《風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡述》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡述（10頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡述 日益加劇的世界能源危機(jī)和環(huán)境惡化問題，迫使人類在能源使用方式和能源使用類型選擇上做出改變。節(jié)能減排、開源節(jié)流，發(fā)展低碳化經(jīng)濟(jì)等一系列 體現(xiàn)環(huán)境友好的政策陸續(xù)出臺。在世界范圍內(nèi)掀起了以保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展為特征的新能源產(chǎn)業(yè)運(yùn)動。其中，以風(fēng)能為能源來源的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)在近期發(fā)展迅速，成為新能源產(chǎn)業(yè)里發(fā)展最具產(chǎn)業(yè)性、系統(tǒng)性、商業(yè)性的產(chǎn)業(yè)。本文將簡要介紹風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展歷史和水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理與技術(shù)。 一、風(fēng)力發(fā)電概念 1.1 相關(guān)概念 風(fēng)能是指：地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差

2、異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風(fēng)。簡單地說，風(fēng)能就是“風(fēng)" 所蘊(yùn)藏的能量。由定義可以知道它包含六層含義：第一，風(fēng)能是太陽能的一種 形式；第二風(fēng)能是一種動能；第三風(fēng)能的分布是全球性的；第四，風(fēng)能是一種自然界本身自有的既存的能量形式；第五，是不排放污染物的清潔能源；第六， 是可以再生的能源。對風(fēng)能進(jìn)行界定最重要的結(jié)論莫過于其是一種可利用的清潔的資源。亦即，風(fēng)能是可以持續(xù)利用的與自然環(huán)境“友好”的自然資源。 風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動力和風(fēng)力發(fā)電兩種形式，其中以風(fēng)力發(fā)電為 主要的利用方式。以風(fēng)能作動力其實(shí)就是利用風(fēng)的運(yùn)動帶動機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)人類生產(chǎn)和生活目的。風(fēng)力發(fā)電則是將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化成

3、電能的形式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)也就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。 1.2 風(fēng)能利用的優(yōu)勢 風(fēng)能利用具有巨大的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： （1）風(fēng)力資源非常豐富； （2）風(fēng)力資源是清潔型，節(jié)約型能源； （3）風(fēng)能是一種便宜的能源； （4）風(fēng)能對土地的占用率極?。? （5）風(fēng)能非常安全 ； （6）內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)能利用能帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益； （7）風(fēng)能利用的巨大優(yōu)勢； （8）風(fēng)能技術(shù)有廣泛的適用性； （9）風(fēng)能技術(shù)對于發(fā)展中國家來說是比較理想的； （10）風(fēng)能的利用是一種先進(jìn)技術(shù)的利用； （11）風(fēng)能的發(fā)展增加就業(yè)機(jī)會； （12）風(fēng)力發(fā)電機(jī)有非常好的可靠性。 1.3 風(fēng)能利用的局限

4、雖然風(fēng)能是一種可以利用的自然界白生能源，但其自然屬性不因人類的科技技術(shù)能力的提升的而有改變，人類對風(fēng)能的利用只是在無限的了解其自然屬性。因其自然屬性之下生成的利用風(fēng)能困難的表現(xiàn)：第一，時(shí)間與地點(diǎn)相異的條件下，太陽輻射強(qiáng)弱不一導(dǎo)致氣壓差大小的多變，因而使得風(fēng)的流動快慢不一，表現(xiàn)在：風(fēng)速不穩(wěn)定，產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定性是人力無法改變的。第二，太陽輻射的“全球性”反而成為了風(fēng)能利用的極大限制因素。 地球表面的地貌狀況是千變?nèi)f化的，太陽輻射產(chǎn)生的氣流運(yùn)動因地理狀況而存在差異。適合人類生存的地理環(huán)境不一定會有豐富的風(fēng)能，且一般情況下風(fēng)能資源豐富的地區(qū)是不適合人類聚居的。故而風(fēng)能全球性分布的價(jià)值

5、性因風(fēng)能自然屬性與人類 精選文檔 社會發(fā)展相沖突大打折扣。相對于風(fēng)能不穩(wěn)定產(chǎn)生的不利益因素來說，風(fēng)能蘊(yùn)藏區(qū)的分布與人類社會發(fā)展的矛盾性在很大程度上是可以解決的。 除此之外，人類自身的智力局限性也影響到風(fēng)能的利用。表現(xiàn)在：科技水 平的發(fā)展還不足以完全駕馭風(fēng)能，利用風(fēng)能的設(shè)備還不足以將風(fēng)能的不穩(wěn)定性 的難點(diǎn)克服，所以能源轉(zhuǎn)換率低。風(fēng)能利用的科技技術(shù)還不是相當(dāng)?shù)募兪臁? 二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展歷史 自十九世紀(jì)末至二十世紀(jì)六十年代末，一些國家對風(fēng)能 資源的開發(fā)，尚處于小規(guī)模的利用階段。 1888年美國電力工業(yè)奠基人之一Charles F. Brush安裝了被現(xiàn)代人 認(rèn)為是第一臺自動運(yùn)行且

6、用于發(fā)電的風(fēng)力機(jī)。 圖2.1 Charles F. Brush和其開發(fā)的風(fēng)力機(jī) 1890年丹麥的拉庫爾研制成功了風(fēng)力發(fā)電機(jī)，1908年 丹麥已建成幾百個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電站。世界上第一個(gè)風(fēng)力發(fā)電期刊《Journal of Wind Electricity 》也是由Poulla Cour 創(chuàng)立的。 精選文檔 圖2.2拉庫爾（右）及其風(fēng)機(jī) 1918年，丹麥約有120個(gè)地方公用事業(yè)擁有 風(fēng)力發(fā)電機(jī)，通常的單機(jī)容量是20-35kW， 總裝機(jī)約3MW。這些風(fēng)電容量當(dāng)時(shí)占丹麥電 力消耗量的3%。丹麥對風(fēng)力發(fā)電的興趣在隨后的若干年逐漸減退，直到二次世界大戰(zhàn)期 間出現(xiàn)供電危機(jī)為止。 在二次世

7、界大戰(zhàn)期間，丹麥工程公司F.L.Smidth （現(xiàn)在是水泥機(jī)械制造商）安裝了一批兩葉片和 三葉片的風(fēng)機(jī)。丹麥風(fēng)機(jī)制造商已經(jīng)生產(chǎn)出了兩 葉片的風(fēng)機(jī)，盡管所謂的“丹麥概念”是三葉片的 風(fēng)機(jī)。所有這些風(fēng)機(jī)（與它們的前輩一樣）發(fā)的 是直流電。 這些三葉片F(xiàn).L.Smidth風(fēng)機(jī)于1942年安裝在 Bobo島，它們看起來很象“丹麥”風(fēng)機(jī)。這些風(fēng)機(jī) 是風(fēng)-柴系統(tǒng)中的一部分，給小島供電。1951年， 這些直流發(fā)電機(jī)被35kW的交流異步發(fā)電機(jī)取代， 如此一來，第二臺生產(chǎn)交流電的風(fēng)機(jī)問世了。 圖2.3 F.L.Smidth 兩葉片和三葉片風(fēng)機(jī) 1957年200kW Gedser風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在丹麥Ged

8、ser海岸，三葉片帶有電動機(jī)機(jī)械偏航、交流異步發(fā)電機(jī)、失速型風(fēng)力機(jī)，是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)先驅(qū)。創(chuàng)新的200KW Gedser風(fēng)力發(fā)電機(jī)在1956-57年 由Johannes Juul為SEAS電力公司建成，風(fēng)機(jī)安裝 在丹麥南部的Gedser海岸。三葉片，上風(fēng)向，帶 有電動機(jī)械偏航和異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是現(xiàn) 代風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)先驅(qū)。這臺風(fēng)力機(jī)是失速調(diào) 節(jié)型風(fēng)力機(jī)，Johannes Juul發(fā)明了緊急氣動葉尖剎車，在風(fēng)機(jī)過速時(shí)通過離心力的作用釋放。基本上，現(xiàn)代失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上使用著相同的系統(tǒng)。這臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在隨后的很多年中一直是世界上大的。它在無需維護(hù)的情況下，運(yùn)行了 11年。風(fēng)力機(jī)的機(jī)艙

9、和葉輪現(xiàn)在在丹麥電力博物館中展出。 精選文檔 圖2.4 Gedser 200kW 風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī) 在1973年第一次石油危機(jī)后，幾個(gè)國家起對風(fēng)能的興趣重新點(diǎn)燃。在丹麥，電力公司立即把目標(biāo)放在的制造大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，德國、瑞典、英國和美國也緊跟其后。1979年，他們安裝了兩臺 630KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)，一臺是槳矩控制的，另一臺是失速控制的。 1973年的石油危機(jī)之后，風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的到一些國家政府大力支持，風(fēng)力發(fā)電由小型逐漸向大中型發(fā)展。 80年代后，由Geders風(fēng)力發(fā)電機(jī)改良的古典三葉片、上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)在激烈的竟?fàn)幹谐蔀樯虡I(yè)贏家。Tvind2MW，葉輪直徑54米，同步發(fā)電機(jī)通過

10、電力電子設(shè)備與電網(wǎng)相連。 90年代后開始進(jìn)入現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，600kW-750kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。 三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分類 1.、按主軸與地面的關(guān)系分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。 2.、按功率調(diào)節(jié)方式可分為定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)和主動失速風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 定槳距風(fēng)機(jī)：槳葉于輪轂固定連接，槳葉的迎風(fēng)角度不隨風(fēng)速而變化。依靠槳葉的氣動特性自動失速，即當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)依靠葉片的失 速特性保持輸入功率基本恒定。 變槳距調(diào)節(jié)：風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，保證葉片在佳攻角狀態(tài)，以獲得大風(fēng)能；當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速后，變槳系統(tǒng)減小葉片攻角，保證輸出 功率在額

11、定范圍內(nèi)。 主動失速調(diào)節(jié)：風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速分幾級控制，控制精度低于變槳距控制；當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速后，變槳系統(tǒng)通過增加 葉片攻角，使葉片“失速”，限制風(fēng)輪吸收功率增加。 3、按傳動形式可分為高傳動比齒輪箱型、直接驅(qū)動型和中傳動比型。 高傳動比齒輪箱型：風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速較低，通常達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電的要求，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實(shí)現(xiàn)，故也將齒輪箱稱之為增速箱。 直接驅(qū)動型：應(yīng)用多極同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以去掉風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中常見的齒輪箱，讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接拖動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)在低速狀 態(tài)，這就沒有了齒輪箱所帶來的噪聲，故障率高和維護(hù)成本大等問題，提高了運(yùn)行可靠性。 中傳動比齒輪箱

12、（半直驅(qū)）型：這種風(fēng)機(jī)的工作原理是以上兩種形式的綜合。中傳動比型風(fēng)力機(jī)減少了傳統(tǒng)齒輪箱的傳動比，同時(shí)也相應(yīng)地減少了多極同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的極數(shù)，從而減小了發(fā)電機(jī)的體積。 4、按發(fā)電機(jī)驅(qū)動方式可分為固定轉(zhuǎn)速的異步發(fā)電機(jī)組型、雙饋異步發(fā)電機(jī)組型和永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)組型。 四、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)由葉輪，機(jī)艙和塔架等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。 精選文檔 圖4.1 水平軸鋒利發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu) 圖中，1－葉片；2－輪轂；3－機(jī)艙；4－葉輪軸與主軸連接；5－主軸；6－齒 輪箱；7－剎車機(jī)構(gòu)；8－聯(lián)軸器；9－發(fā)電機(jī)；10－散熱器；11－冷卻風(fēng)扇 ；12－風(fēng)速儀和風(fēng)向標(biāo)；

13、13－控制系統(tǒng)；14－液壓系統(tǒng)；15－偏航驅(qū)動； 16－偏航軸承；17－機(jī)艙蓋；18－塔架；19、變槳距部分。 4.2 風(fēng)輪 4.2.1 風(fēng)輪的結(jié)構(gòu) 風(fēng)輪是風(fēng)力機(jī)最重要的部件，它是風(fēng)力機(jī)區(qū)別 于其它動力機(jī)的主要標(biāo)志。風(fēng)輪的作用是捕捉和吸收風(fēng)能。并將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。再由風(fēng)輪軸將能量送給傳動裝置。風(fēng)輪由葉片，輪轂和風(fēng)輪軸組成，具體如圖4.2.1。 圖4.2.1 風(fēng)輪的組成圖 4.2.2風(fēng)輪捕獲風(fēng)能的功率 以水平軸升力型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪為例(下圖)來說明風(fēng)輪功率的計(jì)算。 圖4.2.2 精選文檔 如圖4.2.2，風(fēng)以速度V吹向風(fēng)輪時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。設(shè)旋 轉(zhuǎn)著的風(fēng)輪其掃掠面積為A

14、，空氣密度為， 在1 s中內(nèi)流向風(fēng)輪的空氣所具有的動能為 Nv=12mV3=12ρAV3 若風(fēng)輪的直徑為D ，則 Nv=12ρAV3=12πD44V3=πD2ρV38 這些風(fēng)能不可能全部被風(fēng)輪捕獲。風(fēng)輪捕獲風(fēng)能并將之轉(zhuǎn)換成機(jī)械能．再由 風(fēng)輪軸輸出的功率為N（稱之為風(fēng)輪功率)。它 與之比，稱為風(fēng)輪功率系數(shù)(或風(fēng)能利用系 數(shù))，用Cp表示，即 Cp=NNv=Nπ8D3ρV3 N=π8ρD2V3Cp 式中Cp的值為0.2～0.5。因此，當(dāng)風(fēng)輪大小、工作風(fēng)速一定時(shí)，應(yīng)盡可能提 高值，以增大風(fēng)輪功率。這是從事風(fēng)能開發(fā)利用 的科技人員追求的主要目標(biāo)之一。 4.3 齒輪箱 齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電

15、機(jī)組關(guān)鍵零部件之一。由于風(fēng)力機(jī)工作在低轉(zhuǎn)速下，而發(fā)電機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速下，為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的匹配，采用增速齒輪箱。 按傳統(tǒng)類型，齒輪箱可分為原著齒輪箱、行星齒輪箱和互相組合的齒輪箱。 按傳動的級數(shù)可分為單級齒輪箱和多級齒輪箱。 按照傳動的方式可以分為：展開式，分流式，同 軸式以及混合式。 4.4 調(diào)速裝置 自然界的風(fēng)速經(jīng)常變化。風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的增大而變快，發(fā)電機(jī)的輸出電壓、頻率、功率也增加；當(dāng)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速超過額定值時(shí)，有可能影響機(jī)組的使用壽命，甚至造成設(shè)備的毀壞。為使風(fēng)輪能以 一定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定地工作，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上設(shè)有調(diào)速裝置。調(diào)速裝置是在風(fēng)速大于設(shè)計(jì)額定風(fēng)速時(shí)才起作用 因此，又被稱

16、為限速裝置。當(dāng)風(fēng)速增至停機(jī)風(fēng)速時(shí)，調(diào)速裝置能使風(fēng)輪順槳(風(fēng)向與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面平行)停機(jī)。 五、風(fēng)電場的選址與布局 5.1風(fēng)能資源評估 風(fēng)能資源的精確評估以大量準(zhǔn)確的風(fēng)參數(shù)為前提，如風(fēng)速、風(fēng)向、溫度等，利用定性或定量的方法，通過對風(fēng)速頻率分布、風(fēng)向分布和 風(fēng)速隨時(shí)間的變化規(guī)律研究，得出風(fēng)能資源評價(jià)的一系列指標(biāo)。風(fēng)能資源評估方法有兩種： （1）統(tǒng)計(jì)方法。利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料，按照一定的規(guī)律和模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出風(fēng)能資源評估指標(biāo)； （2）數(shù)值模擬方法。以計(jì)算機(jī)為手段，建立大氣運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型，通過對復(fù)雜地形數(shù)值化、地貌條件和湍流模式的模型化，數(shù)值模擬出整個(gè)風(fēng)電場的流體分布情況，得到較高分辨率的風(fēng)

17、能資源空間分布，得出風(fēng)能資源評價(jià)的一系列指標(biāo)。 5.2風(fēng)電場宏觀選址 5.2.1基本概念 風(fēng)電場宏觀選址即風(fēng)電場場址選擇。是在一個(gè)較大的地區(qū)內(nèi)，通過對若干場址的風(fēng)能資源和其它建設(shè)條件的分析和比較，確定風(fēng)電場的建設(shè)地點(diǎn)、開發(fā)價(jià)值、開發(fā)策略和開發(fā) 精選文檔 步驟的過程，是企業(yè)能否通過開發(fā)風(fēng)電場獲取經(jīng)濟(jì)利益的關(guān)鍵。 5.2.2影響因素 風(fēng)能資源和其它相關(guān)氣候條件、地形和交通運(yùn)輸、工程地質(zhì)、 接入系統(tǒng)、其它社會政治和經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素。 5.3.3基本原則 1、風(fēng)能資源豐富，年平均風(fēng)速一般應(yīng)大于6m/s，風(fēng)功率密度一般應(yīng)大于300W/m2，風(fēng)速為 3~25m/s的小時(shí)在5000h以上的

18、地區(qū)。 2、 風(fēng)向基本穩(wěn)定，主要有一個(gè)或兩個(gè)盛行風(fēng)向（盛行風(fēng)向：指出現(xiàn)頻率多的風(fēng)向）。某一地區(qū)基本上只有一個(gè)或兩個(gè)盛行主風(fēng)向且?guī)缀跸喾础＿@種情況對布機(jī)有利。也有雖然風(fēng)況較好，但沒有固定的盛行風(fēng)向的地區(qū)。這種情況布機(jī)復(fù)雜。 3、風(fēng)速變化小，盡量不要有較大的風(fēng)速日變化和季節(jié)變化。 4、湍流強(qiáng)度小，風(fēng)機(jī)上游障礙物產(chǎn)生的無規(guī)則的湍流會使機(jī)組產(chǎn)生振動、受力不均。所以 選址時(shí)盡量避開粗糙地面和高大建筑物。一般輪轂高度應(yīng)高出障礙物8~10m以 上，距障礙物的距離為5~10倍障礙物高度。 5、符合國家產(chǎn)業(yè)政策和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃，場址是否已作其它規(guī)劃，或和規(guī)劃中的其它項(xiàng)目有矛盾。 6、滿足聯(lián)網(wǎng)要求，聯(lián)網(wǎng)

19、是風(fēng)電場實(shí)現(xiàn)銷售收入的必要條件。應(yīng)盡量靠近電網(wǎng)，減少線損和送出成本。根據(jù)電網(wǎng)的容量、結(jié)構(gòu)，確定建設(shè)規(guī)模與電網(wǎng)是否匹配。 7、具備交通運(yùn)輸和施工安裝條件港口、公路、鐵路等交通運(yùn)輸條件應(yīng)滿足風(fēng)電機(jī)組、施工機(jī)械和其它設(shè)備、材料的進(jìn)場要求。場內(nèi)施工場地應(yīng)滿足設(shè)備和材料的存放、風(fēng)電機(jī)組吊裝 等要求。 8、避開災(zāi)難性天氣頻發(fā)地區(qū)，保證工程安全 避免洪水、潮水、地震和其它地質(zhì)災(zāi)害、氣象災(zāi)害等對工程造成破壞性 的影響。災(zāi)害性天氣包括臺風(fēng)、龍卷風(fēng)、雷電、沙暴、覆冰、鹽霧等，對風(fēng)電 機(jī)組具有破壞性。選址時(shí)要參考地區(qū)氣象站對歷年災(zāi)害性天氣出現(xiàn)頻度的統(tǒng)計(jì)，在機(jī)組選型和選址上采取措施。 9、滿足環(huán)境保護(hù)的要求，

20、避開鳥類的遷徙路徑、侯鳥和其它動物的停留地或繁殖區(qū)。和居民區(qū)保持一定距離，避免噪聲、葉片陰影擾民。減少耕地、林地、牧場等的占用。 10、滿足投資回報(bào)要求，盡力較低的投資和運(yùn)營成本，獲得較高的利潤 5.4 風(fēng)電場的圍觀選址 風(fēng)電場微觀選址即風(fēng)電機(jī)組位置的選擇。通過對若干方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的布置方案，使風(fēng)電場獲得較好的發(fā)電量。微觀選址的基本原則如下。 1、盡量集中布置。集中布置可以減少風(fēng)電場的占地面積，充分利用土地，在同樣面積的土地上安裝更多的機(jī)組；其次，集中布置還能減少電纜和場內(nèi)道路長度，降低工程造價(jià)，降低場內(nèi)線損。 2、盛行風(fēng)向。盛行風(fēng)向這一參數(shù)決定了風(fēng)電機(jī)組在風(fēng)

21、電場的佳排列方式。 3、地形地貌的影響。平坦地形，在風(fēng)電場區(qū)及周圍5km半徑范圍內(nèi)其地形高度差小于 50m，同時(shí)地形大坡度小于3度。一般對于場址的盛行風(fēng)的上風(fēng)向沒有大的山丘和懸崖之類的地形，仍可作為平坦地形來處理。復(fù)雜地形，要考慮山丘、山脊和山崖，谷底風(fēng)速的變化，海拔風(fēng)速的變化等。 4、地面粗糙度對風(fēng)速的影響。復(fù)雜地形主要考慮地面粗糙度和地形特征的影響，主要因素體現(xiàn)在： 地表粗糙度、地表粗糙度指數(shù)及上游的障礙物。 5、湍流作用。湍流是風(fēng)速、風(fēng)向的急劇變化造成的，是風(fēng)通過粗糙地表或障礙物時(shí) 產(chǎn)生的小范圍急劇脈動。湍流損失通常會造成風(fēng)力機(jī)輸出功率減小，并引起風(fēng)電機(jī)組振動，造成噪聲，風(fēng)電機(jī)組的

22、疲勞負(fù)荷也隨著湍流擾動的增加而增加，影響風(fēng)力機(jī)使用壽 精選文檔 命。 6、盡量減小風(fēng)電機(jī)組之間尾流影響。國外有研究成果表明，對單臺風(fēng)電機(jī)組，在距風(fēng)輪2D－3D的順風(fēng)中心線處，風(fēng)速減少35％－45％；在距風(fēng)輪8D處，風(fēng)速減少10％。尾流的直徑在距風(fēng)輪8D－10D為2.6D -2.8D。對于行距為8－11D，列距為2－3D的布置，第二排的能量損失在10 m/s時(shí)為8－20％。在平坦地區(qū)進(jìn)行的7行布置的風(fēng)電場的測量，其行距為9D，列距2D，第七排比第一排能量約損失20％。 值得注意的是，多行多列布置的能量損失，和地形、地面粗糙度也有關(guān)系， 所以上述試驗(yàn)只是給我們一個(gè)概念。要減小尾流影響，

23、就要增加風(fēng)電機(jī)組之間的距離。這和集中布置的原則是矛盾的。方案比較就要在矛盾中尋求優(yōu)。 一般而言，機(jī)組布置的行距為3D-5D，列距為5D-9D。單行風(fēng)電場的 風(fēng)電機(jī)小列距為3D，多行風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)小列距為5D。風(fēng)向集中的 場址列距可以小一些。風(fēng)向分散的場址列距就要大一些。多行布置時(shí)， 呈梅花形布置尾流影響要小一些。 7、避開障礙物的尾流影響區(qū)。在風(fēng)電場中有時(shí)會碰到障礙物。障礙物的尾流的大小和強(qiáng)弱與其大小和體型有關(guān)。研究表明，對于無限長的障礙物，在障礙物下風(fēng)向40倍障 礙物高度，上方2倍障礙物高度的區(qū)域內(nèi)，是較強(qiáng)的尾流擾動區(qū)。風(fēng)電機(jī)組的布置必須避開這一區(qū)域。 8、滿足風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸條件和安裝

24、條件。在平坦地形條件下，滿足這一原則是很容易的的。在山區(qū)，滿足這一原則經(jīng)常有難度。要根據(jù)所選機(jī)型需要的運(yùn)輸機(jī)械和安裝機(jī)械的要求，機(jī)位附近要有足夠的場地能夠作業(yè)和擺放葉片、塔筒，道路有足夠的坡度、寬度和轉(zhuǎn)彎半徑使運(yùn)輸機(jī)械能到達(dá)所選機(jī)位。 9、視覺上要盡量美觀。在與主風(fēng)能方向平行的方向成列，垂直的方向上成行。行間平行，列距相同。 行距大于列距發(fā)電量較高，但等距布置在視覺上較好。追求視覺上的美觀，會損 失一定的發(fā)電量，因此在經(jīng)濟(jì)效益和美觀上，也要有一定的平衡。 5.5 風(fēng)電場的布置 風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的排列形式多種多樣，但其中任何一臺 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)不影響或較小影響前、后、左、右的其 他風(fēng)力機(jī)

25、接受大風(fēng)能。 1. 盛行風(fēng)向不變的風(fēng)電場風(fēng)力機(jī)的排列。風(fēng)力機(jī)前后大于7倍風(fēng)輪直徑，左右間隔大于5倍風(fēng)輪直 徑，如圖5.5.1 圖5.4.1盛行風(fēng)向不變的風(fēng)電場風(fēng)力機(jī)的排列 2. 盛行風(fēng)向不定的風(fēng)電場風(fēng)力機(jī)的排列如圖5.5.2 精選文檔 圖5.5..2 盛行風(fēng)向不定的風(fēng)電場風(fēng)力機(jī)的排列 3. 迎風(fēng)山坡的風(fēng)力機(jī)排列。坡上與坡下兩相鄰風(fēng)力機(jī)高度為0.5~1.5倍風(fēng)輪直徑，左 右相距5~7倍風(fēng)輪直徑，如圖5.5.3 圖5.5.3迎風(fēng)山坡的風(fēng)力機(jī)排列 六、參考文獻(xiàn) 1. 2. 唐智 技術(shù)創(chuàng)新視角下的中國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)政策研究[學(xué)位論文]碩士 2010 3.何顯富，盧霞，《風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)、制造與運(yùn)行》，化學(xué)工業(yè)出版社，2009. （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝!） 精選文檔