系統(tǒng)，在風(fēng)速或風(fēng)向改變時(shí)，通過(guò)調(diào)槳、偏航兩個(gè)動(dòng)作與主傳動(dòng)配合使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組始終