风电机组整体方案设计概述
风力发电机组方案设计
风力发电机组方案设计一、引言风力发电作为一种可再生能源，正逐渐受到越来越多的关注和重视。
风力发电机组是将风能转化为电能的装置，具有环保、可持续等优点，被广泛应用于各地的发电项目中。
本文将对风力发电机组的方案进行设计，以满足特定需求和要求。
二、风力资源评估在设计风力发电机组之前，需要首先进行风力资源评估。
该评估包括测定所选发电站点的年平均风速、风能密度以及风能资源的分布情况等。
通过风力资源评估可以确定风力发电机组的设计参数，如机组容量、风轮直径等。
三、风力发电机组结构设计1.风轮设计根据风力资源评估的结果，确定合适的风轮直径。
风轮是将风能转化为机械能的关键部件，其尺寸的大小直接影响到风力发电机组的发电能力。
同时，风轮的材料选择和设计要考虑到耐久性、可靠性以及生产成本等因素。
2.发电机设计发电机是将机械能转化为电能的核心设备。
根据风轮的设计参数和需求，选择合适的发电机类型和容量。
常见的发电机类型包括同步发电机和异步发电机，其选用和设计要根据具体需求和预算进行评估。
3.控制系统设计四、电网接入设计五、经济评估六、安全和环保考虑在风力发电机组方案设计的过程中，必须充分考虑安全和环保因素。
包括选用符合安全标准的设备和材料、设置安全保护装置、合理规划建设场地，以及满足环境保护的要求等。
确保风力发电机组的安全运行和对环境的友好性。
七、总结通过对风力发电机组方案的设计，可以满足特定的需求和要求。
风力发电作为一种可再生能源，具有广阔的应用前景。
随着技术的不断发展，风力发电机组的效率和可靠性不断提升，将为人类的可持续发展做出重要贡献。
风力发电机组设计方案
风力发电机组设计方案近年来，随着气候变化问题的日益严重和能源需求的增长，可再生能源逐渐受到人们的关注和重视。
作为一种清洁、可持续的能源形式，风能被广泛应用于电力生成领域。
本文将提出一种风力发电机组设计方案，以满足不同环境和能源需求的要求。
一、设计目标风力发电机组设计的目标是提高能量利用效率、降低成本、提高可靠性和可维护性。
通过优化设计方案，确保发电机组在不同风速条件下都能稳定运行，并尽可能减少对环境的影响。
二、设计要素1. 风轮设计风轮是风力发电机组的核心部件，其设计关乎能量转换的效率。
为了提高风轮的效率，可以采用复合材料制造，并根据实际风速情况选择合适的风轮直径和叶片数目。
同时，考虑到强风等恶劣气象条件下的运行稳定性，应加强风轮的结构强度和抗风能力。
2. 发电机选择发电机是将风能转化为电能的关键设备。
根据预期的发电功率和输出电压要求，选择适当的发电机类型。
常见的风力发电机组发电机类型有永磁发电机和感应式发电机，可以根据具体需求作出选择，并确保其效率高、体积小、重量轻。
3. 控制系统设计风力发电机组的控制系统对风轮转速和发电功率进行实时监测和调节。
通过合理设计控制算法，可以使发电机组在变化的风速条件下实现最佳运行状态，提高发电效率。
同时，设计控制系统要考虑到故障检测和保护功能，确保发电机组的安全运行。
4. 塔架与基础设计风力发电机组需要稳定地安装在塔架上，因此塔架设计要考虑结构强度和稳定性。
根据实际场地条件，选择适当的塔架高度和材料，以确保风力发电机组在强风等恶劣气象条件下仍能稳定运行。
同时，基础设计要进行地质勘察和承载力计算，确保塔架稳固地安装在地面或水下。
三、设计流程1. 需求分析在设计风力发电机组之前，需要了解用户的能源需求和环境条件。
根据需求分析，确定设计的发电容量和使用场所，以便选择合适的设备和参数。
2. 设计方案制定根据需求分析结果，制定合理的设计方案。
包括风轮设计、发电机选择、控制系统设计和塔架基础设计等。
风电工程工程总体策划方案
风电工程工程总体策划方案一、总体目标随着全球对可再生能源的需求不断增长，风电能源作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛关注。
本项目的总体目标是在现有的风能资源基础上，利用现代化技术和设备，建设一个可持续发展的风电工程，为当地提供可靠的清洁能源。
二、项目规划1. 选址风电工程的选址是项目规划的重要环节。
需要进行充分的勘探和分析，确定风电场的选址，以充分利用风资源，同时尽量减少对当地环境的影响。
2. 设备选择在风电工程的规划中，设备的选择是非常重要的。
需要充分考虑风机的类型、功率、数量和布局，以及与之配套的变流器、变压器等设备，在保证发电效率的同时，尽量减少对环境的影响。
3. 建设周期风电工程的建设周期需要合理安排。
需要充分考虑地形、气候条件等因素，尽量避免在恶劣天气条件下施工，以确保建设进度和质量。
4. 资金投入风电工程项目需要大量的资金投入。
需要充分评估项目的投资回报率，并制定合理的资金筹措计划，以确保项目的顺利进行。
5. 安全规划在风电工程的规划中，安全问题是至关重要的。
需要制定详细的安全规划和应急预案，以确保工程施工和运营过程中的安全。
三、项目建设1. 勘探和测量在项目建设之前，需要进行充分的勘探和测量，以确保选址的准确性，并对风电场的地质、地形等情况进行详细的调查分析，为后续的设计和施工提供可靠的数据支持。
2. 土地准备和平整项目建设需要对选址进行土地准备和平整工作。
需要进行土地整治和平整，以确保风机的安装和运行条件。
3. 设备安装在风电工程的建设中，设备安装是至关重要的环节。
需要对风机、变流器、变压器等设备进行准确的安装，确保设备的稳定性和安全性。
4. 施工管理在项目建设中，需要建立完善的施工管理体系，严格按照规定的建设标准和技术要求进行施工，确保工程的质量和安全。
5. 环保和节能在项目建设中，需要充分考虑环保和节能问题。
采用先进的环保设备和技术，加强对土地、水源和大气等环境的保护，同时减少能源消耗，提高能源利用效率。
风力发电机组总体设计9
第五章 风力发电机组总体设计5.1设计步骤 ......................................................................................... - 141 -5.2设计标准 ......................................................................................... - 142 -5.2.1风条件定义标准 .................................................................. - 143 -5.2.2 IEC 负载级别 ...................................................................... - 143 -5.2.3 局部安全因子 ..................................................................... - 144 -5.2.4极端负载状况 ...................................................................... - 144 -5.3 风力发电机组的几种结构形式 .................................................... - 147 -5.3.1 风轮轴方向的不同形式：水平轴或垂直轴 ..................... - 147 -5.3.2功率控制方式：失速、变桨距、气动表面控制或偏航控制 .... -147 -5.3.3风轮位置：塔架下风向或塔架上风向 .............................. - 148 -5.3.4偏航控制：驱动偏航、自由偏航或固定式偏航 .............. - 148 -5.3.5风轮速度：恒速或变速 ...................................................... - 148 -5.3.6设计尖速比和实度 .............................................................. - 148 -5.3.7轮毂类型：实体、摇摆、铰链叶片或万向型 .................. - 148 -5.3.8实度的选择，柔性叶片或硬性叶片 .................................. - 148 -5.3.9叶片数量 .............................................................................. - 149 -5.3.10塔架结构 ............................................................................ - 150 -5.3.11其它考虑因素 .................................................................... - 150 -5.4材料的选择 ..................................................................................... - 150 -5.4.1钢 .......................................................................................... - 150 -5.4.2复合材料 .............................................................................. - 151 -5.4.3铜 .......................................................................................... - 151 -5.4.4混凝土 .................................................................................. - 151 -5.5 风机性能曲线 ................................................................................ - 151 -5.5.1λ-P C 性能曲线 .................................................................. - 152 -5.5.2实度对性能曲线的影响 ...................................................... - 152 -5.5.3λ-Q C 性能曲线 .................................................................. - 153 -5.5.4λC性能曲线 .................................................................. - 154 --T5.6设计成本优化................................................................................. - 154 -5.6.1以风轮直径为设计参考值.................................................. - 155 -5.6.2以额定风速为设计参考值.................................................. - 156 -5.6.3各参数与风轮半径的比例变化关系.................................. - 158 -5.7风力发电机组优化设计................................................................. - 161 -5.7.1风轮转速优化设计.............................................................. - 161 -5.7.2叶片数量优化设计.............................................................. - 162 -5.7.3跷跷板摆动结构.................................................................. - 164 -5.7.4功率控制.............................................................................. - 165 -5.7.5刹车系统.............................................................................. - 169 -5.7.6变速运行方式...................................................................... - 169 -5.7.7发电机的选择...................................................................... - 171 -5.7.8传动链布局.......................................................................... - 171 -5.8人身安全设计考虑......................................................................... - 173 -第五章风力发电机组总体设计风力发电机组除了完成最基本的能量转换之外，还要考虑成本和竞争性。
风力发电机组总体设计
1．总体设计一、气动布局方案包括对各类构形、型式和气动布局方案的比较和选择、模型吹风，性能及其他气动特性的初步计算，确定整机和各部件（系统）主要参数，各部件相对位置等。
最后，绘制整机三面图，并提交有关的分析计算报告。
二、整机总体布置方案包括整机各部件、各系统、附件和设备等布置。
此时要求考虑布置得合理、协调、紧凑，保证正常工作和便于维护等要求，并考虑有效合理的重心位置。
最后绘制整机总体布置图，并编写有关报告和说明书。
三、整机总体结构方案包括对整机结构承力件的布置，传力路线的分析，主要承力构件的承力型式分析，设计分离面和对接型式的选择，和各种结构材料的选择等。
整机总体结构方案可结合总体布置一起进行，并在整机总体布置图上加以反映，也可绘制一些附加的图纸。
需要有相应的报告和技术说明。
四、各部件和系统的方案应包括对各部件和系统的要求、组成、原理分析、结构型式、参数及附件的选择等工作。
最后，应绘制有关部件的理论图和有关系统的原理图，并编写有关的报告和技术说明。
五、整机重量计算、重量分配和重心定位包括整机总重量的确定、各部分重量的确定、重心和惯量计算等工作。
最后应提交有关重量和重心等计算报告，并绘制重心定位图。
六、配套附件整机配套附件和备件等设备的选择和确定，新材料和新工艺的选择，对新研制的部件要确定技术要求和协作关系。
最后提交协作及采购清单等有关文件。
总体设计阶段将解决全局性的重大问题，必须精心和慎重地进行，要尽可能充分利用已有的经验，以求总体设计阶段中的重大决策建立在可靠的理论分析和试验基础上，避免以后出现不应有重大反复。
阶段的结果是应给出风力发电机组整机三面图，整机总体布置图，重心定位图，整机重量和重心计算报告，性能计算报告，初步的外负载计算报告，整机结构承力初步分析报告，各部件和系统的初步技术要求，部件理论图，系统原理图，新工艺、新材料等协作要求和采购清单等，以及其他有关经济性和使用性能等应有明确文件。
风电机组结构概述
(二)变速(变频)系统
对于目前几乎的所有变速型机组，无论是双馈型、半直驱型，还是直
驱型机组 ， 都毫不例外地使用了变频器 CFrequency Converter) .因此在现在
以及将来的一段时间内，变频器必将作为风力发电机组中发电机控制的关键设
备而长期存在。变频器，顾名思义就是对频率进行变换的器件 ， 它是机组中最 重要的电控设备之
24VDC 供电与信号电缆、通信电缆等。
而轮毅中的变桨电气柜一般为七柜式 : 三个轴柜，分别负责三个时片
的变桨电机的控制 ， 主要包含三个变桨电机和电磁刹车的驱动装置 ， 三个电池
柜，包含有三个时片在紧急情况下的顺桨供电电池 ， 一个变桨主控柜 ， 负责向
三个轴柜和三个电池柜供电 ， 并收集三个时片的相关信息。或者为四柜式将
(8) 刹车片厚度监测、刹车片温度检测 ，
小球 (Micon 600kW) 、振动摆锤 (G5X 850kW) 等 ，
( 0 ) 其它带辅助触点的
变送器 ，如超速监测棋块、振动监测棋块、过热保护模块 等。 4 、液压系统
液压系统是风力发电机组很重要的执行子 系统之一 ， 主控系统通过电
磁阀(包括 比例阀)以及压力传感器、压力继电器(压力开关)构成控制闭环 ，
机外转子(永磁体)相连接。
( 三 〉发电机
发电机是风力发电机组最重要的设备之一，是机电一体化的产物。从 机械角度看 ， 发电机的安装、对中、减震等都很重要。
(四〉液压系统
在风力发电机组中 ， 液压系统是机组重要的执行系统，从液压系统的
组成上来说， 它主要包括动力元刊 一二液压泵、执行元件一二液压缸和液压马 达、控制元件 各种控制阀 、 辅助元1'1 蓄能器和油箱等 :从液压的应用
第3章_风电机组总体设计
l
设计风速的选择原则
同样可分析额定风速vR与切出风速vF的关系。目前典型商业风电 机组的vF一般为20~25m/s，而vR在10~15m/s之间。显然，风电机组切 出风速vF高，可以更有效的利用风能，但同时会导致风电机组制造成 本的增加。比如，若取vF = 2.5vR，即(2.53=15.6)，则要求风电机组至 少能够在15倍vR风速所提供能量的范围正常发电，对结构强度和控制 系统等方面的设计要求会随之提高。因而，除非为了特定的目的取很 小的vR值时，一般情况下取vF < 2.5vR 。 对额定风速vR的分析中需要提及，出于扩大设备的生产规模和降 低制造成本的考虑，以往欧美国家的风电制造企业一般只选择两种额 定风速作为设计值：其一为vR =11m/s，主要针对平均风速小于6m/s的 风场的需求；另一个则取vR =13m/s或vR =14m/s，用于平均风速较高些 的风场。此种选择可以不考虑一般风场的额定风速设计，对大批量生 产当然很实用。但有鉴于目前风电场大型化的发展趋势，简单的估算 和选择风电机组额定风速可能对风电机组的发电量产生较大影响。
式中，PeR为额定电功率；vC为切入风速；vR为额定风速；vF为切出风 速。
Ø
设计风速与电功率的基本关系 式(3-3)中的指数k为威布尔分布f(v)的形状参数，相应的系数a和b 由下式给出：
l
风电机组平均功率及其分析
平均功率主要用于风电机组总发电量的评估。积分形式表达的平 均功率定义为 ∞ 3-6 P = P f (v)dv
n l
风电机组设计风速与功率 基本概念 如图3-1所示，在风功率PW的作用下，风轮低速轴产 生机械功率Pm，一般需要经传动链产生高速轴功率Pt，输 入发电机后产生电功率Pe。
l
风力发电机组方案设计
风力发电机组方案设计风力发电机组是一种利用风能转化为电能的设备。
它由风轮、发电机、塔架和控制系统等部分组成。
在设计风力发电机组方案时，需要考虑以下几个方面：风资源评估、电力需求、风轮选择、塔架设计、发电机选择和控制系统设计。
首先，进行风资源评估是设计风力发电机组的第一步。
通过选择合适的测风点，并收集风速和风向数据，对风能资源进行评估。
可以利用气象台的数据或安装测风塔来进行多年的测量，以确定是否适宜建设风力发电机组。
评估结果将有助于决定风力发电机组的规模和数量。
其次，要考虑电力需求。
根据实际需求和预测负荷，确定所需的风力发电机组容量。
容量的选择应该在满足电力需求的前提下，尽量避免过度建设。
同时，还需要考虑系统的可靠性和备用容量，以应对突发负荷增加和设备故障等情况。
接下来是风轮的选择。
风轮的设计和选择是风力发电机组方案设计的核心。
常见的风轮类型有水平轴和垂直轴两种。
水平轴风轮通常是三叶片结构，转动方向与风向垂直；垂直轴风轮则可以是多叶片或直翼叶片结构，转动方向与风向平行。
根据风能资源评估结果，选择适应当地风速和风向的风轮类型和直径。
塔架设计是风力发电机组方案设计的又一个重要环节。
塔架的高度将会影响到风轮的受力和发电效率。
一般情况下，塔架的高度应该使风轮转动区域能够达到更高风速的区域，但同时也要考虑成本和可行性。
适当的塔架高度能够提高发电效率，减小受地面摩擦影响，但过高的塔架会增加制造和安装成本。
发电机的选择也是设计风力发电机组方案的重要一环。
发电机通常是由风轮带动的，并将机械能转化为电能。
根据风力发电机组的容量和设计要求，选择合适的发电机类型和额定功率。
常见的发电机类型有同步发电机和异步发电机。
同步发电机适用于大型风力发电机组，而异步发电机适用于小型和中型风力发电机组。
最后是控制系统设计。
控制系统对于风力发电机组的运行和性能至关重要。
控制系统应该能够监测风速、风向和电力需求等参数，并通过调整转速和叶片角度等参数来实现最佳发电效果。
mw风力发电机组设计-总体设计
输电系统设计
根据风力发电机组的分布 和电力需求，设计合理的 输电系统，确保电力的高 效传输。
控制系统设计
建立完善的控制系统，实 现对风力发电机组的远程 监控和自动控制，提高运 行效率。
维护设施设计
合理规划维护设施，如机 道路、维修车间等，确保 风力发电机组的维护和检 修方便快捷。
05
总体设计的优化与改进建议
采用传感器和远程监控技术，实时监测机组运行状态， 及时发现并处理故障，提高机组可靠性。
感谢观看
THANKS
总体设计是MW风力发电机组设计的关键环节，它决定了整个机组的性能、可 靠性、成本和生产周期。一个优秀的总体设计方案能够提高风能利用率、降低 机组重量、减少维护成本，从而提升机组的整体经济效益。
总体设计的原则与目标
原则
总体设计应遵循结构简单、性能稳定、成本低廉、易于维护等原则。同时，要充 分考虑风能资源的特性、环境条件、载荷条件等因素，确保机组的安全性和可靠 性。
MW风力发电机组设 计-总体设计
• 风力发电机组概述 • 总体设计概述 • 风能资源评估 • 风力发电机组选型与布置 • 总体设计的优化与改进建议
目录
01
风力发电机组概述
风力发电机组简介
01
风力发电机组是一种将风能转化 为电能的装置，主要由风轮、发 电机、塔筒等部分组成。
02
风能是一种清洁、可再生的能源 ，风力发电机组在实现能源转换 的同时，也有助于减少对化石能 源的依赖和环境污染。
模块化设计
将机组划分为多个模块，便于生产 和维护，降低制造成本。
优化维护策略
制定合理的维护计划，延长机组使 用寿命，降低维修成本。
提高机组可靠性的设计优化
增强结构强度
风力发电机组的设计与优化
风力发电机组的设计与优化一、引言风力发电作为清洁、可再生的能源之一，受到了越来越多国家的重视和推广。
而风力发电机组作为实现风能转化为电能的关键设备，其设计和优化对于提高发电效率和降低成本具有重要意义。
本文将从风力发电机组的设计、叶片优化、发电机的选择和控制系统的设计等方面进行介绍和讨论。
二、风力发电机组的设计1. 整机结构设计风力发电机组的整机结构设计包括塔架、机舱和叶轮系统三个部分。
塔架需要具备足够的高度和稳定性，以承受风力载荷和支撑整个机组。
机舱是发电机、传动系统和控制系统等的安装位置，需要考虑良好的通风与散热。
叶轮系统包括叶片和轮毂，其叶片的形状和数量会直接影响到整机的转矩和发电效率。
2. 叶片设计与优化叶片是转化风能为机械能的关键部分，其设计和优化对风力发电机组的性能影响很大。
在设计叶片时，需要考虑风速、密度、风向的变化等因素，以及叶片材料的选择和叶片形状的优化。
一些先进的设计方法如气动外形优化、结构优化等可以提升叶片的性能，降低噪音和振动。
3. 发电机的选择发电机是将机械能转化为电能的核心部件，选择适合的发电机对于发电效率和功率输出有重要影响。
常见的风力发电机组使用的发电机有同步发电机和异步发电机等。
同步发电机由于具备高效率和较宽工作范围，在大部分的风力发电机组中得到了广泛应用。
异步发电机在小型风力发电机组中使用较多，其结构简单、成本较低。
根据具体需求，合理选择发电机型号和参数是提高风力发电机组发电效率和经济性的关键。
4. 控制系统的设计控制系统是风力发电机组的重要组成部分，它对风轮的运行状态、功率输出和安全性等方面进行监控和控制。
风力发电机组的控制系统应具备自适应性和高可靠性，能够根据风速的变化调节转速、叶片角度和发电机负载等参数，以实现最大的发电效率。
同时应具备实时监测和故障自诊断功能，及时处理异常情况，确保设备的安全运行。
三、发电机组的优化1. 提高发电效率提高发电效率是风力发电机组优化的关键目标之一。
工程风力发电站设计方案
工程风力发电站设计方案一、项目概况随着全球能源需求的增长，清洁能源越来越受到人们的关注。
风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛的关注和推广。
本项目旨在设计一座风力发电站，利用自然风力发电，为当地提供清洁、可靠的电能。
本项目选址于中国沿海地区，地处风力资源较为丰富的山脉之间，地势平缓、气候温和。
项目计划建设10台3兆瓦风力发电机组，总装机容量30兆瓦。
项目建设周期为2年，预计运营寿命为20年。
二、技术和经济可行性分析1. 技术可行性风力发电是一种成熟的技术，其原理是利用风能推动风力发电机发电。
我国在风力发电技术和设备制造方面已经取得了长足的进步，因此在技术可行性方面并不成问题。
在选址上，本项目所选址地处风资源丰富的地区，风速较大，适宜进行风力发电。
2. 经济可行性近年来，风力发电的发电成本逐渐降低，与传统燃煤发电相比具有一定的竞争优势。
同时，随着政府对清洁能源的支持力度不断增加，风力发电的市场前景可观。
因此，本项目在经济可行性上具有较大的潜力。
三、设计方案1.选址和规划本项目选址于风资源丰富的地区，地处山脉之间，地势较为平缓。
项目计划建设10台3兆瓦风力发电机组，总装机容量30兆瓦。
基地规划面积约为100亩，包括发电机组区、变电站、办公区及配套设施等。
2.风力发电机组选型本项目计划采用国内外成熟的风力发电机组，主要考虑装机容量、可靠性、维护成本和服务态度等因素。
通过市场调研和技术评估，选用3兆瓦的大型风力发电机组，具有较高的效益和可靠性。
3.风力发电机组布局风力发电机组的布局设计将根据当地的风向和气候条件进行定位，以保证风力发电机组每年的平均利用小时数最大化。
同时，布局设计还要考虑到风力发电机组之间的协调运行和维护，以减少不必要的能源损耗。
4.风力发电站的建设标准风力发电站的建设标准将根据国家规定和行业标准进行设计，符合环保要求和建设可靠性要求。
同时，建设标准还需考虑到当地特殊气候条件和地质条件，以确保风力发电站的安全性。
风力发电机组方案设计
风力发电机组方案设计
满足客户需求
一、背景介绍
风力发电机组是利用风力机组的原理将风吹过特定型号叶片的旋转能转变为电能的发电装置。
在有风的地方，风力发电机组能够使用本地资源发电，而不会影响环境。
由于其能源利用的可再生性，风电发电机组被认为是可持续发展的优选技术，具有投资不高、可预测性好、节能环保等优点，被广泛应用于家庭、农村、工厂、学校等用电场所。
风力发电设计该提供给客户的解决方案将覆盖风力发电机组的供电范围、发电量等，具体要求如下：
1.功率范围：50kW-1000kW
2.电压：6kV-35kV
3.风速：从3.0m/s到25.0m/s
二、发电机组结构
根据客户提供的条件，选择风力发电机组结构，首先考虑使用技术可行性，同时也考虑风力机组的安装条件，选择合适的结构解决方案。
1.机组安装：风力发电机组采用水平安装或者倾斜安装，具体根据现场情况考虑，一般选择水平安装。
2.叶片：风力发电机组的叶片选择由客户提供，根据机组安装位置及风能资源分析选择叶片型号，提供常用的叶片型号。
3.齿轮箱：根据发电机组工况，选择低转速高扭矩的变速箱，提供低速大功率变速箱等方案。
风力发电机组设计与制造学习资料
第一章、绪论1、风力发电机组的组成风力发电机组可分为风轮、机舱、塔架和基础几个部分;1风轮由叶片和轮毂组成;叶片具有空气动力外形,在气流作用下产生力矩驱动风轮转动,通过轮毂将扭矩输入到主传动系统;2机舱由底盘、导流罩和机舱罩组成,底盘上安装除主控制器以外的主要部件;机舱罩后部的上方装有风速和风向传感器,舱壁上有隔音和通风装置等,机舱底部与塔架连接;3塔架支撑风轮与机舱达到所需要的高度;塔架上安置发电机与主控制器之间的动力电缆、控制和通信电缆,还装有供操作人员上下机舱的扶梯,大型机组还设有升降机;4基础为钢筋混凝土结构,根据当地地质情况设计成不同的形式;基础中心预置有于塔架连接的基础部件,以保证将风力发电机组牢牢固定在基础上;基础周围还设置预防雷击的接地装置;2、变桨距、变速型的风力发电机组内部结构1变桨距系统：设在轮毂之中,对于电动变距系统来说,包括变距电动机、变距减速器、变距轴承、变距控制器和备用电源等;2发电系统：包括发电机、变流器等;3主传动系统：包括主轴及主轴承、齿轮箱、高速轴和联轴器等;4偏航系统：由偏航电动机、偏航减速器、偏航轴承、制动机构等组成;5控制与安全系统：包括传感器、电气设备、计算机控制与安全系统含相应软件和控制欲安全系统执行机构等;此外,还设有液压系统,为高速轴上设置的制动装置、偏航制动装置提供液压动力;液压系统包括液压站、输油管和执行机构;为了实现齿轮箱、发电机、变流器的温度控制,设有循环油冷却系统、风扇和加热器;3、风力发电机组的分类：1按功率大小：a微型~1kw；b小型1~100kw；c中型100~1000kw；d大型1000kw以上;2按风轮轴方向：a水平轴风力发电机组随风轮与塔架相对位置的不同而有上风向与下风向之分;风轮在塔架的前面迎风旋转,叫做上风向风力发电机组；风轮安装在塔架后面,风先经过塔架,再到风轮,则称为下风向风力发电机组;上风向风力发电机组必须有某种调向装置来保持风轮迎风,而下风向风力发电机组则能够自动对准风向,从而免去了调向装置;对于下风向风力发电机组,由于一部分空气通过塔架后再吹向风轮,这样塔架就干扰了流过叶片的气流而形成塔影效应,增加了风轮旋转过程中叶片载荷的复杂性,降低了风力发电机组的出力和其他性能；b垂直轴风力发电机组;3按功率调节方式：a定桨距风力发电机组；b变桨距调节风力发电机组；c主动失速调节风力发电机组;4按传动形式：a高传动比齿轮箱型；b直接驱动型；c中传动比齿轮箱型半直驱;5按发电机转速变化：a定速恒速；b多态定速；c变速;4、设计依据风力发电机组的设计依据是风力发电机组的设计任务书,一般包括基本形式、基本参数和外部条件;1基本形式：目前的主流机型是水平轴、上风向、三叶片、变桨距、变速恒频风电机组; 2基本参数：风力发电机组的基本参数主要是指风力发电机组的额定功率、转速范围、总效率、设计寿命和生产成本等;3外部条件：风力发电机组的外部条件包括运行环境条件、电网条件和风场地质情况;运行环境条件主要是风资源、湍流和阵风情况、气候情况等;5、设计内容设计内容包括风力发电机组设计图样和相关的设计文件;设计图样包括外观图、部件图和零件图；设计文件包括设计计算说明书、运输和安装说明书、用户使用和维护手册等;1外观图：风力发电机组的外观图描述了其整体结构并标注了主要尺寸,同时用文字注明了设备的技术特征,如机组类型、功率调节方式、风轮旋转方向、额定功率、额定风速、风轮直径、风轮转速范围、风轮倾角、风轮圆锥角、变距最大角度、齿轮箱类型、齿轮箱增速比、发电机类型、塔架类型、轮毂中心高和各主要部件质量;2部件图：部件图是各层次安装工作的指导图样,表示各零件之间的装配关系、配合公差、轮廓尺寸、装配技术条件和标题栏等;3零件图：零件图是生产零件的依据,包括零件的结构和形状、尺寸、表面粗糙度和几何公差、材料及表面处理技术要求、技术条件、标题栏等;设计零件时,要进行相应的载荷分析和强度校核;4设计文件：设计文件是与设计相关的规范性文件,详细描述了机组设计、制造、装配、运行维护过程的理念、标准、理论依据、方法和技术要求,用于设计部门存档、指导装配和安装、指导用户作业和指导维修人员的维修作业;6、设计原则可靠性、经济性与社会效益、先进性、工艺性和易维修性、标准化;7、设计步骤1方案设计概念设计：确定风力发电机组的主要参数、整体布局和结构形式；对机组的整体载荷及整机质量进行初步计算,选择主要部件的结构,完成机舱布局的计算机设计模型；同时给定控制策略;在此基础上撰写方案设计说明书;2技术设计初步设计：根据方案设计资料,进行整机和部件结构设计和确定技术要求；进行机组载荷计算和分析；对关键零部件进行校核计算和分析；进行电气控制与安全系统设计；初步选择外购件的型号;在此基础上提供技术设计图样和技术设计说明书;3施工设计详细设计：根据技术设计结果,进行载荷计算,对零部件进行强度和刚度校核及失效分析,对关键零部件进行优化设计；对整机进行可靠性分析和动态分析;修改和审定加工图样和技术文件,填写标准件和外购件明细表,撰写设计计算说明书、运输和安装说明书以及用户使用和维修手册;第二章、风力发电机组机械设计基础1、风力发电机组等级由风速和湍流参数决定,分级的目的在于最大限度的利用风能,风速和湍流参数代表了相应风电机组安装场地的类型;注：1、表中所示参数值对应于轮毂高度;2、V ref表示10min平均参考风速；A表示高湍流特性等级；B表示中湍流特性等级；C表示低湍流特性等级；I ref表示风速为15m/s时湍流强度的期望值;2、风况分为：正常风况风力机正常运行期间频繁出现的风况条件和极端风况1年一遇或50年一遇的风况条件;参考风速：50年一遇在轮毂高度处持续10min阵风;3、风况条件是由平均恒流与确定阵风或湍流结合而成;4、每种类型的外部条件又可分为正常外部条件和极端外部条件;5、湍流：风速矢量相对于10min平均值的随机变化;在使用湍流模型时应考虑风速、风向和风切边变化的影响;6、湍流风速矢量的三个分量；纵向沿着平均风速方向横向水平并且与纵向垂直的方向竖向与纵向和侧向均垂直的方向7、正常风廓线模型NWP：风廓线vz是地表以上平均风速对垂直高度z的函数;Vz=VhubZ/Zhub的a次方;8、极端风况：用于确定风力发电机组的极端风载荷,这些风况包括由暴风及风速和风向的迅速变化造成的风速峰值;9、极端风速模型EWM：极端风速模型可能为稳定的或波动的风模型;风速模型应该基于参考风速Vref和确定的湍流标准差σ1,σ1=Iref+b;b=s,σ1=;10、其他环境条件：热、光、腐蚀、机械、电或其他物理作用、温度、湿度、空气密度、阳光辐射、雨、冰雹、雪和冰、活学活性物质、雷电、地震、盐雾;11、正常环境：温度-30~+150,湿度<=95%,阳光辐射强度1000W/m2;12、电网条件：1电压标称值+10%2频率标称值+2%3三相电压不平衡度,电压负序分量的比率不超过2%4适合的自动重合周期5断电,假定电网一年内断电20次,一次断电6小时为正常条件,断电一周为极端条件;13、设计工况：分为运行工况启动发电关机和临时性工况运输吊装维护14、设计工况：发电、发电兼有故障、起动、正常关机、紧急关机、停机、停机兼有故障、运输装配维护和修复;15、DLC设计载荷状态 ECD方向变化的极端连续阵风模型 EDC极端风向变化模型EOG极端运行阵风模型EWM极端风速模型EWS极端风切变模型ETM极端湍流模型NTM正常湍流模型NWP正常风廓线模型F疲劳性载荷分析U极限强度分析N正常A非正常 T运输和安装Vmaint维修保养风速;16、局部安全系数：由于载荷和材料的不确定性和易变性,分析方法的不确定性以及零件的重要性,在设计中一定要有必要的安全储备;17、载荷局部安全系数：载荷特征值出现不利偏差的可能性或不确定性；载荷模型的不确定性;18、材料局部安全系数：材料特征值出现不利偏差的可能性或不确定性；零件截面抗力或结构承载能力评估不确定的可能性；几何参数不确定性；结构材料性能与试验样品所测性能之间的差别；换算误差;19、失效影响安全系数用来区分以下几类零件：1一类零件：失效安全结构件结构件失效后不会引起风力发电机组重要零件的失效2二类零件：非失效安全结构件3三类零件：非失效安全机械件把驱动机构和制动机构与主结构连接起来,以执行风力发电机组无冗余的保护功能;20、风力发电机组极限状态分析内容：极限强度分析；疲劳失效分析；稳定性分析；临界挠度分析;21、稳定性分析：在设计载荷作用下,非失效安全的承载件不应发生屈曲;对于其他零件在设计载荷下,允许发生弹性变形;在特征载荷下,任何零件都不应发生屈曲;第三章、总体设计总体参数是涉及到风力发电机组总结结构和功能的基本参数,主要包括额定功率、发电机额定转速、总效率、设计寿命、年发电量、发电成本、总重量、重心;1、额定功率是正常工作条件下,风力发电机组的设计要达到的最大连续输出电功率;2、设计寿命：风电机组安全等级I到Ⅲ的设计寿命至少为20年;3、额定风速是锋利发电机组达到额定功率输出时规定的风速;10~15m/s；切入风速是风力发电机组开始发电时,轮毂高度处的最低风速;3~4m/s；切出风速是风力发电机组达到设计功率时,轮毂高度处的最高风速;25m/s攻角不变,半径r处的叶素弦长与风轮转速Ω的平方成反比；变桨距攻角改变,反比于转速;4、叶片质量正比于外壳厚度与弦长的乘积,因此它随转速而正比增加;5、转速增加导致叶片重量增加、成本增加,同时转速增加导致叶片平面外的疲劳弯矩减小,机舱和塔架成本减少;6、风力发电机组产生的气动噪声正比于叶尖速度的5次方;陆基叶尖速限制在65m/s,海上74m/s;7、比功率：风力发电机组额定功率与风轮的扫掠面积的比值;405W/m平方;风电机组的总体布局包括整机各部件、各系统、附件和设备等布置;8、总体布置原则：保证风力发电机组的强度、刚度、抗振性、平衡和稳定性,支撑部件要力求有足够的刚度；整机各部件、各系统、附件和设备等,要考虑布置得合理、协调、紧凑；保证正常工作和便于维护,并考虑有较合理的重心位置；传统系统力求简短,达到结构紧凑、体积小、重量轻;9、相似设计：根据研究出来的性能良好、运行可靠地模型来设计与模型相似的新风力机;10、风力机相似是指风轮与气体的能量传递过程以及气体在风力机内流动过程相似,他们在任一对应点的同名物理量之比保持常数,这些常数叫相似常数;11、相似条件：几何相似、运动相似、动力相似;12、几何相似：模型与原型风力机的几何形状相同,对应的线性长度比为一定值;13、运动相似：空气流经几何相似的模型与原型机时,其对应点的速度方向相同、比例保持常数;14、动力相似：满足几何相似、运动相似的模型与原型机上,作用于对应点力的方向相同,大小之比应保持常数;15、Re为雷诺数,表示作用于流体上的惯性力与黏性力之比16、对于具有相同叶尖速比的相似模型和原型机,他们的效率也相等;17、模型试验中,雷诺数的值比临界雷诺数高,相似性依旧成立;相反相似性差;18、风电机组成本排序：叶片、塔架、齿轮箱、机舱、电网联接、发电机;第四章、风轮与叶片设计风轮的作用是把风的动能转换成风轮的旋转机械能;风轮的输出功率与风轮扫掠面积或风轮直径的平方、风速的立方和风能利用系数成正比;第一节、概述一、叶片的基本概念1、叶片长度：叶片径向方向上的最大长度；2、叶片面积：叶片旋转平面上的投影面积；3、叶片弦长：叶片径向各剖面翼型的弦长；4、叶片扭角：叶片各剖面弦线和风轮旋转平面的夹角;二、风轮的几何参数1、叶片数：风轮的叶片数取决于风轮尖速比；2、风轮直径：风轮在旋转平面上的投影圆的直径；3、轮毂高度：风轮旋转中心到基础平面的垂直距离；4、风轮扫掠面积：风轮在旋转平面上的投影面积；5、风轮锥角：叶片相对于和旋转轴垂直的平面的倾斜角；其作用是在风轮运行状态下减少离心力引起的叶片弯曲应力和防止叶尖与塔架碰撞的机会;6、风轮仰角：风轮的旋转轴线和水平面的夹角；其作用是避免叶尖和塔架的碰撞;7、风轮偏航角：风轮旋转轴线和风向在水平面上投影的夹角；偏航角可以起到调速和限速的作用,但在大型风力发电机组中一般不采用这种方式;8、风轮实度：叶片在风轮旋转平面上投影面积的总和与风轮扫掠面积的比值；实度大小与尖速比成反比;三、风轮的物理特性1、风轮转速;2、风轮叶尖速比公式;3、风轮轴功率公式;第二节、风轮载荷设计计算一、叶片受力示意图升力,阻力系数公式;翼型的选择：对于低速风轮,由于叶片数较多,不需要特殊的翼型升阻比；对于高速风轮,由于叶片数较少,应当选用在很宽的风速范围内具有较高升阻比和平稳失速特性的翼型,对粗糙度不敏感,以便获得较高的功率系数；另外要求翼型的气动噪声低;二、叶片载荷1、静载荷1最大受力：50年一遇的最大阵风作为最大静载荷值；2最大弯矩：当重力和气动力在同一方向上；3最大扭矩：当最大阵风时;2、动载荷1由阵风频谱的变化引起的受力变化；2风剪切影响引起的叶片动载荷；3偏航过程引起的叶片上作用力的变化；4弯曲力矩变化,由于自重及升力产生的弯曲变形；5在最大转速下,机械、空气动力制动,风轮制动的情况下；6电网周期性变化;三、叶片的受力分析离心力、风压力、气动力矩、陀螺力矩;四、风轮的强度校核1、在载荷下运转时叶片强度的计算;2、无载荷运转时叶片轴强度的计算;3、叶片停转时叶片轴强度的计算;第三节、叶片气动设计一、风力机的性能指标风轮输出功率、风能利用系数、尖速比、推力系数;相关公式二、风力机的空气动力学设计动量理论、叶素理论;三、叶片结构设计与制造一轻型结构叶片的优缺点：优点：1、在变距时驱动质量小,在很小的叶片机构动力下产生很高的调节速度；2、减少风力发电机组总质量；3、风轮的机械制动力矩小；4、周期振动弯矩由于自重减轻而很小；5、减少了材料成本；6、运费减少；7、便于安装;缺点：1、要求叶片结构必须可靠,制造费用高；2、所用材料成本高；3、风轮在阵风时反应灵敏,因此,要求功率调节也要快；4、材料特性和载荷计算必须很准确,以免超载;二叶片材料用于制造叶片的主要材料有玻璃纤维增强塑料GRP、碳纤维增强塑料CFRP、木材、钢和铝等;目前叶片多为玻璃纤维增强复合材料GRP,基体材料为聚酯树脂或环氧树脂;环氧树脂比聚酯树脂强度高,材料疲劳特性好,且收缩变形小;聚酯材料较便宜,它在固化时收缩大,在叶片的连接处可能存在潜在的危险,即由于收缩变形在金属材料与玻璃钢材料之间可能产生裂纹;复合材料的优点：可设计性强、易成型性好、耐腐蚀性强、维护少,易修补;缺点：耐热性差；抗剪切强度低；存在老化问题；生产时安全防护；表面强度低；可以燃烧;GRP材料的风力发电机组叶片成形工艺有手工湿法成形、真空辅助注胶成形和手工预浸布铺层等;三叶片主体结构叶片截面类型：实心截面、空心截面、空心薄壁复合截面等;蒙皮：提供叶片的气动外形,同时承担部分弯曲载荷与大部分剪切载荷;蒙皮的层状结构包括胶衣层、玻纤毡增强层、强度层;主梁：承载叶片的大部分弯曲载荷,是主要的承力结构;四铺层设计原则1、均衡对称原则；2、定向原则；3、按照内力方向的取向原则；4、顺序原则；5、抗局部屈曲设计原则；6、最小比例原则；7、变厚度设计原则；8、冲击载荷区设计原则;五叶根结构形式1、螺纹件预埋式：连接最可靠,但每个螺纹件的定位必须准确；2、钻孔组装式：优点：不需要贵重且质量大的法兰盘；在批量生产中只有一个力传递元件；由于采用预紧螺栓,疲劳可靠性很好；通过螺栓很好的机械联接,法兰不需要粘接;缺点：需要很高的组装精度；在现场安装,要求可靠的螺栓预紧;六功率调节方法1、失速控制优点：叶片和轮毂之间无运动部件,轮毂结构简单,费用低；没有功率调节系统的维护费用；在失速后功率的波动相对较小;缺点：气动制动系统可靠性设计和制造要求高；叶片、机舱和塔架上的动态载荷高；由于常需要制动过程,在叶片和传动系统中产生很高的机械载荷；起动性差；机组承受的风载荷大；在低空气密度地区难以达到额定功率;2、变浆距控制优点：起动性好；刹车机构简单,叶片顺浆后风轮转速可以逐渐下降；额定点以后的输出功率平滑；风轮叶根承受的静、动载荷小;缺点：由于有叶片变距机构,轮毂较复杂,可靠性设计要求高,维护费用高；功率调节系统复杂,费用高;七防雷击保护雷击造成叶片损坏的机理：一方面,雷电击中叶尖后,释放大量能量,使叶尖结构内部的温度急剧升高,引起气体高温膨胀,压力上升,造成叶尖结构爆裂破坏,严重时使整个叶片开裂；另一方面,雷击造成的巨大声波对叶片结构造成冲击损坏;八降噪措施①提高制造精度,降低表面粗糙度；②修正轮齿缘;在制造齿轮时,在齿轮顶侧沿齿宽修成直线或均匀曲线；③改用斜齿轮；④改进齿轮参数;减小v、d,选取互为质数的传动比；⑤齿轮的阻尼处理;高阻尼、不淬火；⑥改进润滑方式;第四节、轮毂设计一、风轮轮毂的结构设计轮毂是连接叶片与主轴的重要部件,作用是传递风轮的力和力矩到后面的机械结构中去;通常轮毂的形状为三通形或三角形;常用的轮毂形式有：1刚性轮毂；2柔性轮毂铰链式轮毂,叶片在挥舞方向、摆振方向和扭转方向上都可以自由活动;由于铰链式轮毂具有活动部件,相对于刚性轮毂来说,制造成本高,可靠性相对较低,维护费用高；它与刚性轮毂相比所说力与力矩较小;二、风轮轮毂的载荷分析轮毂载荷的分析方法：最大剪切法、ASME锅炉和压力容器规则法、变形能法;第五章、传动与控制机构设计1、传动与控制机构：传动机械能所需传动机构和机组控制调节所需驱动机构2、主传动链：风轮轴功率传递到发电机系统所需机构;典型的主传动链包括风轮主轴系统、增速传动机构齿轮箱、轴系的支撑与连接轴承、联轴器和制动装置;设计要求：载荷传递路径最短,结构紧凑,机械传动系统与承载轴承部件集成;主要构件支撑方式：由独立轴承支撑主轴,三点支撑式主轴,主轴集成到齿轮箱,轴承集成在机舱底盘,固定主轴支撑风轮;3、主轴轴承：径向与轴向支撑通常采用滚动轴承,易产生弯曲变形;轴承计算包括静态和动态额定值、轴承寿命分析等;4、主轴：仅考虑主轴传递扭矩的初步结构设计计算,考虑综合载荷作用的主轴强度计算;5、轴系连接构件：高速轴与发电机轴采用柔性联轴器,以弥补安装误差、解决不对中问题；需考虑对机组安全保护功能；可降低成本；还需考虑完备的绝缘措施;轴与齿轮键连接平键、花键;6、主传动链齿轮：采用大传动比齿轮传动装置,将风轮所产生转矩传递到发电机,使其得到相应转速;基本特点：大传动比,大功率,难以确定动态载荷；常年运行在极端环境下,高空维修困难；设法见效其结构和重量；设置刹车装置,配合风轮气动制动;在满足可靠性和工作寿命要求前提下,以最小体积和重量为目标,获得优化的传动方案;7、齿轮箱：箱体,传动机构,支撑构件,润滑系统,其他附件;传动形式：定轴,行星齿轮以及组合传动；级数：单级,多级；布置形式：展开式,分流式,同轴式;风电齿轮箱：多级齿轮传动,采用一级或两级行星齿轮与定轴齿轮组成的混合轮系;8、轮系：由若干对啮合齿轮组成的传动机构,以满足复杂的工程要求;定轴：所有齿轮几何轴线位置固定,分为平面和空间定轴轮系,尽可能使传动级数少;星系轮系：至少有一个齿轮的轴线可绕其他齿轮轴线转动,传动效率高,承载能力强,结构简单工艺性好;9、设计载荷：分析过程要参照相应设计标准;最重要载荷参数是反映风轮输出转矩及其相应特性的载荷谱;制动载荷：风轮制动主要依靠气动制动功能,制动时间比机械制动时间短,机械制动多用于紧急情况;10、齿轮箱结构设计：内部构件尺寸+运行环境确定外部载荷准确信息;一般传动系统设计标准给出工况系数KA;;结构设计：初步确定总体结构参数,箱体结构设计,齿轮与轴的结构设计,构建连接;11、传动效率与噪声：散热是紧凑结构齿轮箱的关键,定轴轮系每级损失2%,行星轮1%,机组传动载荷小时效率会有明显下降;12、润滑油：减少摩擦,较高承载,防止胶合,降震,防疲劳点蚀,冷却防腐蚀;润滑系统：强制润滑,设置基本回路以及对润滑油加热冷却的回路;润滑方式有飞溅润滑和强制润滑;润滑油换油周期：开始,500h；运行过程,5000~10000h；定期抽样检测；半年检修；对齿轮箱重新进行检测;13、关机运动方程：空气动力矩,机械制动力矩,发电机电磁力矩;空气制动：定桨距由叶尖扰流器实现,变桨距由顺桨实现;机械制动：多置于高速轴;限制条件离心应力,摩擦速度,摩擦片温升,制动盘温升14、变桨距系统：起动,功率调节,主传动链制动;运动方程：空气动力矩,重力矩,摩擦力矩;15、电机驱动机构：驱动功率计算,电动机选择,变距轴承齿轮副传动比,减速箱基本参数;电机外壳的防护等级：IP--;电机外壳的防护GB/。
风力发电工程设计方案
风力发电工程设计方案1. 概述本文档将为您介绍一个风力发电工程设计方案，该方案将为您提供一个基础的设计框架来实现一个稳定、高效、可靠的风力发电系统。
该系统能够利用风力产生的能量，将其转化为电能，提供可再生的清洁能源。
2. 设计目标该风力发电系统的设计目标如下：1.实现最大化能量采集，提高发电效率；2.提高系统稳定性和可靠性，保证系统的长期稳定运行；3.保证系统的安全性，防止事故发生；4.减少系统操作和维护成本，提高经济性。
3. 系统组成该风力发电系统主要由以下几个部分组成：1.风机：负责采集风能，并将其转化为机械能；2.发电机：将机械能转化为电能；3.控制系统：监控风机的状态、调节风机的叶片角度，以最大化能量采集和提高系统稳定性；4.电池存储系统：存储发电机产生的电能以备不时之需；5.逆变器：将所产生的直流电转化为交流电，以供用户使用；6.基础设施：包括地基、塔杆、电缆、变压器等。
4. 设计考虑为了实现设计目标，我们考虑以下几点：1.风机选择：选择一款高效、可靠、经济的风机。
我们需要进行详细的市场调研来确定最适合的风机，同时需要对风机的安装环境进行评估和改进，以提高系统的稳定性和安全性。
2.叶片角度控制：通过控制风机叶片的角度，可以最大化能量采集，并提高系统稳定性。
为了实现自动控制，我们将使用先进的控制系统，并根据实际情况进行调节。
3.电池存储系统：电池存储系统能够为系统提供备用电源，同时可以对电能进行储存和平衡，确保系统运行的稳定性和可靠性。
我们将使用高质量的电池，同时制定详细的电池维护计划。
4.逆变器选择：选择一款高效、稳定、可靠的逆变器以实现电能的转换。
5.基础设施建设：对地基、塔杆、电缆等基础设施进行评估，并据此进行改善和升级，以确保系统的稳定运行和安全性。
5. 风险评估在设计过程中，我们需要对系统可能遇到的风险进行评估和规避措施的制定。
以下是一些可能遇到的风险：1.自然灾害（如龙卷风、飓风等）：我们将在系统设计中考虑防御措施，并选择适合的地理位置。
风电工程总承包总体技术方案
风电工程总承包总体技术方案一、工程概述随着能源需求的增长和环保意识的提高，风能作为一种清洁、可再生的能源资源，受到了越来越多的关注和重视。
风电工程作为利用风能发电的基础设施工程，已成为当今世界能源产业的热点之一。
我公司受到了政府的委托，承接了一项规模较大的风电工程总承包项目，本文将对该项目的总体技术方案进行详细的介绍和阐述。
二、项目地理位置和环境条件本项目选址于中国浙江省台州市的海岛地区，该地区地理位置优越，气候条件适宜，年平均风速较高，非常适合开展风电工程。
同时，该地区属于沿海地区，交通便利，具有良好的基础设施条件，有利于工程的建设和运营。
三、技术方案的整体设计思路本项目的总体技术方案设计思路是通过合理的选址和布局，在最大程度上利用风资源，采用先进的风力发电设备，实现高效、稳定、安全、环保的发电效果。
具体方案包括选址和布局、风电设备选型、电网接入、运维管理等。
四、选址和布局根据实际地理情况和气象条件，我们通过现场勘察和数据分析，选址在海岛上的高地区域，以便获取更加充分的风资源。
针对不同地形地貌，我们设计了合理的风电场布局，最大程度地提高了风电场的发电效益，减少了地形对风场生产的影响。
五、风电设备选型我们将选用国际上先进的风力发电设备，具体型号和参数根据实际情况进行选择。
在选型的同时，我们将结合当地地质和气象条件，调整设备的高度和叶片的角度，进一步提高发电效率。
此外，我们还将适当增加智能监测装置，对设备的状态进行实时监控，及时进行故障排查和维护，保证设备的安全稳定运行。
六、电网接入我们将建设一条新的并网输电线路，将风电场的发电量接入到当地的电网中。
在设计输电线路时，我们将充分考虑风电场的发电特点，采用合适的线路容量和技术参数，确保风电场的发电量能够全面接入到电网中，同时避免电网过载和安全隐患。
七、运维管理为了保障风电设备的长期稳定运行，我们将建立健全的运维管理体系。
我们将对设备进行定期的检查和维护，并编制详细的维护计划和应急预案。
风电工程设计方案
风电工程设计方案一、项目概述随着全球对清洁能源的需求不断增加，风力发电作为一种可再生的清洁能源方式，受到了越来越多的关注和青睐。
风力发电工程是指通过安装在地面或海域上的风力发电机组，利用风能转换成电能的设施。
本设计方案将对一座位于山西省的风力发电工程进行设计，力求达到安全稳定、高效节能并且对环境友好的目标。
二、工程地理环境山西省地处中国的中部，地处暖温带半湿润大陆性气候带。
全省总面积为15.35万平方公里，其中有81.9%的面积为山地，是中国重要的能源和工业基地。
该地区的风资源丰富，适宜于风力发电。
山西省在资源和地理环境上都非常适合进行风力发电工程的建设。
三、风电工程设计方案1.选择风力发电机组根据山西省的地理环境和风资源情况，我们将选择适合该地区的风力发电机组。
考虑到山西省的地理条件，我们将选择适合山地环境的垂直轴风力发电机组，这种类型的风机在山地环境下更为稳定和有效。
同时，我们还会考虑到风电机组的功率输出、转速和转矩等因素，以确保发电机组能够在山西省的风资源条件下高效稳定地运行。
2.基础设施建设风力发电工程需要各种基础设施的建设，包括风机基座、变桨装置、变频装置、风机主机、并网传输系统等。
我们将对这些基础设施进行合理的布局和设计，以确保其安全稳定地运行。
同时，我们还将进行地质勘测和风资源评估，以确定基础设施的建设位置和规模。
3.并网传输系统设计风力发电工程需要通过并网传输系统将发电机组的电能输送到电网中。
我们将对并网传输系统进行合理的设计，以确保其能够稳定和高效地将电能输送到电网中。
同时，我们还将对并网传输系统进行安全可靠性评估，以确保其安全可靠地运行。
4.环保设施建设在风力发电工程建设过程中，我们将注重环境保护和生态平衡。
我们将在工程设计方案中加入环保设施的建设，包括废气治理设施、噪声治理设施和废水治理设施等。
我们将确保风力发电工程在运行过程中不会对周边环境造成污染和破坏，以达到环保的目标。
风电总体设计
第四章风力发电机组方案设计内容1. 叶轮直径2. 额定风速3. 叶轮转速4. 叶片数5. 功率控制6. 制动系统7. 定速与变速运行8. 发电机类型9. 传动系10. 塔架的刚度11. 人身安全与通道主要取决于两个因素：风轮直径D的确定除此之外，风轮直径选择时还应考虑：•最小能量成本（费用/kWh/年）。
如某1.3MW机型对应的风轮直径为54～62m。
•根据调查资料显示，额定功率值/单位风轮扫掠面积的比值（W/m2）。
如某1.3MW机型约为405W/m2，由此可算得D≈64m另外，可参照国外同类机型。
其它参数的确定1）叶轮中心离地面高度H取决于安装地点（山谷、丘陵等），垂直风梯度，安装条件，单机容量等因素。
2）叶轮锥角γ—叶片和旋转平面的夹角。
—减少气动力引起的叶根弯曲应力（对下风式风力机）；—防止叶片梢部与塔架碰撞（对上风式）。
3）叶轮倾角δ—叶轮转轴与水平面的夹角。
减少叶片梢部与塔架碰撞的机会。
Vr=15m/s额定风速Vrz Vr太高，机组将很少达到额定功率，传动系和发电机的成本偏高，提高了能量成本；z Vr过低，叶轮及其支撑的成本相对于发电量过高。
z统计数据表明，从成本最低的角度出发，优化的额定风速与年平均风速的比值关系Vro/Vave 大致为1.5～2 ，其中——变桨距机组：1.67～1.77——失速型机组：≥24.3. 叶轮额定转速考虑因素：•尺寸控制：叶片弦长（实度）与转速的平方成反比。
•重量控制：风轮转速增加后，叶片的重量（成本）将增加，但传动系统、机舱和塔架的费用降低，因此在考虑风轮转速时要进行优化，兼顾两者的费用。
•噪声限制：风轮叶片所产生的气动噪音与叶尖线速度的五次方成正比，通常限制叶尖线速度小于65m/s。
•视觉影响：从环保角度考虑，风轮转速增加对人的视觉会产生一种冲击。
4.4、叶片数1）、尖速比λ叶轮的叶尖线速度与风速之比。
是一个重要设计参数。
与叶片数及实度有关。
用于风力发电的高速风力机，常取较大的尖速比。
风力发电机总体结构设计
风力发电机总体结构设计一、引言风力发电是指利用风能转化为机械能，并最终转化为电能的过程。
风力发电作为清洁能源的一种，具有环境友好、可再生等优点，因此在能源领域发挥着重要作用。
而风力发电机是实现风力发电的核心设备，其总体结构设计是保证风能转换效率和工作稳定性的关键。
二、风力发电机工作原理1.风能的获取：风力发电机需要设置在具有较强风力的地区。
当风力过大或过小时，风力发电机会自动停机或刹住。
2.传动系统：风能通过风轮传递给主轴，进而通过传动系统传递给发电机组件。
传动系统通常包括齿轮箱、轴承和传动带等，其作用是将风能转化为旋转运动，并提供足够的转矩。
3.发电机组件：风力通过传动系统传递给发电机，发电机利用磁场产生感应电流，进而转化为电能。
常见的发电机类型有同步发电机和异步发电机等。
4.输电系统：发电机产生的电能通过输电系统传输到电网或存储设备中，以供人们使用。
三、风力发电机总体结构设计要素1.风轮设计：风轮一般由多个叶片组成，叶片的设计需要考虑风能的获取效率、抗风性能和结构强度等因素。
叶片通常采用空气动力学设计，以提高风能的捕捉效果。
2.传动系统设计：传动系统需要满足高效能传输风能的要求，并具备足够的结构强度和可靠性。
齿轮箱、轴承等部件的选材和设计要适应风力发电机的工作环境和负载条件。
3.发电机组件设计：发电机组件设计要考虑转速匹配、输出功率和电气性能等因素。
同时，发电机的轴承支撑结构和外壳设计也需要满足机械强度和散热要求。
4.控制系统设计：控制系统通常包括风向传感器、风速传感器等，用于检测和监控风力发电机的运行状态。
控制系统需要根据风速、风向等信息，调整风轮转速和叶片角度，以实现最大化的风能利用。
四、风力发电机总体结构设计流程1.项目需求分析：对于所需的发电机功率、风速要求等进行详细分析，为总体结构设计提供依据。
2.参数计算与优化：根据项目需求和具体风能资源情况，进行风轮叶片、传动系统、发电机功率等参数的计算和优化。
风力发电机组设计方案
风力发电机组设计方案风力发电机组设计方案一、选取适合的风力发电机组型号：根据实际情况和需求，我们选取了X公司的XX型号风力发电机组。
该型号风力发电机组具有以下优点：高效率、低噪音、可靠性高、维护方便等。
二、确定风力发电机组的数量和布局：根据实际的可用空地条件和发电需求，我们决定布置3台风力发电机组，间距为120米，形成一个三角形的布局，以提高发电效率。
三、确定风力发电机组的轴高：根据当地气象条件和土地利用状况，我们确定风力发电机组的轴高为100米。
这样可以获得更高的风力资源，提高发电效率。
四、确定风力发电机组的额定功率和输出功率：根据需求和风力资源情况，我们确定每台风力发电机组的额定功率为2.5兆瓦，输出功率为2.3兆瓦。
五、确定风力发电机组的材料和结构设计：选用高强度的钢材作为主要结构材料，确保风力发电机组在恶劣天气条件下的稳定性和可靠性。
同时，进行合理的结构设计，减小风力发电机组的重量，以提高发电效率。
六、确定风力发电机组的控制系统和监测系统：选用先进的控制系统和监测系统，实时监控风力发电机组的运行状态，确保安全可靠，并及时发现并解决故障。
七、确定风力发电机组的维护保养计划：制定详细的维护保养计划，定期对风力发电机组进行检查、维护和保养，确保其长期稳定运行，并延长使用寿命。
八、确定风力发电机组的电力接入方案：与电力公司协商，并按照相关规定进行接入，确保风力发电机组的发电能够接入电力网络，实现电力的有效利用。
九、制定风力发电机组的运营管理方案：建立完善的运营管理体系，对风力发电机组进行日常管理和监督，确保其正常运行，并及时调整运行策略，以提高发电效率。
十、制定风力发电机组的环境保护措施：制定有针对性的环境保护措施，减少对当地环境的影响，尽可能减少噪音和视觉污染，确保对周边环境的影响最小化。
通过以上的设计方案，我们可以确保风力发电机组的高效稳定运行，实现可靠的风力发电，为社会提供清洁能源，同时保护环境，符合可持续发展的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2 传动链概念 ●基本要素：主轴、轴承、发电机或齿轮箱
中速发电机
低速发电机
华润新能源控股有限公司
大直径低速发电机
大直径中速发电机
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2 传动链概念 ●基本要素：主轴、轴承、发电机或齿轮箱
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.1 概述一 风电机组设计总体目标
● 三大目标 高可靠性 大发电量 高性价比 ●三个方面综合考虑：
气动
传动链
发电单元（发电方式）
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
概述二---常见机组概貌
2.1
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
1-直驱动 2-一级/二级齿轮箱
2-1-1 2-1-2 2-1-3 (Clipper)
2.2.3 传动链基本方案类型及说明（36/13/14） 3-三级齿轮箱
Planetary Bearings
Ball bearing
Roller bearing without outer ring Spherical roller bearing Tapered roller bearing
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2 传动链概念 ●基本要素：主轴、轴承、发电机或齿轮箱
華潤新能源
内部资料，注意保密
风电机组整体设计概述
袁
炜
2013年1月14日
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
风电机组整体设计概述
1.风电机组设计流程和内容
2.风电机组传动链设计及评估
3.风电机组发电方案设计 4.交流
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
1 风力发电机组设计流程和内容
1.1 1.2
设计阶段概述 概念阶段设计
载荷计算
部件详细设计
部件技术规范 订单或市场 合同
采 购
部件设计图纸和BOM
设计第一阶段
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
1 风力发电机组设计流程和内容
1.4 详细设计阶段一工作内容
第一阶段详细 设计内容及概念
最终图纸 最终部件清单 最终技术规范 辅助部件 部件分析及计算
载荷计算1
叶片结构
叶片材料测试
高速发电机
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2.1 传动链基本组成 ● 齿轮箱-------齿轮类型
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
三级
2.2.1 传动链基本组成 ● 齿轮箱-------类型
新型齿轮箱
一级
变速比变化的齿轮箱
20
华润新能源控股有限公司
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2 传动链概念 ●基本要素：主轴、轴承、发电机或齿轮箱
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
Double tapered roller bearing Roller bearing with cage Roller bearing without cage
2.2.2 传动链基本构成方式 2.2.3 传动链基本方案分类 2.2.4 传动链典型方案案例分析
● 3-1-1： 双轴承的三级齿轮箱 ● 3-2-1 ：单轴承三点支撑的三级齿轮箱 ● 1-1-7 ： 无齿轮箱的双轴承的直驱方案 ● 3-3-1：双列滚子轴承的三级齿轮箱
2.3 传动链方案评估
11
华润新能源控股有限公司
华润新能源控股有限公司
Bosch Rexroth
Wikov Gear s.r.o.
Renk 南高齿
杭齿
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2.1 传动链基本组成 ●其他辅助部分
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2.2 传动链基本构成方式
（1）每一个基本单元独立、且有相关的支撑架； （2）部分集成：一些基本单元集成在主机架内或常规的支撑架； （3）所有基本单元集成在主机架内。
1.3 详细设计阶段 1.3.1 详细设计阶段 ● 详细设计阶段一 ● 详细设计阶段二 1.3.2 关键流程和内容
华润新能源控股有限公司
3
華潤新能源
1 风力发电机组设计流程和内容
1.1 风力发电机组设计阶段概述 时间
概念设计 详细设计第一阶段
详细设计第二阶段
采
购 制 造 原 认 型 机 证
华润新能源控股有限公司
4
華潤新能源
1 风力发电机组设计流程和内容
1.2 概念阶段设计内容
风机额定功率
风轮直径 叶片数量选择 发电机概念 正常转速 功率控制概念 额定风速 主要技术参数
安全链概念
运行方式
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
1 风力发电机组设计流程和内容
1.3 详细设计阶段一工作内容
技术参数 叶片数量
设计理念或 概念
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.2.1 传动链基本组成 ● 齿轮箱-------供应链情况
WINERGY AG
Jahnel Kestermann Eickhoff Maschinenfabrik Zollern Dorstener Moventas Oy 中国二重 Hansen Transmission 大连华锐重工
1 风力发电机组设计流程和内容
安全和控制电控系统 优化
1.5 详细设计阶段关键流程和内容
叶片设计
控制器、传感器、 原理图
2. 载荷计算 轮毂 传动链 支撑部件
(功率系统设计)
平台、配件、小部件 偏航系统 防雷保护
华润新能源控股有限公司
变桨系统
机舱罩和轮毂罩设计
塔筒设计
華潤新能源
1 风力发电机组设计流程和内容
1.5 详细设计阶段关键流程和内容
◆影响载荷计算的因素 控制参数 叶片设计 安全设计
载荷计算
部件设计
控制策略
塔筒设计
基础刚度
华润新能源控股有限公司
10
華潤新能源
2 风电机组传动链概念设计及评估
2.1 2.2
概Hale Waihona Puke 传动链概念 2.2.1 传动链基本组成
● 主轴和轴承分类 ● 发电机类型 ● 齿轮箱组成及类型
最后载荷计算
主要部件供应链 产品技术参数
技术文件
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
1 风力发电机组设计流程和内容
1.5 详细设计阶段关键流程和内容
叶片初步设计
安全和控制电控系统 1. 载荷计算 轮毂 传动链 支撑部件 偏航系统 防雷保护
华润新能源控股有限公司
变桨系统
塔筒设计
机舱罩和轮毂罩类型
華潤新能源