风力发电偏航系统
风电偏航系统在风力发电场景中的应用前景与挑战
风电偏航系统在风力发电场景中的应用前景与挑战引言随着可再生能源的快速发展，风力发电成为全球清洁能源中的重要组成部分。
而风电偏航系统作为风力发电机组的核心部件之一，在提高风电场景中发电效率和可靠性方面发挥着至关重要的作用。
本文将探讨风电偏航系统的应用前景以及面临的挑战。
一、风电偏航系统的应用前景1. 提高发电效率风电偏航系统能够根据风机的状态和风向稳定地调整风力发电机组的方向，以最大限度地利用风能。
通过将风轮转向风向，避免了风轮朝向背风方向运行的情况，有效提高发电效率。
该系统的应用能够让风力发电场的发电量大幅增加，从而提高风电行业的竞争力。
2. 改善风电场的可靠性风电偏航系统能够帮助风力发电机组迅速适应风向的变化，以避免出现风轮失速或过速的情况。
这对于确保风力发电机组的稳定运行至关重要。
系统能够精确判断风向，及时调整风轮的角度和转速，保持风力发电机组在合适范围内运行，从而减少故障和维修次数，提高风电场的可靠性。
3. 降低运营成本风电偏航系统的应用可以减少风力发电机组在不良风向条件下的损耗。
通过保持风轮面对风向，降低了不必要的风阻和风力的损失，使得风力发电机组的发电效率更高。
此外，系统能够及时发现机组的工作状态和异常情况，提前预警并进行维护，降低了维修和运营成本。
二、风电偏航系统面临的挑战1. 复杂的环境条件风力发电场场址各异，面临着不同的环境条件。
例如，风力发电机组可能面临高温、低温、高湿度、强风等气候条件。
为了确保风电偏航系统的正常运行，需要选择适应不同环境条件的材料和设计。
同时还需要考虑材料的耐久性和性能稳定性，以保证系统在长期使用中不失效。
2. 复杂的风向变化风向在风力发电场景中是不稳定的，经常发生变化。
风力发电机组需要能够快速准确地判断风向，并随之调整风轮的角度和转速。
然而，由于风向变化的不确定性，系统必须具备高精度的感应和反应能力。
这对于风电偏航系统的传感器和控制器提出了更高的要求。
需要通过精确的算法和高性能硬件来实现。
风力发电机组偏航系统详细介绍
风力发电机组偏航系统详细介绍2012-12-15资讯频道偏航系统的主要作用有两偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一。
使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，个。
以保障风力发其二是提供必要的锁紧力矩，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；被动风力发电机组的偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。
电机组的安全运行。
舵轮常见的有尾舵、偏航指的是依靠风力通过相关机构完成机组风轮对风动作的偏航方式，常见的有主动偏航指的是采用电力或液压拖动来完成对风动作的偏航方式，和下风向三种；通常都采用主动偏航的齿轮驱动对于并网型风力发电机组来说，齿轮驱动和滑动两种形式。
形式。
1．偏航系统的技术要求1.1. 环境条件在进行偏航系统的设计时，必须考虑的环境条件如下：1). 温度；2). 湿度；3). 阳光辐射；雨、冰雹、雪和冰；4).5). 化学活性物质；机械活动微粒；6).盐雾。
风电材料设备7).近海环境需要考虑附加特殊条件。
8).应根据典型值或可变条件的限制，确定设计用的气候条件。
选择设计值时，应考虑几气候条件的变化应在与年轮周期相对应的正常限制范围内，种气候条件同时出现的可能性。
不影响所设计的风力发电机组偏航系统的正常运行。
1.2. 电缆必须使电缆有足够为保证机组悬垂部分电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂失效，电缆悬垂量的多少是根据电缆所允许的扭转角度确定的悬垂量，在设计上要采用冗余设计。
的。
阻尼1.3.偏航系统在机组为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振，阻尼力矩的大小要根据机舱和风轮质量总和的惯性力矩来偏航时必须具有合适的阻尼力矩。
只有在其基本的确定原则为确保风力发电机组在偏航时应动作平稳顺畅不产生振动。
确定。
阻尼力矩的作用下，机组的风轮才能够定位准确，充分利用风能进行发电。
1.4. 解缆和纽缆保护偏航系统的偏航动解缆和纽缆保护是风力发电机组的偏航系统所必须具有的主要功能。
风力发电机组偏航控制系统设计
风力发电机组偏航控制系统设计一、引言二、偏航控制系统的功能偏航控制系统的主要功能是实时监测风向，并控制风轮的转向，使其与风向保持一致。
具体功能包括以下几个方面：1.风向传感器：获取当前的风向信息。
2.控制算法：根据风向传感器的数据计算需要偏航的角度，并输出控制信号。
3.控制执行部分：根据控制信号，驱动偏航装置，使其实现风轮的转向。
三、偏航控制系统的设计要求1.稳定性：偏航控制系统需要保证在各种天气条件下都能稳定工作，即使在强风或恶劣天气下也能可靠控制风轮的转向。
2.灵敏性：系统需要快速响应风向变化，并及时调整风轮的转向，以最大化风能转化效率。
四、偏航控制系统的设计方案1.风向传感器的选取：选择高精度、高灵敏度的风向传感器，能够准确地获取当前的风向信息。
2.控制算法的设计：采用先进的控制算法，如模糊控制、PID控制等，根据当前风向和期望风向之间的差异，计算偏航的角度，并输出控制信号。
3.控制执行部分的设计：根据控制信号，选择合适的偏航装置，如电动执行器或液压执行器，进行风轮的转向控制。
五、偏航控制系统的实施和测试1.系统的实施：根据设计方案，搭建偏航控制系统的实验装置，进行系统的实施和调试。
2.系统的测试和评估：对实施后的偏航控制系统进行测试和评估，包括稳定性测试、灵敏性测试和抗干扰性测试等。
六、偏航控制系统的性能提升方案1.优化风向传感器：选择更高精度、更高灵敏度的风向传感器，以提高系统的测量精度和响应速度。
2.改进控制算法：采用更先进的控制算法，如模型预测控制、自适应控制等，进一步提高系统的控制精度和响应速度。
3.优化控制执行部分：选择更高性能的偏航装置，如脉冲宽度调制执行器等，以提高风轮转向的准确性和稳定性。
七、结论本文详细介绍了风力发电机组偏航控制系统的设计，包括系统的功能、设计要求和设计方案等。
通过实施和测试，可以验证系统的性能，并提出性能提升方案，进一步提高系统的稳定性和效率，为风力发电行业的发展做出贡献。
风力发电机及偏航系统
风力发电机及偏航系统引言：风力发电是一种利用风能将其转化为电能的发电方式。
它是一种环保、可再生的能源，可以帮助减少对传统化石燃料的依赖，并减少排放。
风力发电机是风力发电的核心设备，而偏航系统是确保风力发电机能够高效运行的关键部件。
本文将从风力发电机的原理、构造和工作原理以及偏航系统的功能、原理和优化等方面进行阐述，以帮助读者更好地理解风力发电机及偏航系统的工作原理与应用。
一、风力发电机1.原理2.构造3.工作原理当风力吹过风力发电机的叶片时，叶片产生升力，并形成一个扭转力矩。
这个扭转力矩通过轴传递给发电机，进而带动发电机转子旋转。
转子内部的磁场与绕组相互作用，产生感应电动势，从而产生电能。
二、偏航系统1.功能偏航系统是风力发电机中的重要部分，其主要功能是使风力发电机始终面向风向，以利用风能的最大化。
偏航系统可以通过调整发电机的方向来适应风的变化，确保叶片始终相对于风的方向。
2.原理偏航系统通常由风向传感器、控制器和驱动器等组成。
风向传感器负责感知风的方向，控制器根据风向数据和预设参数进行判断和计算，驱动器则通过调整发电机的方向来控制风力发电机的偏航。
3.优化为了提高风力发电系统的效益，偏航系统的优化也尤为重要。
通过采用更先进的风向传感器、控制算法和驱动器技术，可以提高偏航系统的准确性和响应速度，进而提高风力发电机的发电效率。
结论：风力发电机及偏航系统是风力发电的重要组成部分，其工作原理和优化对风力发电系统的效益起到至关重要的作用。
理解和掌握风力发电机及偏航系统的原理和应用，对于推广和应用风力发电具有重要的指导意义。
随着技术的不断进步，风力发电的效率和可靠性将继续提升，为可持续发展和环境保护做出积极贡献。
风力机偏航系统
限位开关
大齿圈
接近开关
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当然风向变化是一个连续的过程，并不一定瞬时从东南风就 变为南风了，而是一个逐渐变化的过程。
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机舱是可以顺时针旋转也可以逆时针旋转的，在偏航 过程中，机舱不能总是朝向一个方向旋转，因为机舱底 部大齿圈内部布置着多根电缆，机舱旋转电缆也就跟着 扭转，所以为了防止电缆扭转破坏特地控制机舱同一方 向旋转圈数不得超过650度（从0度开始，0度为安装风 电机组时确定的位置）。这种控制方法就是靠偏航接近 开关和限位开关来实现的，接近开关一左一右共两个， 负责记录机舱位置，当机舱达到＋650度或－650度时 发出信号，控制系统控制偏航电机反向旋转解缆。限位 开关是作为极限位置开关使用的，当机舱继续旋转达到 700度时，限位开关被触发而使得风电机组快速停机。
这时，由风速风向仪测得风向变化，并传给控制系统存储 下来，控制系统又来控制偏航驱动装置中的四台偏航电机往 风速变化的方向同步运转，偏航电机通过减速齿轮箱带动小 齿轮旋转。小齿轮是与大齿圈相啮合的，与偏航电机、偏航 齿轮箱统一称为偏航驱动装置，上图可以看出，偏航驱动装 置通过螺栓紧固在主机架上，而大齿圈通过88个螺栓紧固在 塔筒法兰上，不可旋转，那么只能是小齿轮围绕着大齿圈旋 转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相一 致。
3
尾舵对风
许多农用的多 叶风轮风力机也采 用尾舵对风，有些 尾舵是两叶张开的 样式，对风有较大 的阻力，以抗衡多 叶风轮的阻力，保 证稳定的对风。
4
尾舵对风
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侧风轮对风
侧风轮对风结构在机舱后部两侧有两个侧风轮（舵轮），两个侧风轮一 般在同一个转轴上，转轴水平并与风力机风轮主轴垂直。在风力机准确对风 时两侧风轮面与风向平行，侧风轮不会旋转；当风力机未对风时侧风轮与风 有夹角就会旋转，并通过齿轮、蜗杆蜗轮推动机舱转动直至风力机风轮对风 后停止。
偏航系统
4.3 偏航系统偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统，是风力发电机组电控系统必不可少的重要组成部分。
它的功能有两个：一是要控制风轮跟踪变化稳定的风向；二是当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。
风力机偏航的原理是通过风传感器检测风向、风速，并将检测到的风向信号送到微处理器，微处理器计算出风向信号与机舱位置的夹角，从而确定是否需要调整机舱方向以及朝哪个方向调整能尽快对准风向。
当需要调整方向时，微处理器发出一定的信号给偏航驱动机构，以调整机舱的方向，达到对准风向的目的。
风力机发电机组的偏航系统是否动作，受到风向信号的影响，而偏航系统及其部件的运行工况和受力情况也受到地形状况影响。
本章主要阐述偏航控制系统的功能、原理、以及影响偏航系统工作的一些确定的和不确定的因素。
4.3.1 偏航系统的工作原理偏航系统的原理框图如图4-11 所示，工作原理为：通过风传感器将风向的变化传递到偏航电机控制回路的处理器里，判断后决定偏航方向和偏航角度，最终达到对风目的。
为减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航对风。
当对风结束后，风传感器失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。
图4-11 偏航系统硬件设计框图4.3.1 偏航控制系统的功能偏航控制系统主要具备以下几个功能：（1）风向标控制的自动偏航；（2）人工偏航，按其优先级别由高到低依次为：顶部机舱控制偏航、面板控制偏航、远程控制偏航；（3）风向标控制的90°侧风；（4）自动解缆；4.3.2 偏航系统控制原理风能普密度函数为：432222||1K i W i W S S V ωφωππφ=⎡⎤⎛⎫⎢⎥+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（1） 其中，1()2i i ωω=-⋅∆，风波动频率；ω∆—积分步长；K S —表面张力因数； φ—风波动范围因数；W V —平均风速。
平均风速W V 附近的瞬时风速()Wv t 为：1()2co s()n W i i i v t t ωφ==⋅+∑（2）对于时变量i 而言，i φ为自由独立变量，0<i φ<2π，n 为积分步长数量。
风力发电机偏航系统的工作原理
风力发电机偏航系统的工作原理风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它的主要作用是使风力发电机能够根据风向自动调整转向，使叶片始终对准风的方向，从而最大限度地捕捉到风能。
风力发电机偏航系统的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 风向检测：风力发电机偏航系统首先需要准确地检测到风的方向。
通常，系统会使用一个或多个风向传感器来测量风的方向，并将这些信息传输给控制系统。
2. 信号处理：一旦风向传感器测量到风的方向，这些信号就会被传输到控制系统中进行处理。
控制系统会根据这些信号来确定风的方向，以便后续的调整。
3. 偏航控制：确定了风的方向后，控制系统会通过调整发电机的转向来使叶片对准风的方向。
通常，风力发电机偏航系统使用液压或电动机来实现转向的调整。
控制系统会根据风向信号来控制液压系统或电动机，使风力发电机转向。
4. 转向调整：一旦控制系统调整了风力发电机的转向，风力发电机就能够始终面向风的方向。
这样，风力发电机的叶片就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
5. 反馈控制：风力发电机偏航系统通常还会包括反馈控制，以确保风力发电机能够稳定地对准风的方向。
反馈控制可以根据风向传感器的信号来实时调整风力发电机的转向，以保持其对准风的方向。
总结起来，风力发电机偏航系统的工作原理是通过风向传感器检测风的方向，控制系统根据这些信号来调整风力发电机的转向，使其始终面向风的方向。
这样，风力发电机就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
风力发电机偏航系统的工作原理的实现离不开风向传感器、控制系统以及液压或电动机等关键组件的配合。
通过这些关键组件的协同工作，风力发电机偏航系统能够实现稳定的转向调整，从而提高风力发电机的发电效率。
海上风力发电偏航系统的能量损失分析与优化设计
海上风力发电偏航系统的能量损失分析与优化设计随着可再生能源的快速发展，海上风力发电作为一种清洁能源的最佳选择，逐渐成为解决能源短缺和环境问题的重要方式之一。
海上风力发电机组通过将风能转化为电能，可以有效降低温室气体的排放和对传统能源的依赖。
然而，海上风力发电系统中的偏航系统存在能量损失的问题，这一问题直接影响发电机组的功率输出和整体效率。
因此，本文将探讨海上风力发电偏航系统的能量损失分析与优化设计。
首先，对海上风力发电偏航系统的工作原理进行简要介绍。
风力发电机组通过将风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能。
在发电过程中，风力发电机组需要保持旋转方向与风向一致，以确保最大功率输出。
偏航系统的主要作用是通过控制机组的位置和方向，使机组始终面向风向。
然而，在实际运行过程中，偏航系统存在一定的能量损失。
为了分析海上风力发电偏航系统的能量损失，首先需要定量衡量系统能量损失的指标。
常用的指标包括发电机组的功率损失率、转轮损耗率以及偏航系统整体效率。
其中，功率损失率可以通过比较实际能量输出和理论能量输出之间的差异来计算。
转轮损耗率可以通过测量转轮在偏航过程中的摩擦损耗和风压损耗来计算。
偏航系统整体效率可以通过比较实际能量转化和理论能量转化之间的差异来计算。
然后，需要对海上风力发电偏航系统的能量损失进行深入分析。
首先，可以从设计参数的角度考虑，通过调整转轮的叶片材料和形状等设计参数，降低转轮损耗率。
其次，可以从控制策略的角度考虑，通过优化偏航系统的控制算法和降低控制误差，提高偏航系统的整体效率。
此外，还可以考虑使用新兴技术，如智能偏航系统和主动控制系统，以减少偏航误差和能量损失。
最后，可以探讨海上风力发电偏航系统的优化设计。
优化设计的目标是最大限度地减少能量损失并提高发电机组的整体效率。
通过综合考虑转轮设计参数、控制策略和新兴技术等因素，可以采用多目标优化方法，例如遗传算法和粒子群算法，寻找最优设计方案。
风力发电机组偏航系统详细介绍
风力发电机组偏航系统详细介绍一、引言随着可再生能源的快速发展，风力发电成为了新兴的清洁能源选择之一、风力发电机组的偏航系统是其核心组成部分之一，它能够使风力发电机组在不同风向下旋转，实现最大风能有效利用。
本文将详细介绍风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
二、原理1.风向感知：通过风速传感器和风向传感器，实时感知风的强度和方向。
2.控制系统：根据风向传感器的反馈信息，计算出偏航控制参数，并传递给执行机构。
3.执行机构：根据控制系统的指令，调整风轮的朝向，使其与风向保持一致。
三、构成1.传感器：风力发电机组偏航系统中的传感器主要包括风速传感器和风向传感器。
风速传感器用于感知风的强度，而风向传感器则用于感知风的方向。
2.控制系统：控制系统是风力发电机组偏航系统的核心部分，主要包括控制算法和控制器。
控制算法根据风向传感器的反馈信息计算出偏航控制参数，而控制器则将这些参数传递给执行机构。
3.执行机构：执行机构负责调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
常见的执行机构包括偏航控制器、偏航电机等。
四、工作过程1.感知风向：风力发电机组偏航系统通过风向传感器感知风的方向。
2.计算控制参数：根据风向传感器的反馈信息，控制算法计算出偏航控制参数。
3.传递控制参数：控制器将计算得到的偏航控制参数传递给执行机构。
4.调整朝向：执行机构根据控制参数的指令，调整风力发电机组的朝向，使其与风向保持一致。
5.持续监测：风力发电机组偏航系统持续监测风的方向，根据实时的风向信息进行调整，实现持续稳定的发电。
五、总结风力发电机组偏航系统是风力发电的关键技术之一，它能够在不同风向下实现最大风能有效利用。
本文详细介绍了风力发电机组偏航系统的原理、构成和工作过程。
通过合理的感知、计算和调整机制，风力发电机组能够始终面向风向，实现高效稳定的发电效果。
随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组偏航系统也将不断完善，为可再生能源的发展做出更大的贡献。
风力发电机偏航系统的组成
风力发电机偏航系统的组成一、引言风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置，风力发电机偏航系统是指控制风力发电机转向风向的系统。
它的主要作用是保持风力发电机转子始终朝向风的方向，以最大化风能的捕捉效率。
1. 偏航控制器：偏航控制器是风力发电机偏航系统的核心部件。
它负责监测风向和风速，并根据设定的参数来控制偏航动作。
通常采用微处理器或PLC来实现控制逻辑，具备高精度和高可靠性。
2. 风向传感器：风向传感器用于测量风的方向，通常采用风向风速传感器。
它能够快速准确地感知风的方向，并将信号传输给偏航控制器，以便偏航控制器做出相应的调整。
3. 偏航驱动装置：偏航驱动装置是将偏航控制器的指令转化为实际的偏航动作的装置。
常见的偏航驱动装置有液压驱动装置和电动驱动装置两种。
液压驱动装置通过控制液压缸的伸缩来实现偏航动作，而电动驱动装置则通过电机驱动来实现。
4. 偏航传动系统：偏航传动系统用于传递偏航动作到风力发电机的转向机构。
它通常由传动轴、传动链条或传动皮带等组成，能够将偏航驱动装置产生的动力传递给转向机构，使风力发电机实现转向。
5. 转向机构：转向机构是风力发电机偏航系统的关键部件，它承担着将偏航动作传递给风力发电机转子的任务。
常见的转向机构有齿轮转向机构、液压转向机构和电动转向机构等。
它能够将来自偏航传动系统的动力转化为适合风力发电机转子转向的动力。
6. 控制信号传输系统：控制信号传输系统用于将偏航控制器发出的控制信号传输给偏航驱动装置。
常见的控制信号传输系统有导线传输系统、无线传输系统和光纤传输系统等。
它能够实现远程控制和监测，提高风力发电机的可靠性和安全性。
三、总结风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它通过偏航控制器、风向传感器、偏航驱动装置、偏航传动系统、转向机构和控制信号传输系统等组件的相互配合，实现风力发电机转向风向的功能。
只有保持风力发电机始终朝向风的方向，才能最大化地捕捉风能，提高发电效率。
风力发电机组偏航系统
风力发电机组偏航系统偏航系统的功能是驱动风轮跟踪风向的变化，使其扫掠面始终与风向垂直，以最大限度地提升风轮对风能的捕获能力。
偏航系统位于塔架和主机架之间，一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、纽缆保护装置、偏航液压装置等几个部分组成，结构简图如图2-17所示，包含外齿驱动[图2-17（a）]和内齿驱动[图2-17（b）]两种形式。
当风向改变时，风向仪将信号传输到控制装置，控制驱动装置工作，小齿轮在大齿圈上旋转，从而带动机舱旋转使得风轮对准风向。
机舱可以两个方向旋转，旋转方向由接近开关进行检测。
当机舱向同一方向偏航的角度达到700°（根据机型设定）时，限位开关将信号传输到控制装置后，控制机组快速停机，并反转解缆。
偏航驱动装置可以采用电动机驱动或液压马达驱动，制动器可以是常闭式或常开式。
常开式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于锁紧状态；常闭式制动器一般是指有液压力或电磁力拖动时，制动器处于松开状态。
采用常开式制动器时，偏航系统必须具有偏航定位锁紧装置或防逆传动装置。
图2-17 偏航系统结构简图1.偏航轴承偏航轴承的轴承内、外圈分别与机组的机舱和塔体用螺栓连接。
轮齿可采用内齿或外齿形式。
内齿形式是轮齿位于偏航轴承的内圈上，啮合受力效果较好，结构紧凑；外齿形式是轮齿位于偏航轴承的外圈上，加工相对来说比较简单。
具体采用哪种形式应根据机组的具体结构和总体布置进行选择。
偏航齿圈结构简图如图2-18所示。
（1）偏航齿圈的轮齿强度计算方法参照DIN3990—1970《圆柱齿轮和圆锥齿轮承载能力的计算》和GB 3480—1997《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》及GB/Z 6413.2—2003《圆柱齿轮、锥齿轮和准双曲面齿轮胶合承载能力计算方法：第2部分》进行计算。
在齿轮的设计上，轮齿齿根和齿表面的强度分析，应使用以下系数：图2-18 偏航齿圈结构简图＞1.0；对轮齿齿根断裂强1）静强度分析。
风力发电机及偏航系统
政策法规对产业发展影响分析
补贴政策
政府对风力发电产业的补贴政策，包括上网电价补贴、投资补贴等， 对产业发展起到了积极的推动作用。
税收政策
政府对风力发电产业实行的税收优惠政策，如增值税即征即退、所 得税优惠等，降低了企业的税收负担。
环保政策
政府对可再生能源和环保产业的支持政策，如碳排放权交易、绿色电 力证书等，为风力发电产业的发展提供了良好的政策环境。
多元化能源融合
未来风力发电将与其他能源形式进行 融合，形成多元化的能源供应体系。
05 行业标准与政策法规解读
国内外相关行业标准梳理
国际标准
包括IEC（国际电工委员会）制定的风 力发电机组相关标准，以及ISO（国 际标准化组织）制定的可再生能源和 风力发电相关标准。
国内标准
中国制定的风力发电机组相关标准，如 GB/T（国家推荐性标准）和NB/T（能源行 业标准）等，涵盖了风力发电机组的设计、 制造、试验、安装和运行等方面。
特点
清洁、可
风力发电机类型及结构
类型
水平轴风力发电机、垂直轴风力发电 机等。
结构
包括叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、 塔筒、偏航系统等主要部件。
风力发电机性能指标
额定功率
发电机在额定风速下输 出的功率。
切入风速
发电机开始发电的最低 风速。
切出风速
为保护发电机而设定的 最高风速，超过此风速
机的发电量和运行稳定性。
案例二
某风电设备制造商对其偏航系统进 行了结构优化设计，降低了制造成 本并提高了市场竞争力。
案例三
某研究机构将智能化技术应用于偏 航系统，实现了对风力发电机的智 能监控和优化控制，取得了显著的 应用效果。
风电机组偏航系统
风电机组偏航系统
偏航系统是指风力发电机组在风向变化时保持一定的航向，使风电机
组的发电效率达到最优。
偏航系统由控制系统和驱动系统组成，它是指整
个风电机组的调节系统，它的作用是在自动把叶片中小的旋转和转向偏转
加以调节，以期达到最佳发电效果。
偏航系统的控制系统通常由一个传感器、一个控制器和一个两轴俯仰
控制器组成，控制器的逻辑由传感器收集的信息传输给俯仰控制器，从而
实现叶片旋转和偏转的自动控制。
驱动系统是指叶片旋转时的驱动机构，由驱动电机和传动机构组成，
它接受控制器传来的舵角控制信号，进而控制驱动电机的运行，实现叶片
的自动偏转。
另外，偏航系统还需要安装一个或者多个传感器，用以检测风向变化
并将信息传递给控制器，以便根据当前的风向变化对叶片进行相应的调节。
传感器的工作原理是检测风向，通过磁力计、陀螺仪或者红外传感器，将
信息传递给控制器，从而实现叶片的自动偏转和调节。
风力发电机偏航控制系统的研究
风力发电机偏航控制系统的研究一、本文概述随着全球对可再生能源需求的持续增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风力发电机（Wind Turbine）作为风力发电系统的核心设备，其运行效率和稳定性对于整个系统的性能至关重要。
偏航控制系统作为风力发电机的重要组成部分，对于确保风电机组的安全运行和最大化能量捕获具有关键作用。
本文旨在深入研究风力发电机偏航控制系统的原理、设计及其在实际应用中的性能表现。
文章首先介绍了风力发电机的基本工作原理和偏航控制系统的基本构成，为后续的研究提供了理论基础。
接着，文章详细分析了偏航控制系统的关键技术和控制策略，包括传感器技术、执行机构、控制算法等，并探讨了这些技术和策略对风力发电机性能的影响。
在此基础上，文章通过实验和仿真研究，评估了不同偏航控制策略在实际应用中的效果，为优化风力发电机偏航控制系统提供了有益的参考。
文章还讨论了风力发电机偏航控制系统面临的挑战和未来的发展趋势，为相关领域的研究者和工程师提供了有价值的参考信息。
通过本文的研究，期望能够为风力发电机偏航控制系统的设计、优化和应用提供有益的指导，推动风力发电技术的发展，为实现全球能源转型和可持续发展做出贡献。
二、风力发电机概述风力发电机是一种利用风能转换为电能的装置，其工作原理基于风的动力学特性和电磁感应原理。
风力发电机通常由风轮（也称为风叶或转子）、发电机、塔筒和基础等部分组成。
风轮由多个风叶组成，当风吹过风叶时，风叶受到风力作用而旋转，进而带动发电机转动，发电机中的磁场与导体产生相对运动，根据电磁感应原理，导体中会产生感应电动势，从而产生电能。
风力发电机具有清洁、可再生、无污染等优点，是当前全球范围内大力推广的可再生能源发电方式之一。
风力发电机的装机容量和单机容量不断增大，技术也在不断进步，从最初的定桨距失速型发展到变桨距调节型，再到目前最先进的主动偏航控制系统，风力发电机的性能和稳定性得到了显著提升。
风力发电偏航控制系统
风力发电偏航控制系统0引言风能是一种清洁能源，在人类实现可持续发展中有着重要作用，由于它的作用大，故此吸引的许多人的开发，风力发电更是受到广大的青睐。
其可靠优秀可靠优秀也被更多人认识。
本文主要是对风力偏航控制系统的组成和原理做一个简单的了解，偏航系统主要是由偏航控制机构和偏航驱动机构两大部分组成，控制机构包括风向传感器，偏航控制器，解缆传感器组成，而驱动机构是由偏航轴承，偏航驱动装置，偏航制动器组成。
本课题也是在了解了风力发电的一些基本原理的前提下面，进一步对偏航做一个更好的认识，了解简单的控制流程。
同样就风力在全世界的快速发展，因此带动了一大批产业的崛起，它对世界经济的上升带来了不可忽视的重大作用。
1风力发电概况1.1国外风力发电的发电根据全国风能理事会发布的全球风电市场装机数据，2022年，全球新增风电装机达到237669MW。
这一数据表明全球累计装机实现了21%的年增长，新装数据达到6%。
到目前，全球75个过国家有商业运营的风电装机，其中22个国家的装机容量超过1000MW。
1996~2022年全球风电发展情况如图1-1和图1-2。
图1-11996~2022年全球风电每年新增装机容量图1-21996~2022年全球风电每年累计装机容量1.2国内风力发电的发展风电行业在2022年仍然保持了较快的发展，根据不完全统计，截止到2022年12月末，中国风电累计装机容量达6580.21万千瓦（包括已经并网发电和等待并网发电），分布在31个省、直辖市、自治区和特别行政区。
其中，广州和四川在2022年填补了无风电的空白。
累计风电装机超过200万千瓦的省级地区有10个，其中内蒙古风电装机容量以1853.63万千瓦位居第一，河北与甘肃分别位居第二和第三。
累计风电装机容量前10位省级地区的合计装机容量达到5671.45万千瓦，占全国累计风电装机容量的86.19%如图1-3。
2图1-32022年底中国升级地区累计风电装机容量前十位2偏航系统2.1偏航系统概述偏航系统是水平轴式风力发电机组不可缺少的组成之一。
风力发电偏航控制系统汇总
风力发电偏航控制系统汇总摘要：本文档将对风力发电偏航控制系统进行详细的汇总，包括系统的构成、工作原理、性能要求等方面的内容。
风力发电偏航控制系统是风力发电机组中的重要组成部分，对于保持风轮与风向的最佳角度，稳定发电功率起着至关重要的作用。
本文档将从理论分析到实际应用，全面介绍风力发电偏航控制系统的相关知识。
1.系统的构成风力发电偏航控制系统主要由风向传感器、控制器、执行器和监控系统等组成。
风向传感器用于感知风向，控制器根据传感器反馈的信号对偏航控制进行调整，执行器负责实际控制风轮偏航角度，监控系统用于监测系统的运行状态并提供报警和故障诊断功能。
2.工作原理风力发电偏航控制系统的工作原理主要基于风力发电机组的功率曲线和风速传感器的信号。
控制器通过风速传感器实时监测风速，并根据预设的功率曲线确定最佳的偏航角度。
一旦风速超过或低于一些阈值，控制器便会调整偏航角度，以确保风轮能够以最佳的角度与风向对齐，从而最大限度地提高发电效率。
3.性能要求（1）动态响应：系统的动态响应能力决定了其对不同风速变化的适应性。
系统应具备较高的控制精度和快速的响应速度，以调整风轮的偏航角度。
（2）稳定性：系统应具备良好的稳定性，能够在不同工况下保持稳定的发电功率，避免频繁的调整和偏航角度的波动。
（3）可靠性：系统应具备较高的可靠性，能够在长时间运行中保持稳定的工作状态，并具备自动报警和故障诊断功能，及时处理可能的故障。
4.实际应用风力发电偏航控制系统已经被广泛应用于风力发电场中。
通过对风力发电机组的偏航角度进行控制，系统能够提高发电效率，降低机组的损耗，并延长设备的使用寿命。
在实际应用中，系统还需要根据不同的环境和工况条件进行优化调整，以满足更高的发电要求。
结论：风力发电偏航控制系统是风力发电机组中的关键技术之一，对于提高发电效率、实现可靠运行起着重要作用。
本文档对系统的构成、工作原理、性能要求和实际应用等方面进行了详细的汇总和介绍。
风力发电机组系统学习之偏航系统
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手动偏航
• 利用三相380V交流电源和手动控制盒即可实现。
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偏航系统
偏航系统的功能是什么? - 在安装时配合叶轮吊装 - 调整机舱方向，最大限度的吸收风能
组成 - 风速风向仪 - 偏航变频器 - 偏航电机 - 旋转编码器
组成 - 风速风向仪 - 偏航变频器 - 偏航电机 - 旋转编码器
工作情况 - 偏航变频器与PLC连接，控制偏航电机的动作 - 四个偏航电机统一协调工作，达到偏航目的 - 偏航计数器对偏航角度进行计算，反馈报警信号 - 左右方向偏航极限700度限制报警
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• 旋转编码器主要执行 两个任务
4. 白色小齿轮右旋2圈左右,听到1号凸轮接触器动作,再 右旋36圈左右, 听到4号凸轮接触器动作,说明回到0 位置.
5. 调整2号凸轮(左转解缆信号),用白色小齿轮右旋36圈, 调整2号螺丝,使之恰好与触点接触,此时处于左解缆 位置.继续右旋2圈~4圈,如果听到3号接点动作,说明 3号凸轮处于告警位置.调试完成.否则,说明0点偏移, 需重新调试。
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偏航系统
偏航系统的功能是什么? - 在安装时配合叶轮吊装 - 调整机舱方向，最大限度的吸收风能
组成 - 风速风向仪 - 偏航变频器 - 偏航电机 - 旋转编码器
工作情况 - 偏航变频器与PLC连接，控制偏航电机的动作 - 四个偏航电机统一协调工作，达到偏航目的 - 偏航计数器对偏航角度进行计算，反馈报警信号 - 左右方向偏航极限700度限制报警
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完
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偏航变频器
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风力发电偏航系统―科学技术是第一生产力‖，随着社会的发展，前国家领导人邓小平同志说的这句话已得到了足够彻底的肯定！正当人们迈向21世纪时，科学技术的长足进步，促使世界各地各类产业都进入了结构调整时期。
结构调整与重组已使那些最传统、最垄断的产业也发生了人们难以预想到的变化。
社会发展将在大重组、大调整的过程中走向新时代。
从能源、电力产业看，20世纪90年代，世界能源、电力市场发展最迅速的已不再是石油、煤和天然气，太阳能发电、风力发电等可再生能源异军突起。
全世界风力发电容量从1990年的200万KW，发展到1998年的960万KW。
因此，在20世纪末，国际一些能源专家预言：新能源、电力方面而言，21世纪将是可再生能源的世纪，能源、电力的开发利用将面临历史的变革。
不可否认，目前能源界存在两种观点：一是新能源仍然微不足道，也不可能满足几十亿人对能源的需求；二是现有的能源技术系统是可靠的、经济的、完全成熟的，全球能源技术和系统不会在短期内发生变化——石油、煤炭、天然气、水力发电、火力发电仍主宰能源事业，不会被代替。
今天，社会的可持续发展已成为政治问题，新技术、产业调整以及更为严厉的环境政策，必将推动世界能源和能源经济的变革。
20世纪中，电子技术、新材料和生产技术取得了长足进步，并在能源产业得到广泛的应用，各国政府对新能源技术的研究和发展给予了不同于常规能源技术的大力支持，技术、科技的进步将使风能在不久的将来被大规模应用。
此外，风力发电有利于环境的保护。
人类强烈的意识到对已遭破坏的地球环境必须进行保护，为此，必须对能源、电力的应用进行变革。
由于世界上许多国家对火电厂废气废物的排放都有明确的法律规定，使火电厂生产成本大大提高。
核能由于造价高和具有危险性，也难以大规模应用。
能源发展是一个公共政策问题。
1981年在内罗比举行的联合国新能源和的再生能源开发利用大会，强调替代能源和可再生能源可减轻对石油依赖的重要性。
等等这些会议，都说明了一点，那就是能源利用和环境问题。
风力发电已经发展了100年，取得了很大的进展，风电技术已经成熟。
目前市场分额最大的风电机组主要分两类：一类是变桨距调节型，即运行中改变桨距角获得最佳空气动力性能，其整机重量较轻，但结构复杂一些，机组价格较高；另一类是定桨距失速调节型机组，其轮毂结构简单，叶片固定在轮毂上，当风速超过额定值时，叶片失速使升力下降，将功率调节在额定值以下防止发电机超负荷，缺点是空气动力效率较低，整机重量大。
风电技术开发的趋势是重量更轻，结构更具柔性，直接驱动发电机和变转速运行。
更大单机容量的机组仍在继续研制。
随着风电容量在电力系统中的比例越来越大，对系统的影响日益明显。
人们已经开始利用天气预报的技术预测风电场的功率输出，以优化运行调度。
风力发电的基本原理是：风能具有一定的动能，通过风力发电机把风能转化为机械能，拖动发电机发电，经整流器得到稳定的直流电供给直流负荷，通过逆变器输出三相交流电，供给三相负荷，这里蓄电池既有储能作用，又起稳定电压的作用。
并网方式是：采用同步发电机或者异步发电机作为风力发电机与电网并联运行，并网后的电压和频率完全取决于电网。
无穷大电网具有很强的牵制能力，也具有巨大的能量吞吐能力。
并网后的风力发电机按风力大小自动输出大小不同的电能。
这种方式中风力发电机必须具有并网和解列控制，只有当风力发电机电压、频率与电网一致时才能并网，当风力发电机因风速太小而不能输出电能时，就会从电网解列。
风力发电的特点是：可再生的洁净能源；建设周期短；装机规模灵活；可靠性高；造价低；运行维护简单；实际占地面积小；发电方式多样化；单机容量小。
我厂现有装机容量11.2万KW，共132台，单机容量850KW。
有西班牙Gamesa和丹麦Vestas制造的两种机型。
两种风机的原理和使用基本相同，不同的是，采用的零部件牌号不同。
风场G52/G58–850kW风力发电机是有三个叶片的上风安装转子发电机，该发电机由一变桨距调整系统和一主动偏转系统控制。
偏转系统包括两个齿轮马达，马达由风力发电机的控制器根据安装在机舱顶部的风向标发来的信息进行操作。
偏转系统的马达转动旋转系统的齿轮，旋转系统与安装在塔的顶部的偏转齿轮的轮齿相啮合，因而，机舱在磨擦力的作用下开始转动。
如图中所示的偏航系统部件。
G52/G58风力发电机侧视图1基本框架2主轴3轮毂4叶片5叶片支承6齿轮箱7齿轮连接棒8盘式制动器9发电机10万向联轴器11液压单元12偏转马达13偏转齿轮14扭矩传感器15顶部控制器下面我就针对我厂风力发电机的偏航系统做一些介绍和认识以及自己的一些看法或者意见：机舱的偏航系统有两个功能：工作中运行和暂停状态时维持机舱的方向；必要时展开电缆。
展开设备有四个传感器，借助于偏航环上的齿轮通过机械的方式工作。
S102——顺时针方向偏航。
触点常开（0表示被禁止）。
被起动时（1表示起动），表示电缆被沿顺时针方向缠绕2.6到5圈。
S103——逆时针方向偏航。
触点常开（0表示被禁止）。
被起动时（1表示起动），表示电缆被沿逆时针方向缠绕2.6到5圈。
S104——偏航停止。
触点常开（1表示被起动）。
被禁止时（0表示被禁止），表示电缆被沿顺时针或者逆时针方向缠绕4.9圈。
S105——偏航脉冲。
在差不多每一满圈时这一信号会改变，控制器使用它检查偏航系统。
如果电缆被沿顺时针方向或者逆时针方向缠绕4.9圈，控制器改变风力发电机的状态到暂停状态，且电缆被自动展开。
如果风力发电机不在产生能量且电缆被缠绕大约2.6到4.9圈，控制器改变机器的状态到暂停状态且电缆被自动展开。
如果自动展开系统被禁止在顺时针方向2.6圈到逆时针方向2.6圈之间。
S102和S103为0。
在停止状态，自动定向被禁止，这意味着机器不能够自动旋转。
可以人工测试自动展开系统。
如果偏航系统在两个方向上都被起动，当电缆被缠绕大约4.9圈时S104禁止（=0），风力发电机自动展开电缆。
在进行测试时，风力发电机必须处于停止状态或者维修模式。
偏航系统还包括与其有着紧密关系的定位系统，其定位系统的功能有两电：在所有时候相对于磁北方向的机舱的精确位置；用作辅助偏航系统起动圈数计数器。
定位系统有一个位于缠绕传感器内的加法编码器和一个位于偏航环内部的光电传感器。
加法传感器起动两个信号，信号A（323）和B（324），这取决于旋转的方向。
对于偏航环的每一个齿，编码器发送15个脉冲，15个脉冲乘以135个齿，这样，每一圈总共有2000个脉冲。
如果信号B先起动，PLC加上脉冲；而如果信号A先起动，PLC减去脉冲。
当机器在任何方向完成了4.9圈，也就是说，计数器的读数为-9920或者9920，凸轮轴模块的偏航停止被禁止，机器进入暂停状态，保存机器所处的状态，展开直到编码器的计数器到达0（初始位置），然后回到它的原始状态。
如果偏航停止失败且编码器的计数器达到-10500或者10500，机器进入停止状态。
我们现在所使用的偏航系统，大概包括这么几个构件：两个型号一样的偏航电机和两个配套的偏航减速器，一个计量偏航圈数的计数器，一个装在上塔筒法兰盘上的偏航系统大齿轮和风向标以及一些辅助部件。
两个偏航电机都是2.2KW，690V。
根据风向标的指示，通过PLC的过滤和控制来使两个电机同时动作，从而带动与其锥型连接的偏航齿头，偏航齿头再带动一个三级齿盘传动动力，然后，最后一级齿盘将动力传给上塔筒法兰盘上的偏航系统大齿轮，从而带动整个机舱进行偏航定向。
经过长时间的考察和验证，在风力发电机中，机械部件比电气部件更容易坏，而机械部件中，偏航系统部件又是机械中经常出现故障的重点问题。
例如，偏航电机经常因为过载或者轴头轴承损坏而引起偏航故障；偏航减速器的齿头因为固定螺栓等级不够，经过过多的振动，引起螺栓松动，最后损害偏航齿头内部齿轮；由于偏航减速器内部齿轮质量不高，热处理不到位，引起内部齿轮经常备上级齿轮打坏；由于偏航系统大齿轮是由五块弧型齿条构成，这样，在两个齿条连接处，其连接如果不紧凑，焊接质量不高的情况下，连接处的齿轮容易被打掉；偏航减速器里面充满了润滑油，但经过长时间的运转，其油性都已经有了变化，但是，没有得到及时的处理，也会造成偏航系统问题。
这都是偏航系统中最容易出现的问题，而且，在更换这些部件时，都是相当不容易更换的，一个是因为每个部件的自身重量都很重，另一个是因为更换这些部件时，空间都很狭小，没有足够下手工作的空间。
所以，对这些部件，我们应该给予重视，并通知厂家，在我们这样风沙比较大的地区，这些部件容易进沙尘，应该怎么样去处理，怎么样去设计更为合理，不能全国地区的防护措施都一样，那样是不对的，会缩短风机实际的使用寿命，并给风厂带来可以避免的经济损失，也减少了工人的工作量和工作难度。
所以，针对以上提出来的问题，我通过工作这段时间的学习和了解，做一些建议：第一，偏航电机的选择，选用功率不变，增大其启动扭力，这样，电机带动齿头时更容易，再者，偏航电机的损坏，一般内部线圈烧坏的情况比较少，大都是因为启动扭力太大，长时间运转，造成轴头轴承磨损或者损坏，从而使电机不能旋转，导致电机烧坏，所以，可以买一些相同型号的质量好的轴承定期检查更换，因为其工作量不是很大，又对设备的大部件损坏有着一定的保护作用。
第二，不能使用等级不够的螺栓来连接电机和齿头，因为不够等级的螺栓会造成电机和齿头的直接损坏，这点可以通过一定措施来改变，一是不能使用不够等级的螺栓，二是定期维护时，逐个检查其螺栓的紧固情况，有必要时进行更换。
第三，由于厂家急于供货给用户，所以，一些风机上的零部件并没有达到真正的合格标准，而且，出厂后，没有一定的技术监督部门进行验收，所以，偏航系统中的齿轮有一定的缺陷，此点相对于其它问题有一定的解决难度。
第四，因为偏航系统大齿轮是有五条弧型齿条组成，所以，必然在每两个齿条连接处有一定的缺陷，其强度不如整体式的，或者由于焊接不好，也会造成齿条上的齿打掉、断裂和严重磨损。
但是，整体式的大齿轮也有它的缺点，因为，风机的使用寿命是20年，但偏航大齿轮由于长时间的累计工作，必然磨损越来越严重，有可能在风机使用寿命期限内造成断齿等问题，所以，更换起来，就需要更大的物力、人力和财力，因此，整体式虽然比分体式使用寿命长一些，但是从更换的角度讲，分体式的更为优越，因为从其使用寿命和更换难度上，还是最为合适的。
所以，这就有了一定的要求，首先，厂家应该严格控制其质量。
其次，用户的定期维护和检查。
后者更为重要，如果维护或者检查不仔细，那么不仅损坏的是大齿轮，有可能整个减速器和偏航电机都会损坏，造成巨大的损失。
第五，减速器是由一些传动齿轮构成，里面充满了润滑油，这些油经过偏航齿轮长时间的运转，使油本身的质量和性质发生了变化，所以，无论从其润滑性讲还是从缺油情况来讲，都对偏航系统有着一定的影响。