第一篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片材料的使用方向

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片材料的使用方向

風(fēng)力發(fā)電是新能源中開發(fā)較早、應(yīng)用廣、技術(shù)成熟的可再生清潔能源。首個(gè)發(fā)電風(fēng)場(chǎng)1891年建立于丹麥，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的成熟、制造成本的不斷下降，發(fā)電成本也逐年下降，加上各國政府的政策扶植，自上世紀(jì)70年代世界石油危機(jī)以來，風(fēng)能資源的開發(fā)利用逐步得到發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電從可再生清潔能源中脫穎而出，成為工業(yè)開發(fā)最具價(jià)值的一種新能源，世界風(fēng)電正以迅猛的速度發(fā)展。1994～ 2000年，全世界風(fēng)電裝機(jī)容量年平均增長(zhǎng)率為31％。

葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的關(guān)鍵部件，需要良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能。惡劣的環(huán)境對(duì)葉片的要求有：很好的剛度、最佳的疲勞強(qiáng)度和機(jī)械性能，能經(jīng)受暴風(fēng)等極端惡劣條件的考驗(yàn)，具有好的耐腐蝕、耐紫外線和耐雷擊的性能；發(fā)電成本較低，維護(hù)費(fèi)用低。葉片一般是采用梁殼結(jié)構(gòu)，夾心結(jié)構(gòu)的肋梁，內(nèi)填泡沫塑料外覆玻璃鋼蒙皮的殼體結(jié)構(gòu)形式。葉片的縱梁從葉根至葉尖的截面逐漸變小，以滿足扭曲葉片的要求并減輕葉片重量，即做成等強(qiáng)度梁。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片使用的材料根據(jù)葉片長(zhǎng)度不同而選用不同的復(fù)合材料，目前最普遍采用的是玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂、玻璃纖維增強(qiáng)乙烯基樹脂、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂和碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。

在發(fā)電機(jī)功率確定的條件下，如何提高發(fā)電效率，以獲得最大的風(fēng)能，一直是風(fēng)力發(fā)電追求的目標(biāo)，而風(fēng)能的利用與葉片的形狀、長(zhǎng)度和面積有著密切的關(guān)系，葉片的大小則主要依賴于制造葉片的材料。葉片的材料越輕、強(qiáng)度和剛度越高，葉片有效利用載荷的能力就越強(qiáng)，葉片就可以做得更大，它的風(fēng)能利用能力也就越強(qiáng)。因此，輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性好的復(fù)合材料是目前大型風(fēng)力發(fā)電葉片的首選材料。

在復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電葉片的研究開發(fā)過程中，德國、丹麥等風(fēng)能資源利用較好的國家，針對(duì)大型葉片的材料體系、外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝等方面作了大量的研究開發(fā)工作，并取得了豐碩的成果?？梢葬槍?duì)不同的地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的需要，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案和制造技術(shù)，生產(chǎn)適合不同需求的復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電葉片。

目前商業(yè)化風(fēng)力發(fā)電所用的電機(jī)容量一般為1.5～ 2.0 MW，與之配套的復(fù)合材料葉片長(zhǎng)度為30～ 40米?，F(xiàn)今世界上最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量為5 MW，旋轉(zhuǎn)直徑可達(dá)126米。這是材料、結(jié)構(gòu)和工藝三者完美結(jié)合的成功地體現(xiàn)。

在風(fēng)力發(fā)電的初期階段，由于發(fā)電機(jī)的功率較小，需要的復(fù)合材料葉片尺寸也比較小，葉片質(zhì)量分布的均勻性對(duì)發(fā)電機(jī)和塔座的影響不十分顯現(xiàn)；而且，當(dāng)時(shí)人們對(duì)開模成型工藝時(shí)苯乙烯揮發(fā)給大氣環(huán)境造成的污染，對(duì)操作人員造成的身體危害并未引起足夠的認(rèn)識(shí)。因此，最初的小型復(fù)合材料葉片制造基本采用簡(jiǎn)單易行的手糊成型工藝。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率的不斷提高，安裝發(fā)電機(jī)的塔座和捕捉風(fēng)能的復(fù)合材料葉片做的越來越大。

為了保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，要求葉片的質(zhì)量輕，而且也要求葉片的質(zhì)量分布均勻、外形尺寸準(zhǔn)確。葉片的制造模具是保證以上要求的基礎(chǔ)。大型葉片的外形尺寸與其模具制造有著極其密切的關(guān)系。為了保證復(fù)合材料葉片外形和尺寸精度，葉片長(zhǎng)度越長(zhǎng)，對(duì)模具剛度和強(qiáng)度的要求就越高，模具的重量和成本也會(huì)大幅度地提高。為了降低模具成本，減輕模具重量，大型葉片的模具制造也發(fā)生了很大的變化，由金屬模具向復(fù)合材料模具轉(zhuǎn)變。另外，模具制造的材料與葉片采用了相同的材料，模具材料的熱膨脹系數(shù)與葉片材料基本相同，制造出的葉片的精度和尺寸得到了保證。

另外，生產(chǎn)工藝也發(fā)生了質(zhì)的變化。由最初的手糊成型向著濕法鋪放工藝的轉(zhuǎn)變，逐漸過渡到國內(nèi)現(xiàn)在廣泛使用的增強(qiáng)材料的現(xiàn)場(chǎng)浸漬和預(yù)先浸漬?，F(xiàn)在國際上最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝是所說的干法成型（也稱為閉模成型），即按照設(shè)計(jì)鋪層進(jìn)行層鋪，然后密封型腔，進(jìn)行抽真空注射成型。真空注射成型不僅樹脂含量容易控制，還保證了復(fù)合材料葉片的質(zhì)量均勻分布，而且增強(qiáng)材料鋪設(shè)準(zhǔn)確，基體樹脂在真空壓力的作用下，可以更完全的浸漬增強(qiáng)材料，能有效地發(fā)揮增強(qiáng)材料的性能，提高復(fù)合材料的承載能力。增強(qiáng)材料在大型葉片的制造中也發(fā)生了大的變化，由傳統(tǒng)的玻璃纖維機(jī)織物做骨架，改由用多軸向經(jīng)編織物。多軸向經(jīng)編織物因?yàn)闆]有了織造過程中的纖維彎曲變形，具有很好的強(qiáng)度保持率，同樣的纖維含量可以得到更高的強(qiáng)度?？梢源蟠鬁p輕重量，有較低的生產(chǎn)成本、較高的生產(chǎn)效率。

通常使用的多軸向經(jīng)編織物為-45 °、90 °、+45°和 0°，可以按用途任意變化，使得材料具有一定的各向異性，即材料只在受力點(diǎn)和受力方向上得到增強(qiáng)。多軸向織物是一種多層織物。纖維鋪設(shè)在面內(nèi)不同方向以及沿厚度方向，形成由纖維束構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)。多軸向經(jīng)編織物的特點(diǎn)在于整體性能好、設(shè)計(jì)靈活、拉伸性能和抗撕裂性能好，特別是沿厚度方向紗線的增強(qiáng)，大大提高了層間性能，克服了傳統(tǒng)層合板層間性能差的弱點(diǎn)。織物面內(nèi)任意方向上的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量可以通過縫編紗形成面內(nèi)拉伸各向同性或各向異性。另外，葉片的尺寸增大可以改善風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性，降低成本。葉片長(zhǎng)度從10多年前的7.5m發(fā)展到今天的61m，葉片長(zhǎng)度不斷增加，增強(qiáng)材料的快速發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)，輕質(zhì)高強(qiáng)度的玻璃纖維/碳纖維混雜增強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料會(huì)有到很大的利用空間。使用碳纖維作為增強(qiáng)材料，不僅可以提高葉片的承載能力，由于碳纖維具有導(dǎo)電性，也可以有效地避免雷擊對(duì)葉片造成損傷。

葉片的設(shè)計(jì)和采用的材料決定風(fēng)力發(fā)電葉片的性能和功率，也決定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的價(jià)格。因此，葉片材料的選擇、制造工藝優(yōu)化對(duì)風(fēng)力發(fā)電裝置十分重要。環(huán)境保護(hù)在工業(yè)生產(chǎn)中越來越受到各國政府的重視，復(fù)合材料制造過程中苯乙烯等有機(jī)溶劑的揮發(fā)對(duì)環(huán)境和操作人員產(chǎn)生的不良影響更是越來越引起人們的重視，各國對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害揮發(fā)物有了明確的限制規(guī)定?？梢哉f，是環(huán)保的要求促進(jìn)了生產(chǎn)工藝的發(fā)展，開模工藝向閉模工藝的改進(jìn)，可以大幅度的減少苯乙烯等有機(jī)溶劑的揮發(fā)對(duì)環(huán)境和人體的危害，改善了生產(chǎn)環(huán)境，保護(hù)了大氣環(huán)境。

目前的復(fù)合材料葉片屬于熱固性復(fù)合材料，一般很難自然降解。生產(chǎn)中產(chǎn)生的邊角余料等廢棄物屬于危險(xiǎn)廢棄物，一般的處理方式采用填埋或者燃燒等方法處理，不可以重新利用。日益突出的復(fù)合材料廢棄物對(duì)環(huán)境造成的危害和巨大費(fèi)用，促使各生產(chǎn)廠家開始研究廢棄物的回收和再利用技術(shù)。目前，將復(fù)合材料廢棄物進(jìn)行粉碎后作為填料使用，是值得研究的方向。其余不可以粉碎的廢棄物進(jìn)行燃燒處理，可以利用其熱能。葉片的設(shè)計(jì)使用壽命一般為20年，10幾年后退役復(fù)合材料葉片的處理是個(gè)艱巨的任務(wù)，退役葉片造成的廢棄物是數(shù)量驚人的，回收和再利用可能產(chǎn)生一個(gè)新興行業(yè)，積極研究開發(fā)新型復(fù)合材料葉片——“綠色葉片”是今后發(fā)展的的重要任務(wù)。

第二篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

6．1一般規(guī)定

6.1.1單位工程可按風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、升壓站、線路、建筑、交通五大類進(jìn)行劃分，每個(gè)單位工程是由若干個(gè)分部工程組成的，它具有獨(dú)立的、完整的功能。

6.1.2單位工程完工后，施工單位應(yīng)向建設(shè)單泣提出驗(yàn)收申請(qǐng),單位工程驗(yàn)收領(lǐng)導(dǎo)小組應(yīng)及時(shí)組織驗(yàn)收。同類單位工程完工驗(yàn)收可按完工日期先后分別進(jìn)行，也可按部分或全部同類單位工程一道組織驗(yàn)收。對(duì)于不同類單位工程，如完工日期相近，為減少組織驗(yàn)收次數(shù)，單位工程驗(yàn)收領(lǐng)導(dǎo)小組也可按部分或全部各類單位工程一道組織驗(yàn)收。

6.1.3單位工程完工驗(yàn)收必須按照設(shè)計(jì)文件及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。驗(yàn)收重點(diǎn)是檢查工程內(nèi)在質(zhì)量，質(zhì)監(jiān)部門應(yīng)有簽證意見。

6.1.4單位工程完工驗(yàn)收結(jié)束后，建設(shè)單位應(yīng)向項(xiàng)目法人單位報(bào)告驗(yàn)收結(jié)果，工程合格應(yīng)簽發(fā)單位工程完工驗(yàn)收鑒定(單位工程完工驗(yàn)收鑒定書內(nèi)容與格式參見附錄A)。

6．2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝工程驗(yàn)收

6.2.1每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝工程為一個(gè)單位工程．它由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝、風(fēng)力發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、塔架、電纜、箱式變電站、防雷接地網(wǎng)七個(gè)分部工程組成。各分部工程完工后必須及時(shí)組織有監(jiān)理參加的自檢驗(yàn)收。

6．2．2驗(yàn)收應(yīng)檢查項(xiàng)目?！?、l風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)。

1)基礎(chǔ)尺寸、鋼筋規(guī)格、型號(hào)、鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)及綁扎、混凝土試塊試驗(yàn)報(bào)告及澆注工藝等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2)基礎(chǔ)澆注后應(yīng)保養(yǎng)28天后方可進(jìn)行塔架安裝，塔架安裝時(shí)基礎(chǔ)的強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％。

3)基礎(chǔ)埋設(shè)件應(yīng)與設(shè)計(jì)相符。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝。

1）風(fēng)輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、增速機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)、偏航機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)剎車機(jī)構(gòu)、機(jī)械剎車機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、液壓系

統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部件、系統(tǒng)應(yīng)符合合同中的技

術(shù)要求。． ：

2）液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、齒輪箱等無漏、滲油現(xiàn)象，且油品符合要求，油位應(yīng)正常。

3)機(jī)艙、塔內(nèi)控制柜、電纜等電氣連接應(yīng)安全可靠，相序正確。接地應(yīng)牢固可靠。應(yīng)有防振、防潮、防

磨損等安全措施。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)。

1)各類控制信號(hào)傳感器等零部件應(yīng)齊全完整，連接正

確，無損傷，其技術(shù)參數(shù)、規(guī)格型號(hào)應(yīng)符合合同中的技術(shù)要求。

2)機(jī)組與中央監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備安裝連接應(yīng)符合設(shè)

計(jì)要求。塔架。

1)表面防腐涂層應(yīng)完好無銹色、無損傷。

2)塔架材質(zhì)、規(guī)格型號(hào)、外形尺寸、垂直度、端面平

行度等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

3)塔筒、法蘭焊接應(yīng)經(jīng)探傷檢驗(yàn)并符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4)塔架所有對(duì)接面的緊固螺栓強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

應(yīng)利用專門裝配工具擰緊到廠家規(guī)定舶力矩。檢查

各段塔架法蘭結(jié)合面，應(yīng)接觸良好，符合設(shè)計(jì)要求。

5電纜。

1)在驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)按GB50168的要求進(jìn)行檢查。

2)電纜外露部分應(yīng)有安全防護(hù)措施。

6箱式變電站。

1)箱式變電站的電壓等級(jí)、銘牌出力、回路電阻、油

溫應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2)繞組、套管和絕緣油等試驗(yàn)均應(yīng)遵照GB50150的規(guī)

定進(jìn)行。

3)部件和零件應(yīng)完整齊全，壓力釋放閥、負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)、低壓配電裝置、避雷裝置等電氣和機(jī)械

性能應(yīng)良好，無接觸不良和卡澀現(xiàn)象。

4)冷卻裝置運(yùn)行正常，散熱器及風(fēng)扇齊全。

5)主要表計(jì)、顯示部件完好準(zhǔn)確，熔絲保護(hù)、防爆裝

置和信號(hào)裝置等部件應(yīng)完好、動(dòng)作可靠。

6)一次回路設(shè)備絕緣及運(yùn)行情況良好。

7)變壓器本身及周圍環(huán)境整潔、無滲油，照明良好，標(biāo)志齊全。

7防雷接地網(wǎng)。

1)防雷接地網(wǎng)的埋設(shè)、材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2)連接處焊接牢靠、接地網(wǎng)引出處應(yīng)符合要求，且標(biāo)

志明顯。

3)接地網(wǎng)接地電阻應(yīng)符臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求。

6．2．3驗(yàn)收應(yīng)具備的條件。|

1各分部工程自檢驗(yàn)收必須全部合格，2施工、主要工序和隱蔽工程檢查簽證記錄、分部工程完工驗(yàn)收記錄、缺陷整改情況報(bào)告及有關(guān)設(shè)備、材料、試件的試驗(yàn)報(bào)告等資料應(yīng)齊全完整，并已分類整理完畢。

6．2．4主要驗(yàn)收工作。

l檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、箱式變電站的規(guī)格型號(hào)、技術(shù)性能指標(biāo)及技術(shù)說明書、試驗(yàn)記錄、合格證件、安裝圖紙、備品配件和專用工器具及其清單等。+

2檢查各分部工程驗(yàn)收記錄、報(bào)告及有關(guān)施工中的關(guān)鍵工序和隱蔽工程檢查、簽證記錄等資料。

3按6.2.2的要求檢查工程施工質(zhì)量。

4對(duì)缺陷提出處理意見。

5對(duì)工程作出評(píng)價(jià)。．

6做好驗(yàn)收簽證工作。

6．3升壓站設(shè)備安裝調(diào)試工程驗(yàn)收

6．3．1升壓站設(shè)備安裝調(diào)試單位工程包括主變壓器、高壓電器、低壓電器、母線裝置、盤柜及二次回路接線、低壓配電設(shè)備等的安裝調(diào)試及電纜鋪設(shè)、防雷接地裝置八個(gè)分部工程。各分部工程完工后必須及時(shí)組織有監(jiān)理參加的自檢驗(yàn)收。

6．3．2驗(yàn)收應(yīng)檢查項(xiàng)目。

l主變壓器。

1)本體、冷卻裝置及所有附件應(yīng)無缺陷，且不滲油。

2)油漆應(yīng)完整，相色標(biāo)志正確。

3)變壓器頂蓋上應(yīng)無遺留雜物，環(huán)境清潔無雜物。

4)事故排油設(shè)施應(yīng)完好，消防設(shè)施安全。

5)儲(chǔ)油柜、冷卻裝置、凈油器等油系統(tǒng)上的油門均應(yīng)

打開，且指示正確。

6)接地引下線及其與主接地網(wǎng)的連接應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，接地應(yīng)可靠。．

7)分接頭的位置應(yīng)符合運(yùn)行要求。有載調(diào)壓切換裝置

遠(yuǎn)方操作應(yīng)動(dòng)作可靠，指示位置正確。

8)變壓器的相位及繞組的接線組別應(yīng)符合并列運(yùn)行要

求。

9)測(cè)溫裝置指示正確，整定值符合要求。

10）全部電氣試驗(yàn)應(yīng)合格，保護(hù)裝置整定值符合規(guī)定，操作及聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)正確

11)冷卻裝置運(yùn)行正常，散熱裝置齊全。高、低壓電器。

1)電器型號(hào)、規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2)電器外觀完好，絕緣器件無裂紋，絕緣電阻值符合要求，絕緣良好。

3)相色正確，電器接零、接地可靠。

4)電器排列整齊．連接可靠，接觸良好，外表清潔完

整。

5)高壓電器的瓷件質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)瓷

產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。

6)斷路器無滲油，油位正常。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)正常，無卡澀現(xiàn)象。

7)組合電器及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)應(yīng)正常，無卡澀。

8)開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、輔助開關(guān)及閉鎖裝置應(yīng)

安裝牢靠，動(dòng)作靈活可靠，位置指示正確．無滲漏。

9)電抗器支柱完整，無裂紋，支柱絕緣子的接地應(yīng)良

好。

10)避雷器應(yīng)完整無損，封口處密封良好。

11)低壓電器活動(dòng)部件動(dòng)作靈活可靠．聯(lián)鎖傳動(dòng)裝置動(dòng)

作正確，標(biāo)志清晰。通電后操作靈活可靠，電磁器件

無異常響聲，觸頭壓力，接觸電阻符合規(guī)定。

12)電容器布置接線正確，端子連接可靠。保護(hù)回路完

整，外殼完好無滲油現(xiàn)象，支架外殼接地可靠，室內(nèi)通風(fēng)良好。

13)互感器鄉(xiāng)}觀應(yīng)完整無缺損，油浸式互感器應(yīng)無滲油，油位指示正常，保護(hù)間隙的距離應(yīng)符含規(guī)定，相色 應(yīng)正確，接地良好。

3盤、柜及二次圓路接線。

1)固定和接地應(yīng)可靠，漆層完好、清潔整齊。

2)電器元件齊全完好，安裝位置正確，接線準(zhǔn)確，固

定連接可靠，標(biāo)志齊全清晰，絕緣符合要求。

3)手車開關(guān)柜推入與拉出應(yīng)靈活，機(jī)械閉鎖可靠。

4)柜內(nèi)一次設(shè)備的安裝質(zhì)量符合要求，照明裝置齊全。

5)盤、柜及電纜管道安裝后封堵完好，應(yīng)有防積水、防結(jié)冰、防潮、防雷措施。

6)操作與聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)正確。

7)所有二次回路接線準(zhǔn)確，連接可靠。標(biāo)志齊全清晰，絕緣符合要求。

4母線裝置。

1)金屬加工、配制，螺栓連接、焊接等應(yīng)符合國家現(xiàn)

行標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

2)所有螺栓、墊圈、閉口銷、鎖緊銷、彈簧墊圈、鎖

緊螺母齊全、可靠。

3)母線配制及安裝架設(shè)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，且連接正確．

一接觸可靠。

4)瓷件完整、清潔，軟件和瓷件膠合完整無損，充油

套管無滲油。油位正確。

5)油漆應(yīng)完好，相色正確，接地良好。

5電纜。．

1)規(guī)格符合規(guī)定，排列整齊，無損傷，相色、路徑標(biāo)

志齊全、正確、清晰。

2)電纜終端、接頭安裝牢固，彎曲半徑、有關(guān)距離、接線相序和排列符合要求，接地良好。

3)電纜溝無雜物，蓋板齊全，照明、通風(fēng)、排水設(shè)施、防火措施符合設(shè)計(jì)要求。

4)電纜支架等的金屬部件防腐層應(yīng)完好。低壓配電設(shè)備。

1)設(shè)備柜架和基礎(chǔ)必須接地或接零可靠。

2)低壓成套配電柜、控制柜、照明配龜箱等應(yīng)有可靠的電擊保護(hù)。

3)手車、抽出式配電柜推拉應(yīng)靈活，無卡澀、碰撞現(xiàn)

象。

4)箱(盤)內(nèi)配線整齊，無絞接現(xiàn)象，箱內(nèi)開關(guān)動(dòng)作

靈活可靠。

5)低壓成套配電柜交接試驗(yàn)和箱、柜內(nèi)的裝置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定。

6)設(shè)備部件齊全，安裝連接應(yīng)可靠。防雷接地裝置。

1)整個(gè)接地網(wǎng)外露部分的連接應(yīng)可靠，接地線規(guī)格正

確，防腐層應(yīng)完好，標(biāo)志齊全明顯。

2)避雷針(罩)的安裝位置及高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

3)工頻接地電阻值及設(shè)計(jì)要求的其他測(cè)試參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

6.3.3驗(yàn)收應(yīng)具備的條件。

l各分部工程自查驗(yàn)收必須全部合格。

2倒送電沖擊試驗(yàn)正常，且有監(jiān)理簽證。

3設(shè)備說明書、合格證、試驗(yàn)報(bào)告、安裝記錄、調(diào)度記錄等資料齊全完整。

6．3．4主要驗(yàn)收工作。

l檢查電氣安裝調(diào)試是否符合設(shè)計(jì)要求。

2檢查制造廠提供的產(chǎn)品說明書：試驗(yàn)記錄、合格證件、安裝圖紙、備品備件和專用工具及其清單。

3檢查安裝調(diào)試記錄和報(bào)告、各分部工程驗(yàn)收記錄和報(bào)告及施工中的關(guān)鍵工序和隱蔽工程檢查簽證記錄等資料。

4按6.3.2的要求檢查工程質(zhì)量。

5對(duì)缺陷提出處理意見。

6對(duì)工程作出評(píng)價(jià)。

7做好驗(yàn)收簽證工作。

第三篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片工藝流程

風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片制作工藝流程

傳統(tǒng)能源資源的大量使用帶來了許多的環(huán)境問題和社會(huì)問題，并且其存儲(chǔ)量大大降低，因而風(fēng)能作為一種清潔的可循環(huán)再生的能源，越來越受到世界各國的廣泛關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是接受風(fēng)能的最主要部件，其良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證發(fā)電機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素，其成本約為整個(gè)機(jī)組成本的15%-20%。根據(jù)“風(fēng)機(jī)功價(jià)比法則”，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率與葉片長(zhǎng)度的平方成正比，增加長(zhǎng)度可以提高單機(jī)容量，但同時(shí)會(huì)造成發(fā)電機(jī)的體積和質(zhì)量的增加，使其造價(jià)大幅度增加。并且，隨著葉片的增大，剛度也成為主要問題。為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)力的大功率發(fā)電，既要減輕葉片的重量，又要滿足強(qiáng)度與剛度要求，這就對(duì)葉片材料提出了很高的要求。

碳纖維在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片中的應(yīng)用

葉片材料的發(fā)展經(jīng)歷了木制、鋁合金的應(yīng)用，進(jìn)入了纖維復(fù)合材料時(shí)代。纖維材料比重輕，疲勞強(qiáng)度和機(jī)械性能好，能夠承載惡劣環(huán)境條件和隨機(jī)負(fù)荷，目前最普遍采用的是玻璃纖維增強(qiáng)聚酯（環(huán)氧）樹脂。但隨著大功率發(fā)電機(jī)組的發(fā)展，葉片長(zhǎng)度不斷增加，為了防止葉尖在極端風(fēng)載下碰到塔架，就要求葉片具有更高的剛度。國外專家認(rèn)為，玻璃纖維復(fù)合材料的性能已經(jīng)趨于極限，不能滿足大型葉片的要求，因此有效的辦法是采用性能更佳的碳纖維復(fù)合材料。

1）提高葉片剛度，減輕葉片質(zhì)量

碳纖維的密度比玻璃纖維小約30%，強(qiáng)度大40%，尤其是模量高3～8倍。大型葉片采用碳纖維增強(qiáng)可充分發(fā)揮其高彈輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。荷蘭戴爾弗理工大學(xué)研究表明，一個(gè)旋轉(zhuǎn)直徑為120m的風(fēng)機(jī)的葉片，由于梁的質(zhì)量超過葉片總質(zhì)量的一半，梁結(jié)構(gòu)采用碳纖維，和采用全玻璃纖維的相比，質(zhì)量可減輕40%左右；碳纖維復(fù)合材料葉片剛度是玻璃纖維復(fù)合材料葉片的2倍。據(jù)分析，采用碳纖維／玻璃纖維混雜增強(qiáng)方案，葉片可減輕20％～30％。Vesta Wind System 公司的V90型3.0 MW發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)44m，采用碳纖維代替玻璃纖維的構(gòu)件，葉片質(zhì)量與該公司V80 型2.0MW發(fā)電機(jī)且為39m長(zhǎng)的葉片質(zhì)量相同。同樣是34 m長(zhǎng)的葉片，采用玻璃纖維增強(qiáng)聚脂樹脂時(shí)質(zhì)量為5800kg，采用玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂時(shí)質(zhì)量為5200kg，而采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂時(shí)質(zhì)量只有3800kg。其他的研究也表明，添加碳纖維所制得的風(fēng)機(jī)葉片質(zhì)量比采用玻璃纖維的輕約32%，而且成本下降約16%。

2）提高葉片抗疲勞性能

風(fēng)機(jī)總是處在條件惡劣的環(huán)境中，并且24h處于工作狀態(tài)。這就使材料易于受到損害。相關(guān)研究表明，碳纖維合成材料具有良好的抗疲勞特性，當(dāng)與樹脂材料混合時(shí)，則成為了風(fēng)力機(jī)適應(yīng)惡劣氣候條件的最佳材料之一。

3）使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡,提高風(fēng)能利用效率

使用碳纖維后，葉片質(zhì)量的降低和剛度的增加改善了葉片的空氣動(dòng)力學(xué)性能，減少對(duì)塔和輪軸的負(fù)載，從而使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡，提高能量效率。同時(shí)，碳纖維葉片更薄，外形設(shè)計(jì)更有效，葉片更細(xì)長(zhǎng)，也提高了能量的輸出效率。

4）可制造低風(fēng)速葉片

碳纖維的應(yīng)用可以減少負(fù)載和增加葉片長(zhǎng)度，從而制造適合于低風(fēng)速地區(qū)的大直徑風(fēng)葉，使風(fēng)能成本下降。

5）可制造自適應(yīng)葉片

葉片裝在發(fā)電機(jī)的輪軸上，葉片的角度可調(diào)。目前主動(dòng)型調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)速為13～15m/s(29～33英里/h)，當(dāng)風(fēng)速超過時(shí)，則調(diào)節(jié)風(fēng)葉斜度來分散超過的風(fēng)力，防止對(duì)風(fēng)機(jī)的損害。斜度控制系統(tǒng)對(duì)逐步改變的風(fēng)速是有效的。但對(duì)狂風(fēng)的反應(yīng)太慢了，自適應(yīng)的各向異性葉片可幫助斜度控制系統(tǒng)，在突然的、瞬間的和局部的風(fēng)速改變時(shí)保持電流的穩(wěn)定。自適應(yīng)葉片充分利用了纖維增強(qiáng)材料的特性，能產(chǎn)生非對(duì)稱性和各向異性的材料，采用彎曲/扭曲葉片設(shè)計(jì)，使葉片在強(qiáng)風(fēng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)可減少瞬時(shí)負(fù)載。美國Sandia National Laboratories致力于自適應(yīng)葉片研究，使1.5MW風(fēng)機(jī)的發(fā)電成本降到4.9美分/(kW?h)，價(jià)格可和燃料發(fā)電相比。

6）利用導(dǎo)電性能避免雷擊 利用碳纖維的導(dǎo)電性能，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效地避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷。

7）降低風(fēng)力機(jī)葉片的制造和運(yùn)輸成本

由于減少了材料的應(yīng)用，所以纖維和樹脂的應(yīng)用都減少了，葉片變得輕巧，制造和運(yùn)輸成本都會(huì)下降，可縮小工廠的規(guī)模和運(yùn)輸設(shè)備。

8）具有振動(dòng)阻尼特性

碳纖維的振動(dòng)阻尼特性可避免葉片自然頻率與塔架短頻率間發(fā)生任何共振的可能性。

葉片制造工藝及流程

2.1 三維編織體/VARTM 技術(shù)

2.1.1 材料選擇

目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片基本上是由聚酯樹脂、乙烯基樹脂和環(huán)氧樹脂等熱固性基體樹脂與玻璃纖維、碳纖維等增強(qiáng)材料，通過手工鋪放、樹脂注入成型工藝復(fù)合而成。對(duì)同一種基體樹脂，采用玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制造的葉片的強(qiáng)度和剛度的性能要差于采用碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制造的葉片的性能。隨著葉片長(zhǎng)度不斷增加，葉片對(duì)增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和剛性等性能也提出了新的要求，從而對(duì)玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度和模量也提出了更高的要求。為了保證葉片能夠安全的承擔(dān)風(fēng)溫度等外界載荷，大型風(fēng)機(jī)葉片可以采用玻璃纖維／碳纖維混雜復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，尤其是在翼緣等對(duì)材料強(qiáng)度和剛度要求較高的部位，則使用碳纖維作為增強(qiáng)材料。這樣，不僅可以提高葉片的承載能力，由于碳纖維具有導(dǎo)電性，也可以有效地避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷。華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司與上海玻璃鋼研究院有限公司合作，成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適用于大型風(fēng)機(jī)葉片的復(fù)合材料——高性能環(huán)氧乙烯基酯樹脂。高性能環(huán)氧乙烯基酯樹脂黏結(jié)性能良好，力學(xué)性能優(yōu)異，收縮率低，成本較低。2.1.2 三維編織

增強(qiáng)材料預(yù)成型加工方法有: 手工鋪層、編織法、針織法、熱成型連續(xù)原絲氈法、預(yù)成型定向纖維氈法、CompForm 法和三維編織技術(shù)等。

編織法過去大多采用經(jīng)緯交織的機(jī)織物來制作玻/碳纖維基布材料，從承載狀態(tài)上來考慮采用經(jīng)編織物作為增強(qiáng)復(fù)合材料的基布比經(jīng)緯交織的機(jī)織物具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。如圖1所示：

圖

1、經(jīng)編織物結(jié)構(gòu)圖

這類軸向織物由于承受載荷的紗線系統(tǒng)按要求排列并綁縛在一起，因此能夠處于最佳的承載狀態(tài)。另一方面，由于機(jī)織物中的紗線呈波浪形彎曲，再加上紗線自身的捻度，使其模量、拉伸強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度都有一定的損失。而軸向技術(shù)使得織物的紗線層能按照特定的方向伸直取向，故每根纖維力學(xué)理論值的利用率幾乎能達(dá)到100%。此外，軸向織物的紗線層層鋪疊，按照不同的強(qiáng)度和剛度要求，可以在織物的同一層或不同層采用不同種類的纖維材料，如玻璃纖維、碳纖維或碳/?；祀s纖維，再按照編織點(diǎn)由編織紗線將其綁縛在一起。

除了經(jīng)編軸向織物外, 還可以利用緯編綁縛系統(tǒng)開發(fā)緯編軸向織物, 如圖2所示：

圖

2、緯編織物結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)經(jīng)緯編結(jié)構(gòu)的特性, 緯編軸向織物較經(jīng)編綁縛結(jié)構(gòu)具有更好的可成型性, 因此在風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有極好的應(yīng)用前景。

三維編織技術(shù)的發(fā)展是因?yàn)閱蜗蚧蚨蛟鰪?qiáng)材料所制得的復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度低,抗沖擊性差, 不能用作主受力件。采用三維編織技術(shù)不僅能直接編織復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀的不分層整體編織物,從根本上消除鋪層。三維編織復(fù)合材料采用了三維編織技術(shù),其纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在空間上呈網(wǎng)狀分布,可以定制增強(qiáng)體的形狀,制成的材料渾然一體,不存在二次加工造成的損傷, 因此這種材料不僅具備傳統(tǒng)復(fù)合材料所具有的高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)點(diǎn),還具有高損傷容限和斷裂韌性以及耐沖擊、不分層、抗開裂和耐疲勞等特點(diǎn)。按編織工藝分,常見的編織材料可分為四步編織法、二步編織法和多層聯(lián)鎖編織法等3類。其中四步編織法發(fā)明最早,應(yīng)用最廣。按編織預(yù)制件的橫截面形狀,三維編織方法可分為矩形編織、圓形編織和異形編織3大類, 其中矩形編織工藝適合編織矩形和板狀材料的增強(qiáng)體, 而圓形編織適合編織圓形和管型材料的增強(qiáng)體, 異形編織則用于編織各種特殊形狀的增強(qiáng)體。只要織物的結(jié)構(gòu)形狀是由矩形組合或是圓或圓的某一部分組合而成,就可以用編織方法一次成型。樹脂傳遞模塑法簡(jiǎn)稱RTM法，是首先在模具型腔中鋪放好按性能和結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)的增強(qiáng)材料預(yù)成型體,采用注射設(shè)備通過較低的成型壓力將專用低粘度樹脂體系注入閉合式型腔, 由排氣系統(tǒng)保證樹脂流動(dòng)順暢, 排出型腔內(nèi)的全部氣體和徹底浸潤(rùn)纖維, 由模具的加熱系統(tǒng)使樹脂等加熱固化而成型為 FRP構(gòu)件。RTM 工藝屬于半機(jī)械化的 FRP成型工藝, 特別適宜于一次整體成型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,無需二次粘接。與手糊工藝相比,這種工藝具有節(jié)約各種工裝設(shè)備、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于采用低粘度樹脂浸潤(rùn)纖維以及加溫固化工藝,復(fù)合材料質(zhì)量高, 且 RTM工藝生產(chǎn)較少依賴工人的技術(shù)水平,工藝質(zhì)量?jī)H僅依賴于預(yù)先確定好的工藝參數(shù), 產(chǎn)品質(zhì)量易于保證,廢品率低，工藝流程如圖4所示。

圖

4、RTM工藝流程圖

注膠壓力的選擇一直是 RTM 成型工藝中一個(gè)有爭(zhēng)議的問題。低壓注膠可促進(jìn)樹脂對(duì)纖維表面的浸潤(rùn);高壓注膠可排出殘余空氣,縮短成型周期,降低成本。加大注膠壓力可提高充模速度和纖維滲透率。所以有人贊成在樹脂傳遞初期使用低壓以使樹脂較好地浸潤(rùn)纖維, 而當(dāng)模具型腔中已基本充滿樹脂時(shí)使用較大壓力以逐出殘余空氣。但壓力不能太大, 否則會(huì)引起預(yù)成型坯發(fā)生移動(dòng)或變形。

注膠溫度取決于樹脂體系的活性期和達(dá)到最低粘度的溫度。在不至于過大縮短樹脂凝膠時(shí)間的前提下, 為了使樹脂能夠?qū)w維進(jìn)行充分的浸潤(rùn),注膠溫度應(yīng)盡量接近樹脂達(dá)到最低粘度的溫度。溫度過高會(huì)縮短樹脂的活性期，影響樹脂的化學(xué)性質(zhì),進(jìn)而可能影響到制品的力學(xué)性能;溫度過低會(huì)使樹脂粘度增大,壓力升高,也阻礙了樹脂正常滲入纖維的能力。注射溫度和模具預(yù)熱溫度的選擇要結(jié)合增強(qiáng)體的特性及模具中的纖維量等綜合考慮。

RTM 工藝的技術(shù)含量高, 無論是模具設(shè)計(jì)和制造、增強(qiáng)材料的設(shè)計(jì)和鋪放、樹脂類型的選擇與改性、工藝參數(shù)(如注塑壓力、溫度、樹脂粘度等)的確定與實(shí)施,都需要在產(chǎn)品生產(chǎn)之前通過計(jì)算機(jī)模擬分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來確定。

2.1.4 VARTM工藝

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已開發(fā)出多種較先進(jìn)的工藝，如預(yù)浸料工藝、機(jī)械浸漬工藝及真空輔助灌注工藝。真空輔助灌注成型工藝是近幾年發(fā)展起來的一種改進(jìn)的 RTM工藝。它多用于成型形狀復(fù)雜的大型厚壁制品。真空輔助是在注射樹脂的同時(shí), 在排氣口接真空泵,一邊注射一邊抽真空, 借助于鋪放在結(jié)構(gòu)層表面的高滲透率的介質(zhì)引導(dǎo)將樹脂注入到結(jié)構(gòu)層中。這樣不僅增加了樹脂傳遞壓力,排除了模具及樹脂中的氣泡和水分,更重要的是為樹脂在模具型腔中打開了通道, 形成了完整通路。另外, 無論增強(qiáng)材料是編織的還是非編織的,無論樹脂類型及粘度如何, 真空輔助都能大大改善模塑過程中纖維的浸潤(rùn)效果。所以, 真空輔助RTM(VARTM)工藝能顯著減少最終制品中夾雜物和氣泡的含量, 就算增大注入速度也不會(huì)導(dǎo)致孔隙含量增加,從而提高制品的成品率和力學(xué)性能。

用真空灌注工藝生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料存在困難。碳纖維比玻纖更細(xì)，表面更大，更難有效浸漬，適用的樹脂粘度更低。SP公司的SPRINT工藝技術(shù)就采用樹脂膜交替夾在碳纖維中，經(jīng)加熱和真空使樹脂向外滲透。樹脂沿鋪層的厚度方向浸漬，浸漬快且充分，同時(shí)采用真空加速樹脂的流動(dòng)。

2.2 葉片復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

2.2.1 常規(guī)制備流程

1)制造外殼和主梁外殼由玻璃鋼在模具內(nèi)進(jìn)行制造，主梁在真空袋中高溫澆注而成；

2)安置模具，在模具內(nèi)噴涂膠衣樹脂，形成葉片的保護(hù)表面；

3)把外殼放入模具中，并鋪覆玻璃纖維；

4)安裝主梁，起到支撐作用；

5)安裝泡沫材料；

6)在泡沫材料上鋪覆玻璃纖維；

7)在玻璃纖維和泡沫材料上鋪放真空膜； 8)灌注樹脂，并進(jìn)行高溫真空澆注；

9)取下真空膜；

10)用相同方法制成另外一半殼體；

12)安裝腹板(腹板為夾層結(jié)構(gòu))；

13)安裝避雷裝置等；

14)安置主模具，在殼體邊緣和腹板上涂膠粘劑，粘合兩殼體；

15)加熱，使玻璃纖維更硬；

16)葉片脫模，進(jìn)行最終加工(切割和打磨)。

模具由符合材料制作而成，這樣模具更輕，剛度更高。另外，用同種材料制造的葉片和其模具在灌注樹脂時(shí)對(duì)溫升的反應(yīng)相同。

2.2.2 加入碳纖維改進(jìn)

隨著葉片長(zhǎng)度的增加，對(duì)材料剛度提出了更高的要求。玻璃纖維復(fù)合材料的性能已經(jīng)達(dá)到應(yīng)用極限，不能有效滿足材料要求，因此碳纖維在風(fēng)機(jī)葉片中的應(yīng)用逐年增加。但是由于碳纖維比玻璃纖維昂貴，采用100%的碳纖維制造葉片從成本上來說是不合算的。目前國外碳纖維主要是和玻璃纖維混合使用，碳纖維只是用到一些關(guān)鍵的部分。碳纖維在葉片中應(yīng)用的主要部位有，如圖5所示：

1)橫梁，尤其是橫梁蓋。

2)前后邊緣，除了提高剛度和降低重量外，還起到避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷。

3)葉片的表面，采用具有高強(qiáng)度特性的碳纖維片材。

采用三維四步編織術(shù)，主體使用GFR,在圖5所示的5、6、7、8區(qū)域軸向加入CFR,織出與模具形狀一致的預(yù)制件。將預(yù)制件固定在模具中，采用VARTM的方式注入樹脂。市場(chǎng)投資區(qū)域選擇

1）位于長(zhǎng)江三角洲東北翼的如東，東枕黃海，南臨長(zhǎng)江，西接蘇中腹地，北連歐亞大陸橋，沿途一百多公里海岸線，灘涂廣袤，擁有豐富的風(fēng)能，如東近海岸帶70米高處平均風(fēng)速每秒7.2米，淺海灘涂70米高處平均風(fēng)速每秒7.5米，灘涂廣闊，環(huán)境空曠，把風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電流，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的條件得天獨(dú)厚。

2）江蘇省如東風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)是亞洲最大的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、中國風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域第一個(gè)國家特許示范項(xiàng)目。如東的綠色能源產(chǎn)業(yè)正不斷做大，已獲得國家發(fā)改委授予的“綠色能源示范縣”榮譽(yù)稱號(hào)。

3）港口帶動(dòng)濱江臨海新經(jīng)濟(jì)

目前，洋口港開發(fā)建設(shè)已正式啟動(dòng)，隨著大港經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)以及如東綠色能源的吸引，石化產(chǎn)業(yè)，冶金及鐵礦石、煤炭中轉(zhuǎn)儲(chǔ)運(yùn)，造船、物流等一大批沿海投資熱點(diǎn)項(xiàng)目將逐一實(shí)現(xiàn)，大港的巨大優(yōu)勢(shì)勢(shì)必引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)風(fēng)潮，而風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)項(xiàng)目的開發(fā)也必然會(huì)給江蘇乃至整個(gè)沿海經(jīng)濟(jì)新一輪騰飛帶來巨大的支撐。

（a）四步編織過程（b）材料結(jié)構(gòu)

圖

3、四步編織法

四步編織法發(fā)明之初, 所有的紗線都參加編織運(yùn)動(dòng),且全部編織紗都在空間 3個(gè)方向內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng), 因此這種編織方法是一種真正的三維編織工藝。具體編織過程如圖3（a）所示,在一個(gè)編織周期中,編織紗沿著正交的2個(gè)方向依次進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng), 一個(gè)完整的編織周期中攜紗器需要完成 4個(gè)動(dòng)作, 因此被稱為四步法。如圖3（b）所示,由于結(jié)構(gòu)中所有紗線在空間中的分布只有4 個(gè)不同的方向,因此制成的復(fù)合材料被稱為三維四向編織復(fù)合材料。

針對(duì)三維編織物的特點(diǎn), RTM 工藝是三維編織復(fù)合材料成型的最有效方法。根據(jù)三維編織物的形狀制成模具,將預(yù)成型坯裝入模腔,此時(shí)同時(shí)控制了纖維體積含量和制品形狀;預(yù)成型坯中纖維束間的空隙為樹脂傳遞提供了通道, 而且三維編織體很好的整體性提高了預(yù)成型坯耐樹脂沖刷的能力。

2.1.3 RTM工藝

第四篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

20世紀(jì)90年代，L.Xu, Bhowink, Machromoum, R.Pena等學(xué)者對(duì)雙饋電機(jī)在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了理論、仿真分析和試驗(yàn)研究，為雙饋電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用打下了理論基礎(chǔ)。同時(shí)，電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，使得采用電力電子元件(IGBT等)和脈寬調(diào)制(PWM)控制的變流技術(shù)在雙饋電機(jī)控制系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，這大大促進(jìn)了雙饋電機(jī)控制技術(shù)在風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。八十年代以后，功率半導(dǎo)體器件發(fā)展的主要方向是高頻化、大功率、低損耗和良好的可控性，并在交流調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，使其控制性能可以和直流電機(jī)媲美。九十年代微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，加速了雙饋電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用步伐。近十年來是雙饋電機(jī)最重要的發(fā)展階段，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已由基本控制技術(shù)向優(yōu)化控制策略方向發(fā)展。其勵(lì)磁控制系統(tǒng)所用變流裝置主要有交交變流器和交直交變流器兩種結(jié)構(gòu)形式:(1)交交變流器的特點(diǎn)是容量大，但是輸出電壓諧波多，輸入側(cè)功率因數(shù)低，使用功率元件數(shù)量較多。(2)采用全控電力電子器件的交直交變流器可以有效克服交交變流器的缺點(diǎn)，而且易于控制策略的實(shí)現(xiàn)和功率雙向流動(dòng)，非常適用于變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的勵(lì)磁控制。

為了改善發(fā)電系統(tǒng)的性能，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁控制策略進(jìn)行了較深入的研究，主要為基于各種定向方式的矢量控制策略和直接轉(zhuǎn)矩控制策略。我國科研機(jī)構(gòu)從上世紀(jì)九十年代開始了對(duì)變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)的研究，但大多數(shù)研究還僅限于實(shí)驗(yàn)室，只有部分研究成果在中，在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用。因此，加快雙饋機(jī)組的勵(lì)磁控制技術(shù)的研究進(jìn)度對(duì)提高我國風(fēng)電機(jī)組自主化進(jìn)程具有重要意義。

除了上面提到的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)勵(lì)磁控制技術(shù)研究以外，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還有許多研究熱點(diǎn)包括:

(I)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的軟并網(wǎng)軟解列研究

軟并網(wǎng)和軟解列是目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)重要部分。一般的，當(dāng)電網(wǎng)容量比發(fā)電機(jī)的容量大得多的時(shí)候，可以不考慮發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的沖擊電流，鑒于目前并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組已經(jīng)發(fā)展到兆瓦級(jí)水平，所以必須要限制發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)和解列時(shí)候的沖擊電流，做到對(duì)電網(wǎng)無沖擊或者沖擊最小。

(2)無速度傳感器技術(shù)在雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的研究

近年，雙饋電機(jī)的無位置以及無速度傳感器控制成了風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，在雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中需要知道電機(jī)轉(zhuǎn)速以及位置信息，但是速度以及位置傳感器的采用提高了成本并且?guī)砹艘恍┎槐?。理論上可以通過電機(jī)的電壓和電流實(shí)時(shí)計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)無速度傳感器控制。如果采用無傳感器控就可以使發(fā)電機(jī)和逆變器之間連線消除，降低了系統(tǒng)成本，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。

(3)電網(wǎng)故障狀態(tài)下風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不間斷運(yùn)行等方面

并網(wǎng)型雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的定子繞組連接電網(wǎng)上，在運(yùn)行過程中，各種原因引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)、跌落甚至短路故障會(huì)影響發(fā)電機(jī)的不間斷運(yùn)行。電網(wǎng)發(fā)生突然跌落時(shí)，發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生較高的瞬時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率，可能造成發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械損壞或熱損壞，所以三相電網(wǎng)電壓突然跌落時(shí)的系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行控制策略的研究是目前研究焦點(diǎn)問題之一。

此外，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定以及無功極限方面也是目前研究的熱點(diǎn)。

在大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，經(jīng)常需要把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接入電力系統(tǒng)并列運(yùn)行。發(fā)電機(jī)并網(wǎng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的“起點(diǎn)”，也是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠良好運(yùn)行的前提。其主要要求是限制發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)時(shí)的瞬變電流，避免對(duì)電網(wǎng)造成過大的沖擊，并網(wǎng)過程是否平穩(wěn)直接關(guān)系到含風(fēng)電電網(wǎng)的穩(wěn)定性和發(fā)電機(jī)的安全性。當(dāng)電網(wǎng)的容量比發(fā)電機(jī)的容量大的多(大于25倍)的時(shí)候，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流可以不考慮。但風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量越來越大，目前己經(jīng)發(fā)展到兆瓦級(jí)水平，機(jī)組并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊已經(jīng)不能忽視。比較嚴(yán)重的后果不但會(huì)引起電網(wǎng)電壓的大幅下降，而且還會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)組各部件造成損害;而且，長(zhǎng)時(shí)間的并網(wǎng)沖擊，甚至還會(huì)造成電力系統(tǒng)的解列以及威脅其它發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

因此必須通過合適的發(fā)電機(jī)并網(wǎng)方式來抑制并網(wǎng)沖擊電流。

目前，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的方式主要有兩種，一種被稱為準(zhǔn)同期方式，另一種被稱為自同期方式。準(zhǔn)同期方式是將已經(jīng)勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)在達(dá)到同期條件后并入電網(wǎng);自同期方式則是將沒有被勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)在達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)并入電網(wǎng)，隨即給發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，接著轉(zhuǎn)子被拉入同步。自同期方式由于當(dāng)發(fā)電機(jī)合閘時(shí)，沖擊電流較大，母線電壓跌落較多而很少采用。因此，現(xiàn)在發(fā)電機(jī)的主要并網(wǎng)方式為準(zhǔn)同期方式，它能控制發(fā)電機(jī)快速滿足準(zhǔn)同期條件，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、安全并網(wǎng)。

異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)

異步發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行時(shí)，由于靠轉(zhuǎn)差率來調(diào)整負(fù)荷，其輸出的功率與轉(zhuǎn)速近乎成線性關(guān)系，因此對(duì)機(jī)組的調(diào)速要求不像同步發(fā)電機(jī)那么嚴(yán)格精確，不需要同步設(shè)備和整步操作，只要轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)就可并網(wǎng)。但異步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)也存在一些問題。例如直接并網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生過大的沖擊電流(約為異步發(fā)電機(jī)額定電流的4～7倍)，并使電網(wǎng)電壓瞬時(shí)下降。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電機(jī)容量的不斷增大，這種沖擊電流對(duì)發(fā)電機(jī)自身部件的安全以及對(duì)電網(wǎng)的影響也愈加嚴(yán)重。過大的沖擊電流，有可能使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)連接的主回路中自動(dòng)開關(guān)斷開;而電網(wǎng)電壓的較大幅度下降；則可能會(huì)使低壓保護(hù)動(dòng)作，從而導(dǎo)致異步發(fā)電機(jī)根本不能并網(wǎng)。另外，異步發(fā)電機(jī)還存在著本身不能輸出無功功率、需要無功補(bǔ)償、過高的系統(tǒng)電壓會(huì)造成發(fā)電機(jī)磁路飽和等問題。

目前，國內(nèi)外采用異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)方式主要有以下幾種。

(1)直接并網(wǎng)方式

這種并網(wǎng)方法要求并網(wǎng)時(shí)發(fā)電機(jī)的相序與電網(wǎng)的相序相同，當(dāng)風(fēng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速(90%一100%)時(shí)即可完成自動(dòng)并網(wǎng)，見圖(2-6)所示，自動(dòng)并網(wǎng)的信號(hào)由測(cè)速裝置給出，然后通過自動(dòng)空氣開關(guān)合閘完成并網(wǎng)過程。這種并網(wǎng)方式比同步發(fā)電機(jī)的準(zhǔn)同步并網(wǎng)簡(jiǎn)單，但并網(wǎng)瞬間存在三相短路現(xiàn)象，并網(wǎng)沖擊電流達(dá)到4～5倍額定電流，會(huì)引起電力系統(tǒng)電壓的瞬時(shí)下降。這種并網(wǎng)方式只適合用于發(fā)電機(jī)組容量較小或與大電網(wǎng)相并的場(chǎng)合。

(2)準(zhǔn)同期并網(wǎng)方式

與同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并網(wǎng)方式相同，在轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，先用電容勵(lì)磁，建立額定電壓，然后對(duì)已勵(lì)磁建立的發(fā)電機(jī)電壓和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)和校正，使其與系統(tǒng)同步。當(dāng)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、相位與系統(tǒng)一致時(shí)，將發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行，見圖(2-7)所示。采用這種方式，若按傳統(tǒng)的步驟經(jīng)整步到同步并網(wǎng)，則仍須要高精度的調(diào)速器和整步、同期設(shè)備，不僅要增加機(jī)組的造價(jià)，而且從整步達(dá)到準(zhǔn)同步并網(wǎng)所花費(fèi)的時(shí)間很長(zhǎng)，這是我們所不希望的。該并網(wǎng)方式合閘瞬間盡管沖擊電流很小，但必須控制在最大允許的轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)運(yùn)行，以免造成網(wǎng)上飛車。

(3)降壓并網(wǎng)方式

降壓并網(wǎng)是在異步發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間串接電阻或電抗器或者接入自禍變壓器，以便達(dá)到降低并網(wǎng)合閘瞬間沖擊電流幅值及電網(wǎng)電壓下降的幅度。因?yàn)殡娮琛㈦娍蛊鞯仍墓β?，在發(fā)電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后必須將其迅速切除。顯然這種并網(wǎng)方法的經(jīng)濟(jì)性較差。

(4)晶閘管軟并網(wǎng)方式

這種并網(wǎng)方式是在異步發(fā)電機(jī)定子與電網(wǎng)之間通過每相串入一只雙向晶閘管連接起來，來對(duì)發(fā)電機(jī)的輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。雙向晶閘管的兩端與并網(wǎng)自動(dòng)開關(guān)K2的動(dòng)合觸頭并聯(lián)，如圖2-9所示。

接入雙向晶閘管的目的是將發(fā)電機(jī)并網(wǎng)瞬間的沖擊電流控制在允許的限度內(nèi)。圖(2-9)示出軟并網(wǎng)裝置的原理。通過采集US和IS的幅值和相位，對(duì)晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行控制。具體的并網(wǎng)過程是:當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接收到由控制系統(tǒng)微處理機(jī)發(fā)出的啟動(dòng)命令后，先檢查發(fā)電機(jī)的相序與電網(wǎng)的相序是否一致，若相序正確，則發(fā)出松閘命令，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開始啟動(dòng)；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)(約為99 %-100%同步轉(zhuǎn)速)，雙向晶閘管的控制角同時(shí)由180度到0度逐漸同步打開，與此同時(shí)，雙向晶閘管的導(dǎo)通角則同時(shí)由0度到180度逐漸增大，此時(shí)并網(wǎng)自動(dòng)開關(guān)K2未動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)未閉合，異步發(fā)電機(jī)即通過晶閘管平穩(wěn)地并入電網(wǎng)，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的繼續(xù)升高，電機(jī)的轉(zhuǎn)差率趨于零，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為零時(shí)，雙向晶閘管已全部導(dǎo)通，并網(wǎng)自動(dòng)開關(guān)K2動(dòng)作，短接雙向晶閘管，異步發(fā)電機(jī)的輸出電流將不再經(jīng)雙向晶閘管，而是通過已閉合的自動(dòng)開關(guān)K2流入電網(wǎng)。在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，應(yīng)立即在發(fā)電機(jī)端并入補(bǔ)償電容，將發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)(cos }p)提高到0.95以上。由于風(fēng)速變化的隨機(jī)性，在達(dá)到額定功率前，發(fā)電機(jī)的輸出功率大小是隨機(jī)變化的，因此對(duì)補(bǔ)償電容的投入與切除也需要進(jìn)行控制，一般是在控制系統(tǒng)中設(shè)有幾組容量不同的補(bǔ)償電容，根據(jù)輸出無功功率的變化，控制補(bǔ)償電容的分段投入或切除。這種并網(wǎng)方法的特點(diǎn)是通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，來連續(xù)調(diào)節(jié)加在負(fù)載上的電壓波形，進(jìn)而改變負(fù)載電壓的有效值。目前，采用晶閘管軟切入裝置((SOFT CUT-IN)已成為大型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中不可缺少的組成部分，用于限制發(fā)電機(jī)并網(wǎng)以及大小電機(jī)切換時(shí)的瞬態(tài)沖擊電流，以免對(duì)電網(wǎng)造成過大的沖擊。

晶閘管軟并網(wǎng)技術(shù)雖然是目前一種較為先進(jìn)的并網(wǎng)方法，但它也對(duì)晶閘管器件以及與之相關(guān)的晶閘管觸發(fā)電路提出了嚴(yán)格的要求，即晶閘管器件的特性要一致、穩(wěn)定以及觸發(fā)電路可靠，只有發(fā)電機(jī)主回路中的每相的雙向晶閘管特性一致，并且控制極觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流一致，全開通后壓降相同，才能保證可控硅導(dǎo)通角在0度到180度范圍內(nèi)同步逐漸增大，才能保證發(fā)電機(jī)三相電流平衡，否則會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)

不利。

適合交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)技術(shù)

目前，適合交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)方式主要是基于定子磁鏈定向矢量控制的準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制技術(shù)，包括空載并網(wǎng)方式，獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式，以及孤島并網(wǎng)方式。另外，對(duì)于垂直軸型的雙饋機(jī)組，由于不能自動(dòng)起動(dòng)，所以必須采用“電動(dòng)式”并網(wǎng)方式。下面對(duì)各種并網(wǎng)方式的實(shí)現(xiàn)原理分別給予了簡(jiǎn)要介紹。

(1)空載并網(wǎng)技術(shù)

所謂空載并網(wǎng)就是并網(wǎng)前雙饋發(fā)電機(jī)空載，定子電流為零，提取電網(wǎng)的電壓信息(幅值、頻率、相位)作為依據(jù)提供給雙饋發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)，通過引入定子磁鏈定向技術(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使建立的雙饋發(fā)電機(jī)定子空載電壓與電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值一致。當(dāng)滿足并網(wǎng)條件時(shí)進(jìn)行并網(wǎng)操作，并網(wǎng)成功后控制策略從并網(wǎng)控制切換到發(fā)電控制。如圖(2-10)所示。

（2)獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)技術(shù)

獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)技術(shù)的基本思路為:并網(wǎng)前雙饋電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行(如電阻性負(fù)載)，根據(jù)電網(wǎng)信息和定子電壓、電流對(duì)雙饋電機(jī)和負(fù)載的值進(jìn)行控制，在滿足并網(wǎng)條件時(shí)進(jìn)行并網(wǎng)。獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式的特點(diǎn)是并網(wǎng)前雙饋電機(jī)已經(jīng)帶有獨(dú)立負(fù)載，定子有電流，因此并網(wǎng)控制所需要的信息不僅取自于電網(wǎng)側(cè)，同時(shí)還取自于雙饋電機(jī)定子側(cè)。

負(fù)載并網(wǎng)方式發(fā)電機(jī)具有一定的能量調(diào)節(jié)作用，可與風(fēng)力機(jī)配合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，降低了對(duì)風(fēng)力機(jī)調(diào)速能力的要求，但控制較為復(fù)雜。

(3)孤島并網(wǎng)方式

孤島并網(wǎng)控制方案可分為3個(gè)階段。第一階段為勵(lì)磁階段，見圖(2-12)所示，從電網(wǎng)側(cè)引入一路預(yù)充電回路接交—直—交變流器的直流側(cè)。預(yù)充電回路由開關(guān)K1、預(yù)充電變壓器和直流充電器構(gòu)成。

當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定轉(zhuǎn)速要求后，K1閉合，直流充電器通過預(yù)充電變壓器給交—直—交變流器的直流側(cè)充電。充電結(jié)束后，電機(jī)側(cè)變流器開始工作，供給雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁電流。此時(shí)，控制雙饋電機(jī)定子側(cè)電壓逐漸上升，直至輸出電壓達(dá)到額定值，勵(lì)磁階段結(jié)束。

第二階段為孤島運(yùn)行階段。首先將Kl

斷開，然后啟動(dòng)網(wǎng)側(cè)變流器，使之開始升壓運(yùn)行，將直流側(cè)

升壓到所需值。此時(shí)，能量在網(wǎng)側(cè)變流器，電機(jī)側(cè)變流器以及雙饋電機(jī)之間流動(dòng)，它們共同組成一個(gè)孤島運(yùn)行方式。

第三階段為并網(wǎng)階段。在孤島運(yùn)行階段，定子側(cè)電壓的幅值、頻率和相位都與電網(wǎng)側(cè)相同。此時(shí)閉合開關(guān)K2，電機(jī)與電網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)無沖擊并網(wǎng)。并網(wǎng)后，可通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的槳距角來增加風(fēng)力機(jī)輸入能量，從而達(dá)到發(fā)電的目的。

(4)“由動(dòng)式”并網(wǎng)方式

前面介紹的幾種并網(wǎng)方式都是針對(duì)具有自起動(dòng)能力的水平軸雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的準(zhǔn)同期并網(wǎng)方式，對(duì)于垂直軸型的雙饋機(jī)組(又稱達(dá)里厄型風(fēng)力機(jī))由于不具備自啟動(dòng)能力，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在靜止?fàn)顟B(tài)下的起動(dòng)可由雙饋電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)工況來實(shí)現(xiàn)。

如圖(2-13)所示，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)起動(dòng)在轉(zhuǎn)子繞組與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器之間安裝一個(gè)單刀雙擲開關(guān)K3，在進(jìn)行并網(wǎng)操作時(shí)，首先操作K3將雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子經(jīng)電阻短路，然后閉合K1連接電網(wǎng)與定子繞組。在電網(wǎng)電壓作用下雙饋電機(jī)將以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻方式逐漸起動(dòng)。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子串電阻的大小，可以提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小起動(dòng)電流，從而緩解機(jī)組起動(dòng)過程的暫態(tài)沖擊。當(dāng)雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升并接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流將下降到零。在此條件下，操作K3斷開串聯(lián)電阻后將轉(zhuǎn)子繞組與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器相連接，同時(shí)觸發(fā)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器投入勵(lì)磁。最后在成功投入勵(lì)磁后，調(diào)節(jié)勵(lì)磁使雙饋發(fā)電機(jī)迅速進(jìn)入定子功率或轉(zhuǎn)速控制狀態(tài)，完成機(jī)組起動(dòng)過程。

這種并網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，通過適當(dāng)?shù)捻樞蚩刂凭湍軌驅(qū)崿F(xiàn)不具備自起動(dòng)能力的雙饋發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與并網(wǎng)的需要，如果電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)安裝有“CrowBarProtection”保護(hù)裝置，則通過控制器投切“CrowBar Protection”就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的起動(dòng)與準(zhǔn)同期并網(wǎng)。

空載并網(wǎng)方式并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)不帶負(fù)載，不參與能量和轉(zhuǎn)速的控制，所以為了防止在并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)的能量失衡而引起的轉(zhuǎn)速失控，應(yīng)由原動(dòng)機(jī)來控制發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式并網(wǎng)前接有負(fù)載，發(fā)電機(jī)參與原動(dòng)機(jī)的能量控制，表現(xiàn)在一方面改變發(fā)電機(jī)的負(fù)載，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的能量輸出，另一方面在負(fù)載一定的情況下，改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)，改變能量在電機(jī)內(nèi)部的分配關(guān)系。前一種作用實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)能量的粗調(diào)，后一種實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)能量的細(xì)調(diào)?？梢钥闯?，空載并網(wǎng)方式需要原動(dòng)機(jī)具有足夠的調(diào)速能力，對(duì)原動(dòng)機(jī)的要求較高;獨(dú)立負(fù)載并網(wǎng)方式，發(fā)電機(jī)具有一定的能量調(diào)節(jié)作用，可與原動(dòng)機(jī)配合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，降低了對(duì)原動(dòng)機(jī)調(diào)速能力的要求，但控制復(fù)雜，需要進(jìn)行電壓補(bǔ)償和檢測(cè)更多的電壓、電流量。孤島并網(wǎng)方式是一種近年來才提出的比較新穎的一種并網(wǎng)方式，在并網(wǎng)前形成能量回路，轉(zhuǎn)子變換器的能量輸入由定子提供，降低了并網(wǎng)時(shí)的能量損耗。

其中空載并網(wǎng)方式由于具有控制策略簡(jiǎn)單，控制效果好，而在實(shí)際機(jī)組中廣泛采用，而負(fù)載并網(wǎng)方式、孤島并網(wǎng)方式以及“電動(dòng)式”并網(wǎng)方式由于存在控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)目前仍然停留在理論探索階段。

雙饋發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制與功率控制的切換

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制的目的是對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使建立的DFIG的定子空載電壓與電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、和相位保持一致，當(dāng)滿足并網(wǎng)條件時(shí)進(jìn)行并網(wǎng)操作，并網(wǎng)成功后進(jìn)行最大風(fēng)能追蹤控制

.并網(wǎng)成功后一方面變槳距系統(tǒng)將槳葉節(jié)距角置于0以獲得最佳風(fēng)能利用系數(shù)，與此同時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁系統(tǒng)開始進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power pointTracking,MPPT)控制，以捕獲最大風(fēng)能。并網(wǎng)切換前后控制策略有較大差異，如果直接切換，則控制系統(tǒng)重新從零開始調(diào)節(jié)，必然引起轉(zhuǎn)子電壓的突變，從而造成并網(wǎng)瞬間系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，這種振蕩可能短時(shí)間內(nèi)使系統(tǒng)輸出有很大的偏差，致使控制量超過系統(tǒng)可能的最大允許范圍，容易造成發(fā)電機(jī)損壞，而這在實(shí)際的并網(wǎng)過程中是十分不利的。為此，要達(dá)到發(fā)電機(jī)順利、安全并網(wǎng)的目的還必須實(shí)現(xiàn)控制策略的無擾切換，使轉(zhuǎn)子輸出電壓平穩(wěn)的過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)。

雙饋發(fā)電機(jī)的解列控制

基于雙饋電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，在風(fēng)速達(dá)到最低啟動(dòng)風(fēng)速(切入風(fēng)速)后開始進(jìn)行并網(wǎng)控制使空載定子電壓跟隨電網(wǎng)電壓，風(fēng)電機(jī)組平穩(wěn)的并入電網(wǎng)，運(yùn)行發(fā)電。在風(fēng)力機(jī)并入電網(wǎng)后會(huì)根據(jù)風(fēng)速大小的不同實(shí)施不同的控制策略，包括MPPT控制、恒轉(zhuǎn)速控制及恒功率控制。當(dāng)高于停機(jī)風(fēng)速(切出風(fēng)速)時(shí)，便會(huì)將風(fēng)機(jī)從電網(wǎng)中切出，即解列控制。解列控制的要求是在斷網(wǎng)瞬間定子電流為零。由于在斷網(wǎng)前雙饋電機(jī)實(shí)施恒功率控制，所以在解列控制中一方面要通過變槳距系統(tǒng)將槳葉節(jié)距角刀調(diào)至90，即順槳狀態(tài)，以減少風(fēng)輪吸收的機(jī)械能降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，另一方面通過轉(zhuǎn)子勵(lì)磁系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量逐漸減小到零，從而使得雙饋電機(jī)的定子電流逐漸變化到零，最后在零電流狀態(tài)下與電網(wǎng)脫開，完成軟切出過程。oo

第五篇：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障排除

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風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障排除

伴隨著風(fēng)機(jī)種類和數(shù)量的增加，新機(jī)組的不斷投運(yùn)，舊機(jī)組的不斷老化，風(fēng)機(jī)的日常運(yùn)行維護(hù)也是越來越重要。現(xiàn)在就風(fēng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)作一下探討。

一．運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進(jìn)行控制，一般都由多個(gè)CPU并列運(yùn)行，其自身的抗干擾能力強(qiáng)，并且通過通信線路與計(jì)算機(jī)相連，可進(jìn)行 遠(yuǎn)程控制，這大大降低了運(yùn)行的工作量。所以風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工作就是進(jìn)行遠(yuǎn)程故障排除和運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及故障原因分析。

1．遠(yuǎn)程故障排除風(fēng)機(jī)的大部分故障都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制和自動(dòng)復(fù)位控制。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進(jìn)行雙向保護(hù)，風(fēng)機(jī)設(shè)置了多重保護(hù) 故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動(dòng)復(fù)位的。由于風(fēng)能的不可控制性，所以過風(fēng)速的極限值也可自動(dòng)復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動(dòng) 復(fù)位，如發(fā)電機(jī)溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風(fēng)機(jī)的過負(fù)荷故障也是可自動(dòng)復(fù)位的。除了自動(dòng)復(fù)位的故障以外，其它可遠(yuǎn)程復(fù)位控制故障引起的原因 有以下幾種：

(1)風(fēng)機(jī)控制器誤報(bào)故障；

(2)各檢測(cè)傳感器誤動(dòng)作；

(3)控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運(yùn)行不可靠。

2．運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的情況進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析是風(fēng)電場(chǎng)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可對(duì)運(yùn)行維護(hù)工作進(jìn)行考核 量化，也可對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)，風(fēng)資源的評(píng)估，設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。每個(gè)月的發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，是運(yùn)行工作的重要內(nèi)容之一，其真實(shí)可靠性直接和經(jīng)濟(jì)效益 掛鉤。其主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)的月發(fā)電量，場(chǎng)用電量，風(fēng)機(jī)的設(shè)備正常工作時(shí)間，故障時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)利用小時(shí)，電網(wǎng)停電，故障時(shí)間等。風(fēng)機(jī)的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分 析，可對(duì)風(fēng)機(jī)在提高出力和提高風(fēng)能利用率上提供實(shí)踐依據(jù)。例如，在對(duì)國產(chǎn)化風(fēng)機(jī)的功率曲線分析后，我們對(duì)后三臺(tái)風(fēng)機(jī)的安裝角進(jìn)行了調(diào)節(jié)，降低了高風(fēng)速區(qū)的 出力，提高了低風(fēng)速區(qū)的利用率，減少了過發(fā)故障和發(fā)電機(jī)溫度過高故障，提高了設(shè)備的可利用率。通過對(duì)風(fēng)況數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，我們掌握了各型風(fēng)機(jī)隨季節(jié)變化 的出力規(guī)律，并以此可制定合理的定期維護(hù)工作時(shí)間表，以減少風(fēng)資源的浪費(fèi)。

3．故障原因分析我們通過對(duì)風(fēng)機(jī)各種故障深入的分析，可以減少排除故障的時(shí)間或防止多發(fā)性故障的發(fā)生次數(shù)，減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備完好率和可利用率。如對(duì) 150kW風(fēng)機(jī)偏航電機(jī)過負(fù)荷這一故障的分析，我們得知有以下多種原因?qū)е略摴收系陌l(fā)生，首先機(jī)械上有電機(jī)輸出軸及鍵塊磨損導(dǎo)致過負(fù)荷，偏航滑靴間隙的變 化引起過負(fù)荷，偏航大齒盤斷齒發(fā)生偏航電機(jī)過負(fù)荷，在電氣上引起過負(fù)荷的原因有軟偏模塊損壞，軟偏觸發(fā)板損壞，偏航接觸器損壞，偏航電磁剎車工作不正常 等。又如，在對(duì)Jacobs系列風(fēng)機(jī)控制電壓消失故障分析中，我們采用排除實(shí)驗(yàn)法，將安全鏈當(dāng)中有可能引起該故障的測(cè)量信號(hào)元件用信號(hào)繼電器和短接線進(jìn)行 電路改造，最終將故障原因定位在過速壓力開關(guān)的整定上，將該故障的發(fā)生次數(shù)減少，提高了設(shè)備使用率，減少了閘墊的更換次數(shù)，降低了運(yùn)行成本。

二．維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)是集電氣、機(jī)械、空氣動(dòng)力學(xué)等各學(xué)科于一體的綜合產(chǎn)品，各部分緊密聯(lián)系，息息相關(guān)。風(fēng)力機(jī)維護(hù)的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟(jì)效益 的高低；風(fēng)力機(jī)本身性能的好壞，也要通過維護(hù)檢修來保持，維護(hù)工作及時(shí)有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風(fēng)機(jī)效率。風(fēng)機(jī)維護(hù)可分為定期檢修和日 常排故維護(hù)兩種方式。

1．風(fēng)機(jī)的定期檢修維護(hù)定期的維護(hù)保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持最佳期的狀態(tài)，并延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。定期檢修維護(hù)工作的主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查(包括電氣連接)，各傳動(dòng)部件之間的潤(rùn)滑和各項(xiàng)功能測(cè)試。風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行中時(shí)，各聯(lián)接部件的螺栓長(zhǎng)期運(yùn)行在各種振動(dòng)的合力當(dāng)中，極易使其松動(dòng)，為了不使其 在松動(dòng)后導(dǎo)致局部螺栓受力不

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均被剪切，我們必須定期對(duì)其進(jìn)行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5℃時(shí)，應(yīng)使其力矩下降到額定力矩的80進(jìn)行緊固，并在溫度 高于-5℃后進(jìn)行復(fù)查。我們一般對(duì)螺栓的緊固檢查都安排在無風(fēng)或風(fēng)小的夏季，以避開風(fēng)機(jī)的高出力季節(jié)。風(fēng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)主要有稀油潤(rùn)滑(或稱礦物油潤(rùn)滑)和 干油潤(rùn)滑(或稱潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑)兩種方式。風(fēng)機(jī)的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤(rùn)滑方式，其維護(hù)方法是補(bǔ)加和采樣化驗(yàn)，若化驗(yàn)結(jié)果表明該潤(rùn)滑油已無法再 使用，則進(jìn)行更換。干油潤(rùn)滑部件有發(fā)電機(jī)軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運(yùn)行溫度較高，極易變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護(hù)時(shí)，必須每次都對(duì)其進(jìn)行 補(bǔ)加。另外，發(fā)電機(jī)軸承的補(bǔ)加劑量一定要按要求數(shù)量加入，不可過多，防止太多后擠入電機(jī)繞組，使電機(jī)燒壞。定期維護(hù)的功能測(cè)試主要有過速測(cè)試，緊急停機(jī)測(cè) 試，液壓系統(tǒng)各元件定值測(cè)試，振動(dòng)開關(guān)測(cè)試，扭纜開關(guān)測(cè)試。還可以對(duì)控制器的極限定值進(jìn)行一些常規(guī)測(cè)試。定期維護(hù)除以上三大項(xiàng)以外，還要檢查液壓油位，各 傳感器有無損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。