2015_液壓傳動型風力發(fā)電機組概述_丁松

1、1液壓傳動型風力發(fā)電機組概述丁松（143717015）摘要：本文敘述了液壓傳動型風力發(fā)電機組國外、國內(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)。分析了其特點與優(yōu)勢。描繪了其發(fā)展前景。液壓傳動型風力發(fā)電機組由于結(jié)構(gòu)簡單、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；風力發(fā)電機組；概述；綜述Overviewofhydraulicdrivenwindtu

2、rbineDINGSong(143717015)Abstract：Thispaperdescribesthedevelopmenthistyresearchstatusofthehydraulicdrivenwindturbineabroaddomestic.Thispaperintroducesthetypicalstructurewkingprincipleincludingthemainstructurethedetailedst

3、ructurethewkingprinciplethewkspeedcontrolsystemthewkingstate.Theacteristicsadvantagesofthesystemareanalyzed.Thedevelopmentprospectisdescribed.Hydraulicdrivenwindturbinehasgreatdevelopmentpotentialbroadprospectsduetoitssi

4、mplestructurelowcosthighreliability.Keywds：hydraulicdrivewindturbineoverview0引言現(xiàn)代風力發(fā)電機組普遍采用以增速齒輪箱為主傳動的交流勵磁雙饋發(fā)電機(doubly—fedinductiongenerat，DFIG)和無齒輪箱直接驅(qū)動的多級永磁同步發(fā)電機(permanentmagicsynchronousgenerat，PMSG)。PMSG因為其自勵磁特性被研究者普

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

6、發(fā)電機、雙凸極發(fā)電機、電氣無級變速器、全永磁懸浮發(fā)電機等。雖然這些新型風力發(fā)電機組各有優(yōu)點，但是始終沒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力發(fā)電機型——液壓型風力發(fā)電機組應運而生[1]。液壓型風力發(fā)電機組作為新一代風力發(fā)電機組，與傳統(tǒng)齒輪箱式及直驅(qū)式風力發(fā)電機組相比有很大優(yōu)勢。液壓型風力發(fā)電機組主傳動使用定量泵變量馬達閉式系統(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、機組的使用壽命；液壓型風力發(fā)電機組大大降低了機艙重量，1.6MW齒輪箱式風力發(fā)電機組齒輪箱重達13噸，2MW直驅(qū)式風力發(fā)電機組的發(fā)電機重達150噸，而1.6MW液壓型風力發(fā)電機組的液壓泵只重5噸，大大降低塔筒及機艙故障；液壓型風力發(fā)電機組采用勵磁無刷同步發(fā)電機直接并網(wǎng)，發(fā)電機與電網(wǎng)之間無需變流器，發(fā)電機速度被控制穩(wěn)定于1500rmin，滿足電網(wǎng)50Hz頻率要求，電能質(zhì)量高；液壓型風力發(fā)電機組在制造成本、關(guān)鍵零部件的采購、維修等方面也均具

8、有很大優(yōu)勢[2]。與傳統(tǒng)雙饋和直驅(qū)機型相比，液壓傳動系統(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公司液壓型風力發(fā)電機組原理圖圖1.1.2ChapDrive公司液壓型風力發(fā)電機組仿真分析系統(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)與風力發(fā)電機組關(guān)鍵零部件，使液壓系統(tǒng)具有高功率密度，使機艙內(nèi)部的重量更輕，傳輸功率更大，該項目起始于2011年8月，預計在

9、2013年完成[2]。2008年，德國諾德文德公司研發(fā)出850kW全液壓型風力發(fā)電機組，該風力發(fā)電機組為機艙一體式，采用雙葉片驅(qū)動方式，定量泵變量馬達閉式液壓系統(tǒng)均安裝在機艙內(nèi)，與變量馬達直接連接的勵磁同步發(fā)電機直接并網(wǎng)，電網(wǎng)與同步發(fā)電機設(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，該風力發(fā)電機組為變速恒頻型風力發(fā)電機組，配有以液壓系統(tǒng)傳動的調(diào)槳、偏航系統(tǒng)，在風速或風向改變時，通過調(diào)槳、偏航兩個動作與主傳動配合使風力發(fā)電機組始終