俄羅斯風(fēng)電暴力美學(xué)--風(fēng)能資源首屈一指，

wumingsheng · 發(fā)表于 2009-7-14 14:40:51

在新能源里締造暴力美學(xué)？

如果說地大物博，俄羅斯這么聲稱的話沒有任何一個人會有異議，大自然賦予了這個北方國度發(fā)展所需要的一切。

她是這個星球上和美國并駕齊驅(qū)的能夠在全領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模科學(xué)研究并全面開花的國家；

她是世界上二個之一的國家，能夠在完全與外界隔絕的情況下實(shí)現(xiàn)科學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域自給能力的國家；

但是在新能源爆發(fā)的時代，她占有全世界最大風(fēng)能資源卻沒有在這個方面大展拳腳，是因?yàn)槭唾Y源豐富，開發(fā)風(fēng)能不經(jīng)濟(jì)？還是？

要是真實(shí)設(shè)計，制造，對于這樣的重工業(yè)化強(qiáng)國，應(yīng)該是沒有問題的。

不過，據(jù)報道在2000年俄羅斯就進(jìn)行了1MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)的開發(fā)。但是從此之后就沒看到其他消息了。

俄羅斯開發(fā)1000KW的風(fēng)力發(fā)電裝置

根據(jù)俄羅斯能源部的訂貨要求.俄羅斯的"ⅱ"部門正在研究開發(fā)容量為1000KW的風(fēng)力發(fā)電裝置.

對該裝置提出的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是:

額定容量為1000KW，額定容量的利用小時數(shù)不少于2500. 額定容量時的計算風(fēng)速為12m/S, 全套設(shè)備的運(yùn)行壽命為25年. 該機(jī)的代號為.1.作為該風(fēng)電裝置.1的中間機(jī)組,首先研制了容量為250的風(fēng)電裝置,其代號為?250.-250的風(fēng)輪較小.與.1的尺寸比例為:2.研制-250的主要任務(wù)是研究和優(yōu)化風(fēng)能向電能轉(zhuǎn)換的過程,風(fēng)電裝置的運(yùn)行問題,以及自動停機(jī)的可能性.

1立軸式和臥軸式對轉(zhuǎn)輪軸為立式和臥式2種結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,立軸結(jié)構(gòu)在動力學(xué)方面還存在問題,進(jìn)行實(shí)際開發(fā)還不成熟,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計之前要求進(jìn)行科研和試驗(yàn),其中包括制造大型樣品.因此,決定風(fēng)電裝置-采用臥軸型式.

1.22漿葉和3漿葉在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計之前,對風(fēng)輪的槳葉數(shù)目進(jìn)行了研究.從空氣動力學(xué)特性方面來看,2個槳葉和3個槳葉風(fēng)輪實(shí)際上沒有太大區(qū)別.只是3槳葉時的性能高2%-3%.然而2槳葉的螺旋槳相對于旋轉(zhuǎn)平面各軸線的慣性矩卻具有不一樣的值.這會引起風(fēng)電裝置的附加動態(tài)負(fù)載,因而就必須采取與此有關(guān)的輔助結(jié)構(gòu)措施.根據(jù)各種因素的綜合考慮,決定采用3槳葉風(fēng)輪.1.3同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)根據(jù)發(fā)電機(jī)部分的結(jié)構(gòu)原理.對于下述2種方案進(jìn)行了研究:即采用同步化異步發(fā)電機(jī)和新研制的磁電型同步發(fā)電機(jī).研究結(jié)果決定將這2種方案都拿到試驗(yàn)風(fēng)輪機(jī)上去實(shí)踐1.4定槳式和轉(zhuǎn)槳式根據(jù)功率的空氣動力學(xué)調(diào)節(jié)方法,研究了下述槳葉方案:定槳式,部分轉(zhuǎn)槳式,完全轉(zhuǎn)槳式.槳葉的選擇應(yīng)當(dāng)滿足訂貨要求,即該風(fēng)電裝置.1應(yīng)能在負(fù)載下自動運(yùn)行,槳葉應(yīng)能調(diào)節(jié),如果選用槳葉不能轉(zhuǎn)動的定槳式.俄羅斯還沒有這方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而且在國外這種容量(1000)等級的風(fēng)電裝置也沒有不采用空氣動力學(xué)控制的.在結(jié)構(gòu)方面.部分轉(zhuǎn)動槳葉式也沒顯示出比整體轉(zhuǎn)動槳葉式有很大的簡化所在初步設(shè)計和施工設(shè)計時采用了整體轉(zhuǎn)動槳葉的方案,而且將風(fēng)輪置于相對于塔架為迎風(fēng)向位置(即風(fēng)輪位于塔架前面)?如果將風(fēng)輪置于塔架后方,當(dāng)通過塔架后背時便會在槳葉上引起附加負(fù)載.塔架參數(shù)的選擇應(yīng)保證使風(fēng)電裝置的固有頻率高于風(fēng)輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率,即塔架應(yīng)制成"剛性"的.141.5僵速式和變速式曾經(jīng)研究了風(fēng)輪為恒速和變速旋轉(zhuǎn)2種方案.如果采用變頻調(diào)速的發(fā)電機(jī),則可以利用具有變速風(fēng)輪的風(fēng)電裝置,其優(yōu)點(diǎn)是在額定模數(shù)情況下,即當(dāng)風(fēng)能利用系數(shù)為最優(yōu)時,風(fēng)輪的工作轉(zhuǎn)速范圍為21-42/;采用變速的風(fēng)電裝置時,其發(fā)電量可以增加9%.因此,根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和各種方案對比,對工業(yè)生產(chǎn)工藝設(shè)備的評價,以及為了減少結(jié)構(gòu)上的危險性,決定選擇采用臥軸布置的3槳葉風(fēng)輪機(jī),具有整體轉(zhuǎn)動槳葉,風(fēng)輪機(jī)為變速運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電裝置.2風(fēng)電裝置的鬣置風(fēng)電裝置.1的外觀見圖1槳葉的安裝角可在液壓作用下通過傳動機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié),槳葉的轉(zhuǎn)角為100..來

自風(fēng)輪的轉(zhuǎn)矩是通過主軸和補(bǔ)償齒式聯(lián)軸器傳遞到三級變速齒輪箱.用于風(fēng)電裝置-1的基本減速器是選自航空工業(yè)的系列產(chǎn)品,是世界上晟大的直升機(jī)1.26(-26)的減速器.該減速器是在電機(jī)制造廠制成的變速齒輪箱的輸出軸裝有補(bǔ)償不同轉(zhuǎn)度的聯(lián)軸器和在電網(wǎng)負(fù)載短路情況下能夠限制扭矩的極限轉(zhuǎn)矩聯(lián)軸器.所采用的制動器為圓盤式.3風(fēng)電裝置的構(gòu)成風(fēng)電裝最主要由以下部件構(gòu)成:風(fēng)輪,塔架,下部開關(guān),功率變換機(jī)組,發(fā)電系統(tǒng),自動控制系統(tǒng),測量和診斷系統(tǒng),風(fēng)況參數(shù)測定系統(tǒng),支撐.轉(zhuǎn)動裝置,信息測量系統(tǒng),輔助的和附加的電氣設(shè)備.3.1風(fēng)輪槳葉圖風(fēng)電裝置-1的外觀風(fēng)電裝置晟重要的結(jié)構(gòu)部件之一就是風(fēng)輪槳葉.整體金屬的槳葉(圖2)是由具有矩形截面的鋼質(zhì)翼粱,鋼架和鋁合金制成的外殼組成.圈2風(fēng)電裝置.1的風(fēng)輪槳葉結(jié)構(gòu)3.2發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)電裝置的有效運(yùn)行在報大程度上取決于發(fā)電系統(tǒng),即發(fā)電系統(tǒng)必須滿足下述要求:①在較寬的風(fēng)速范圍內(nèi)和在它呈現(xiàn)脈動特性情況下都能保證所要求的電能質(zhì)量:②在各種事故情況下都應(yīng)保證發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和可靠性

保證風(fēng)輪的平衡起動和制動;④能夠在風(fēng)15電場的組成中和在自動調(diào)節(jié)工況下運(yùn)行等.發(fā)電系統(tǒng)的第一個方案是采用帶有循環(huán)變流器(晶閘管變頻器)的同步發(fā)電機(jī).這個方案的發(fā)電系統(tǒng)是按照模塊原理形成的(模塊——.250系統(tǒng)的獨(dú)立部分).發(fā)電機(jī)按照高頻(200--001-1)運(yùn)行,由于與所采用的循環(huán)變流器協(xié)同.能夠減小發(fā)電機(jī)部分的重量(此時變速齒輪箱的重量增加了).此外,循環(huán)變流器應(yīng)當(dāng)設(shè)計成全功率的.發(fā)電系統(tǒng)模塊的構(gòu)成擴(kuò)大了風(fēng)電裝置的應(yīng)用范圍和風(fēng)能資源的利用,因?yàn)楦淖兞四K的工作時間.這個方案的優(yōu)點(diǎn)在于它具有很大的柔性調(diào)節(jié)(按轉(zhuǎn)速可達(dá)1:4),這就對整個風(fēng)電裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性有好的影響.發(fā)電系統(tǒng)的第二個方案是采用異步發(fā)電機(jī),此時繞線型轉(zhuǎn)子由晶閘管變頻器供電(按照功率的一半).這個方案的發(fā)電系統(tǒng)可以在系列生產(chǎn)的電氣傳動裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計,因此,便具有一定的通用性和廉價性.3.3自動控村,測量,診斷系統(tǒng)該系統(tǒng)用來在所有運(yùn)行工況下和所有風(fēng)速范圍內(nèi)對風(fēng)電裝置進(jìn)行自動控制.它還通過裝在系統(tǒng)中或結(jié)構(gòu)部件上的傳感器來采集,處理和記錄有關(guān)風(fēng)電裝置系統(tǒng),設(shè)備和結(jié)構(gòu)元件方面的信息.3.4風(fēng)況參數(shù)涮量系統(tǒng)該系統(tǒng)用來保證有關(guān)大氣和風(fēng)流參數(shù)的信息信號的形成,-!控制系統(tǒng)的啟動.以及它本身的子系統(tǒng)的定期檢查.在運(yùn)行時該系統(tǒng)可在高于最小風(fēng)速(5時向控制系統(tǒng)發(fā)出使風(fēng)電裝置起動的一次性指令.3.5信息測量系統(tǒng)該系統(tǒng)裝有試驗(yàn)裝置用來測量,處理,采集和傳遞來自傳感器和系統(tǒng)的信息,并且可以控制功能系統(tǒng)的工作過程或風(fēng)電裝置所有元件的狀態(tài),其方法是通過屏幕顯示和參數(shù)的圖形曲線顯示.3.6功艙系統(tǒng)風(fēng)電裝置-的功能系統(tǒng)可在待機(jī),起動,工作,空載,制動和停機(jī),事故等工況下動作.待機(jī)工況包括風(fēng)況參數(shù)測量系統(tǒng)在內(nèi)的風(fēng)電裝置的所有系統(tǒng)都處于運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)風(fēng)速超過或低于額定風(fēng)速時風(fēng)電裝置便處于這種工況.當(dāng)風(fēng)速符合工作范圍時,便實(shí)施起動工況,此時風(fēng)況參數(shù)測量系統(tǒng)發(fā)出指令接通控制系統(tǒng).控制系統(tǒng)開動自己的計及