风力发电机结构及原理培训
风电操作技术培训风力发电设备介绍
风电操作技术培训风力发电设备介绍风力发电作为清洁可再生能源的重要组成部分，正逐渐受到全球范围内的关注和推广。
而为了有效地掌握风力发电设备的操作技术，进行专业的培训变得尤为重要。
本文将介绍风力发电设备的基本原理和常见类型，以及相关的操作技术要点，以帮助读者更好地理解和应用于实际操作中。
一、风力发电设备基本原理风力发电设备的基本原理是利用风的运动能量将其转化为机械能，再经由发电机转化为电能。
其一般的工作模式可以分为以下几个关键步骤：1. 风轮转动提供机械能风力发电设备的核心是风轮，也称为风机叶片。
当风通过叶片时，由于叶片的空气动力学特性，风轮会转动。
2. 传动系统转化为旋转能转动的风轮会通过大臂和传动系统连接到发电机，而传动系统的主要作用就是将风轮提供的线性运动转化为旋转运动。
3. 发电机产生电能发电机将机械能转化为电能。
通过将转动的能量转化为电流，发电机便能够向电网输送电能。
二、风力发电设备的常见类型1. 桨叶风力发电机组桨叶风力发电机组是目前应用最广泛的一种风力发电设备。
它由风轮、传动系统、发电机和塔架等部分组成。
桨叶的形状和转向可以根据风的方向和强度自动调整，以提高发电效率。
2. 立轴风力发电机组立轴风力发电机组的特点是风轮的旋转轴垂直于地面，因此它不需要朝向风的方向。
这种类型的风力发电机组在城市内的建筑物或景点附近常见，因其结构紧凑、美观等特点而受到青睐。
3. 自由涡轮风力发电机组自由涡轮风力发电机组结构相对简单，没有传动系统和塔架。
其风轮只有一个叶片，能够根据风的方向自由旋转，适合在复杂的地形条件下使用。
三、风电操作技术要点1. 安全意识和操作规范在进行风力发电设备的操作过程中，安全意识和操作规范是至关重要的。
操作人员需熟悉设备的安全操作规程，正确佩戴个人防护用具，并按照相关步骤进行操作，以确保自身和设备的安全。
2. 设备检查和维护定期对风力发电设备进行检查和维护，确保设备的正常运转和性能。
风电技术培训内容大全
风电技术培训内容大全一、风力发电机组基础知识1. 风力发电概述：介绍风力发电的基本原理、风能的特点以及风力发电在全球范围内的应用情况。
2. 风力发电机组的基本构成：详细讲解风力发电机组的基本构成，包括风轮、发电机、塔筒等主要部件。
3. 风力发电机组的工作原理：阐述风力发电机组的工作原理，包括风能吸收、风轮转换、发电机发电等过程。
二、风力发电机组结构与原理1. 风轮结构与原理：详细介绍风轮的结构、特点、工作原理以及与发电机组的配合方式。
2. 发电机结构与原理：详细介绍发电机的结构、工作原理以及与风轮的配合方式。
3. 塔筒结构与原理：详细介绍塔筒的结构、特点、工作原理以及与风轮和发电机的配合方式。
三、风力发电机组控制系统1. 控制系统的基本组成：介绍控制系统的基本组成，包括传感器、控制系统硬件和软件等。
2. 控制系统的功能：阐述控制系统的功能，包括对风向、风速的监测和控制，对发电机组的启动、停止、调速等控制。
3. 控制系统的工作原理：详细介绍控制系统的工作原理，包括传感器的工作原理、控制算法的实现等。
四、风力发电机组维护与检修1. 维护与检修的基本知识：介绍维护与检修的基本概念和方法，包括定期维护、故障检修等。
2. 主要部件的维护与检修：详细介绍主要部件的维护与检修方法，包括风轮、发电机、塔筒等的维护与检修。
3. 维护与检修的安全措施：强调维护与检修过程中的安全措施和注意事项。
五、风力发电机组故障排除1. 故障排除的基本流程：介绍故障排除的基本流程，包括故障检测、故障定位、故障修复等。
2. 常见故障及排除方法：列举常见的风力发电机组故障及相应的排除方法。
3. 故障排除的安全措施：强调故障排除过程中的安全措施和注意事项。
六、风力发电机组安全知识1. 安全操作规程：介绍风力发电机组的安全操作规程，包括操作前的准备、操作过程中的注意事项等。
2. 安全防护措施：列举常见的安全防护措施，包括防护设备的使用、安全警示标识的设置等。
风电培训资料
风电培训资料一、风电技术概述风电技术是一种利用风能发电的可再生能源技术，它通过将风能转化为电能来实现发电。
风能是一种清洁、无污染的能源，具有广泛的应用前景。
风电技术的发展对于减少化石燃料的使用、降低温室气体排放以及保护环境有着重要意义。
二、风电设备及工作原理1. 风力发电机组风力发电机组主要由风轮、发电机、塔筒等组成。
风轮通过风的作用转动，驱动发电机产生电能。
发电机是核心部件，其工作原理是利用电磁感应的原理将机械能转化为电能。
2. 风能转化过程风力发电机组的转子叶片可以捕捉到风的动能，当风经过转子叶片时，叶片会开始转动。
转子叶片转动的同时，风能也被转化为机械能，转子转动的同时将机械能传递给发电机。
3. 发电机工作原理发电机通过电磁感应原理将机械能转化为电能。
当转子转动时，磁场线经过线圈时会产生感应电流，进而产生电压。
这样，电能就从机械能转化为电能。
三、风力发电系统的运维和维护1. 运维管理的重要性风力发电系统的运维管理对于确保风电站的高效运行至关重要。
良好的运维管理可以提高风力发电机组的可靠性和利用率，减少故障发生以及维修时间，最大程度地保证风电站的发电量。
2. 风力发电系统的维护风力发电系统的维护包括定期检查、故障排除、设备更换等工作。
定期检查包括对发电机组的叶片、塔筒、机组控制系统等部分进行检查，以确保其正常运行。
故障排除主要是对发电机组进行故障分析，并采取相应措施解决故障。
设备更换是指对老旧设备或损坏设备进行更换，以保证发电机组的安全可靠运行。
四、风力发电行业的发展前景1. 国内外风力发电发展情况近年来，全球范围内风力发电行业得到快速发展。
中国积极推动清洁能源的发展，风力发电也成为了国内的重要能源产业。
中国在风力发电方面的投资和装机容量均居世界前列。
2. 风力发电行业的前景分析随着社会对清洁能源需求的不断增加，风力发电技术的进一步发展和应用前景广阔。
风力发电具有无污染、可再生等优势，将成为未来能源结构中的重要组成部分。
风力发电机结构及原理培训课件
常见故障及排除方法
叶片故障
叶片出现裂纹、变形或脱落，需要更换或修复叶 片。
齿轮箱故障
齿轮箱出现异常噪音、过热或漏油等现象，需要 进行检查和维修。
发电机故障
发电机出现电气故障或机械故障，需要进行相应 的电气维修或机械维修。
安全操作规程
操作前准备
在进行风力发电机维护和检修前，需要做好充分的安全准备，如 穿戴防护用品、检查工具设备等。
发电机发出的电能通过电缆传输到电网或负载，供用户使用。
04
风力发电机维护与保养
定期检查与维护
定期检查
风力发电机需要定期进行全面检 查，包括叶片、齿轮箱、发电机
、塔筒等关键部位。
润滑系统维护
定期对风力发电机的润滑系统进 行检查和补充，确保轴承、齿轮
等运动部件的正常运转。
电气系统检查
对风力发电机的电气系统进行检 查，包括电缆、接线端子、变压
安全警示标识
在风力发电机附近设置明显的安全警示标识，提醒无关人员远离危 险区域。
遵守操作规程
在进行风力发电机维护和检修时，必须严格遵守操作规程和安全规 范，确保人员安全和设备安全。
05
风力发电机未来发展
技术创新与改进
高效能风力发电机
通过改进设计、材料和制造工艺，提高风能转换效率和发电机组 性能。
详细描述
大型风电场通常由数百台甚至数千台风力发电机组成，可以提供大量的清洁能源。分布式风电系统则适用于城市 、乡村等地区，为当地提供稳定的电力供应，同时减少对传统能源的依赖。此外，风力发电机还可以应用于海洋 风电领域，利用海洋丰富的风能资源进行发电。
02
风力发电机结构
风轮
01
风力发电机结构及原理培训课件
智能化风力发电机通过引入传感器、控制算法和通信技术， 实现风力发电机的远程监控、智能诊断和维护。智能化风力 发电机可以提高运行效率和可靠性，降低运维成本，并能够 更好地适应复杂多变的风资源环境。
海上风电发展
• 海上风电具有丰富的资源优势和广阔的发展前景，随着技术的进步和成本的降低，海上风电已成为全球风力发电的重要发 展方向。海上风电的建设和运营需要克服复杂的环境条件和较高的技术难度，因此需要加强技术创新和人才培养。
中风轮包括叶片和轮毂，叶片将风能转化为机械能，轮毂则将机械能传递给发电机。
风力发电机的分类
总结词
风力发电机根据不同的分类标准可以分为多种类型，如按功率大小可分为小型、中型和大型风力发电机，按运行 方式可分为并网型和离网型风力发电机等。
详细描述
根据功率大小，风力发电机可分为小型、中型和大型风力发电机，不同功率的风力发电机适用于不同的应用场景。 此外，根据运行方式，风力发电机可分为并网型和离网型风力发电机，并网型风力发电机可以并入电网运行，而 离网型风力发电机则独立运行。
发电机效率
发电机的效率直接影响风力发 电机的输出功率和能源利用率。
塔筒
塔筒概述
塔筒是支撑整个风力发电机的基础结 构，包括塔架和基础部分。
塔筒结构
塔筒通常由圆形或多边形的塔架和混 凝土基础组成，塔架高度根据风能资 源和地形条件确定。
塔筒材料
塔筒材料要求具有高强度、耐腐蚀和 良好的稳定性，常用的材料包括钢材、 混凝土等。
风的动能转化为机械能
风力发电机利用风的动力，通过 风车叶片的旋转，将风的动能转
化为机械能。
当风吹向风车叶片时，叶片受到 风的压力和升力作用，使叶片旋
转，从而驱动风车转子旋转。
风力发电机结构组成和其应用专题培训课件
变速笼型异步风力发电机组
变速笼型异步风力发电机组旳特点
（1）笼型异步风力发电机运营于变速变频发电状态； （2）运营于小转差率范围，发电机机械特征硬，运营
效率高； （3）发电机机端电压可调，轻载运营效率高； （4）发电机与电网被可控旳变流器隔离，系统对电网
波动旳适应性好； （5）变流器与发电机功率容量相等，系统成本高。
双馈型异步风力发电机组
主电路：双馈异步发电机+交直交双向功率变换器
国产1MW双馈型异步风力发电机
双馈异步发电机
➢绕线型转子三相异步发电机旳一种； ➢定子绕组直接接入交流电网； ➢转子绕组端接线由三只滑环引出，接至一台双向 功率变换器； ➢转子绕组通入变频交流励磁； ➢转子转速低于同步转速时也可运营于发电状态； ➢定子绕组端口并网后一直发出电功率；但转子绕 组端口电功率旳流向取决于转差率；
双馈型异步风力发电机组旳原理
➢引入转子交流励磁变流器，控制转子电流； ➢转子电流旳频率为转差频率，跟随转速变化； ➢经过调整转子电流旳相位，控制转子磁场领先于 由电网电压决定旳定子磁场，从而在转速高于和低 于同步转速时都能保持发电状态； ➢经过调整转子电流旳幅值，可控制发电机定子输 出旳无功功率； ➢转子绕组参加有功和无功功率变换，为转差功率， 容量与转差率有关（约为全功率旳S倍）。
高风速时经过调整桨距角，限制输出转 矩与功率。
按风轮转速分类：
• 定速型：
风轮保持一定转速运营，风能转换率较低，与 恒速发电机相应；
• 变速型：
（1）双速型：可在两个设定转速运营，改善风能 转换率，与双速发电机相应； （2）连续变速型：在一段转速范围内连续可调， 可捕获最大风能功率，与变速发电机相应。
我国风能资源分布
《风力发电系统培训》课件
安装风轮轴、齿轮箱和发电机 等关键设备，实现能量的转换 和传输。
齿轮箱
连接风轮轴和发电机，实现转 速的匹配和提升，提高发电效 率。
发电机
将机械能转换为电能，通过电 磁感应原理实现。
风力发电机组的维护与保养
定期检查
对风力发电机组的各部件进行定期检查，确 保正常运行。
紧固与调整
检查并紧固各部件的连接螺栓和螺母，确保 安全可靠。
设备安装与调试
将风电机组、电气系统和控制系统等 设备安装到指定位置，并进行调试和 试运行，确保设备正常运行。
并网发电
将风电场与电网连接，实现并网发电 ，确保电力输送和分配的可靠性和经 济性。
运行维护与管理
对风电场进行日常运行维护和管理， 确保风电场的安全、稳定和经济运行 。
PART 04
风力发电系统的运行与维 护
部件等。
风力发电系统的维护与保养
定期维护与保养
介绍定期对风力发电系统各部件进行检查、清洁、润滑等保养工 作，以及定期对系统进行性能测试和校准。
应急维护与抢修
阐述在系统出现突发故障时，如何迅速组织人员进行维护和抢修， 尽快恢复系统正常运行。
维护与保养记录管理
介绍如何对维护与保养工作进行记录和管理，以便对系统进行跟踪 和追溯，提高管理效率。
技术创新
随着科技的不断进步，风力发电技术将不断改进和创新，提高发 电效率和可靠性。
规模化发展
未来风力发电将向规模化、集中化方向发展，形成大规模风电基 地，降低成本。
海上风电崛起
海上风电资源丰富，未来将逐渐成为风力发电的重要领域。
2023 WORK SUMMARY
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风力发电机结构及原理培训ppt
作用
支撑风轮和发电机等部件，并 作为风力发电机的结构基础。
基础材料
通常采用混凝土或钢材。
塔顶结构
塔顶通常安装有控制柜、变压 器等设备。
其他部件
控制系统
用于控制风力发电机的启动、停机和功率控制等 操作。
冷却系统
用于降低发电机等部件的温度，保证其正常运转 。
防护系统
包括防雷、防冰雹等装置，以保护风力发电机不 受自然灾害的损害。
直驱式风力发电机
直驱式风力发电机取消了传统变速 机构，提高了系统的效率和可靠性 。
多兆瓦级风力发电机
多兆瓦级风力发电机具有更大的单 机容量和更高的能量转换效率，是 未来风力发电的重要发展方向。
02
风力发电机结构
风轮
作用
结构
将风能转化为机械能，通过风轮叶片的旋转 驱动齿轮箱。
由叶片、轮毂和轴承等组成。
目，可以满足当地电力需求，并减少对传统能源的依赖。
海上风电
03
在沿海地区建设海上风电项目，可以利用丰富的海上风能资源
，提高能源利用效率。
风力发电机的种类与特点
水平轴风力发电机
水平轴风力发电机是当前主流的风 力发电机类型，具有较高的能量转 换效率和可靠性。
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机具有独特
风力发电是一种环保、清洁的能源，对于促进 可持续发展和能源转型具有重要意义。
3
提高能源安全性
风力发电可以在不同地区进行部署，提高能源 的多样性和安全性。
风力发电机的应用场景
大型风电场
01
在风力资源丰富的地区，建设大型风电场是实现风力发电规模
效益的重要途径。
分布式风电
02
在城市和工业区等区域，利用风力发电机组建设分布式风电项
风电操作技术培训电气知识
风电操作技术培训电气知识随着环境保护意识的提高，可再生能源越来越受到人们的关注和重视。
作为其中的一种能源形式，风能通过风力发电机转化为电能，并逐渐成为能源领域的热门话题之一。
风力发电技术的快速发展，也带动了对风电操作技术和电气知识的需求。
为了保证风力发电系统的高效运行和安全稳定，风电操作技术培训电气知识变得至关重要。
一、风力发电原理与构成1. 风力发电原理风力通过风轮转动风力发电机的叶片，使之带动发电机转子旋转，产生电能。
这是一种利用风力的动力装置，将机械能转化为电能。
2. 风力发电系统构成风力发电系统主要由风轮、发电机、电网和控制系统等组成。
风轮是风力发电的核心部分，通过叶片转动捕捉风能；发电机将机械能转化为电能，并输出给电网；电网则将电能输送到各个用户，供电使用；控制系统负责监测和控制整个发电系统的运行。
二、风电操作技术培训1. 风电系统运行原理风电系统的运行需要保证风轮的正常转动，并将所捕获的风能转化为电能供电。
风电操作技术培训需要涵盖风轮的安装、维护和故障排除等方面，以提高操作人员对风电系统运行原理的深入理解和掌握。
2. 风电系统安全操作要点在风力发电系统的操作过程中，操作人员需要严格遵守安全操作要点，保证操作过程的安全性。
这包括但不限于：- 确保操作人员具备足够的电气知识和技能；- 在操作前对设备进行全面检查和维护；- 遵循操作规程和操作流程；- 注意人身安全和设备防护；- 及时处理设备故障和紧急情况。
三、电气知识1. 风力发电系统的电气原理风力发电系统的电气原理是风轮驱动发电机旋转产生电能，再经过变压器升压送入电网。
风电操作技术培训应该涵盖风力发电系统的电气原理，以及相关的电路连接、电压变换和电能传输等知识。
2. 风力发电系统的保护与维护风力发电系统的保护与维护包括系统保护和设备维护两个方面。
系统保护是指通过监测和控制系统对风力发电系统进行保护，避免过电流、过电压和短路等故障；设备维护是指对发电机、变压器等设备进行定期维护，确保其正常运行。
风机发电机知识培训.ppt
一起测试，此时测量仪连接在电机机座和绕组之 间，机座接地。
注意：测量定子绕组绝缘电阻值后，绕组必须立即
接地以释放绕组电压。
33
五、定、转子绕组维护
使用绝缘电阻测量仪测量转子绕组的绝缘电阻，转子绕组的 测试电压为1000 VDC，测量时间要求持续一分钟。
本卷须知及措施： 检验所有电缆引接线是否都与电源断开； 检验滑环装置连接电缆是否与电源断开； 检验电机机座和定子绕组是否已接地； 轴已接地； 检查碳刷连接是否处于良好状态； 检查测量装置； 测量定子绕组温度，并以其作为转子绕组温度的参考值。 绝缘电阻测量仪连接在整个转子绕组和电机轴之间〔在接 线盒中进行〕。
13
天元发电机加热器
天元发电机装配有2 个供电电压为220V 功率为 300W 的电加热器。电加热器的电源线已引至辅助 接线盒中。控制加热器工作的温度开关〔电阻温度 计PT100〕位于发电机定子绕组内,当发电机温度 低于10℃,加热器开始工作,当发电机定子绕组温度 高于或等于20℃,加热器停止工作。
1000-2000
• 中心高：
500
• 额定功率下的效率：97%
• 额定功率因数：
1
• 定子绕组连接方式：三角形
• 定子额定电压：
690
• 定子额定电流：
1064
• 定子额定频率：
50
KW r/min r/min
mm
V A Hz
8
双馈异步发电机的根本参数
转子类型：
绕线式
转子绕组接线方式：星型
转子额定电压： 419
22
四、轴承与润滑系统的维护
电机配有自动润滑系统，系统与电机的机 械连接、电气连接以及润滑间隔时间和加 脂量的设置在电机出厂之前已经由电机制 造厂商完成。在维护时检查自动润滑系统 设定与运行状况。
风电公司风力发电机组整机基础知识培训讲义
SL XXXX系列风电机组分类
叶轮直径尺寸分类：SL XXXX/60 SL XXXX/70 SL XXXX/77 SL XXXX/82
机型环境温度分类： 常温型：生存温度：-25℃~+45℃ 运行温度：-15℃~+45℃ 低温型：生存温度：-45℃~+45℃ 运行温度：-30℃~+45℃
SL XXXX系列风力发电机组基本参数
缓冲器
变桨接 近开关
三、变浆系统
通过调整叶片的角度，使风力发电机组获得理想 的能量,当风速变化时，特别时超过额定风速后，调整 叶片的角度，控制风力发电机组的转速和功率，维持 机组工作在最佳状态。
停机
顺桨位置 启动
变桨保护
满发 工作位置
顺桨位置
工作位置
变桨驱动装置
变桨驱动装置 由变桨电机、制动 器和变桨齿轮箱三 部分组成。
技术参数 额定功率 切入风速 切出风速 额定风速 生存风速 叶轮直径 叶片长度 轮毂高度 转速范围 额定转速 风区类型
单位 kW m/s m/s m/s m/s m m m rpm rpm
SL XXXX/60 SL XXXX/70 SL XXXX/77 SL XXXX/82
1500
3
25
20
14
12
约6.6
SL XXXX/70
约5.9 34
约11.25
SL XXXX/77 5.7～5.9 37.5/38
约11.3
SL XXXX/82
约6.4 40.25
约13.55
风电机组对叶片的要求
• 比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能，能经受暴风等 极端恶劣条件和随机负荷的考验；
• 叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常， 传递给整个发电系统的负荷稳定性好；
风力发电机培训课件
变频器主回路
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
变频器关键器件简介
• 绝缘栅双极晶体管：IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor）
• 金属氧化物半导体场效应晶体管： MOSFET （metallic oxide semiconductor field effect transistor）
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
IGBT 的优势
• 发电机控制系统除了控制发电机“获取最 大能量”外，还要使发电机向电网提供高 品质的电能。因此发电机通过IGPT控制系 统可获得：①尽可能产生较低的谐波电流， ②能够控制功率因数，③使发电机输出电 压适应电网电压的变化，④向电网提供稳 定的功率
变速恒频变桨控制的 理论依据
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
Cp、β、λ的关系曲线
β
β
β
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
沿运动轨道的切线方向，故又称切向速度。它是描述作曲
线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲
线运动时所具有的即时速度，其方向沿运动轨道的切线方
向。在匀速圆周运动中，线速度的大小等于运动质点通过 的弧长（S）和通过这段弧长所用的时间（△T）的比值。 即V=S/△T，在匀速圆周运动中，线速度的大小虽不改变， 但它的方向时刻在改变。它和角速度的关系是V=ωR。线 速度的单位是米/秒。
风力发电机简单发电原理及机组的结构培训课件
风力发电机简单原理及机组的结构
3.3雷击保护 在叶片尖部安装金属圆片的接闪器，通过叶片内部的金属
导体将闪电产生的强电流下引至地，防止雷闪损坏轴承等。 3.4传感器和检测仪器
各种数据通过传感器进行就地或远程监测，及时发现故障， 偏于计划维修。主要的传感器有：风速和风向、叶轮和发电 机转速、温度（环境、轴承、齿轮箱、发电机、机舱）、油 压（齿轮箱、冷却系统、变桨液压系统）、变桨和偏航角度、 电流电压和相位、振动等。
齿轮箱。
7
风力发电机简单原理及机组的结构
二、风力发电机的结构（图6）
齿轮箱 一侧连接低速轴，
另一侧连接高速轴。
高速轴 转速大约为1500
转/分，它的作用是带 动发电机。同时在高 速轴上安装有一套机 械刹车。
发电机 发电机通常为异
步发电机。
8
风力发电机简单原理及机组的结构
二、风力发电机的结构（图7）
目前用于并网型发电的大型风机均为上风风机。
叶轮上的叶片有三叶片和两叶片两种类型。
11
风力发电机简单原理及机组的结构
1.2根据控制叶轮转速和控制叶片角度的不同分为定速定桨风机 和变速变桨风机。 因为风功率随着风速以三次方增大（P=½pfv³）,风机对风 功率的获取必须有所限定，避免出现过载、剧烈振动和超速 现象。
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风力发电机简单原理及机组的结构
为避免机舱随风波动造成齿轮磨损，设有机舱刹车机构固 定机舱。偏航时，刹车放开，到位后刹车。另外还设有不松 开的附加摩擦刹车装置；偏航时，步进电机要克服附加刹车 装置的摩擦力进行偏航。 3.2冷却和供暖系统 机舱内夏季温度高，冬季温度低。在温度高时，应对齿轮箱 油温、发电机等设备进行冷却，采用强制循环水冷却效果较 好；在温度低时，齿轮箱油温过低，在机组启动时困难，需 对机舱采用电加热。另外对叶片等也采用温度过低时电阻丝 加热。
《风电初级知识培训》
风电场施工与安装
施工前准备
进行现场勘察、制定施 工计划、组织施工队伍
等准备工作。
基础施工
根据风电机组的要求， 建设基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构，确保风
电机组的稳定安装。
风电机组安装
按照设计要求，安装风 电机组及其配套设备，
确保设备正常运行。
调试与验收
对安装好的风电机组进 行调试和验收，确保风 电场建设的质量和安全
性。
风电场设计与规划
01
02
03
风电机组选型
根据风能资源评估和风电 场规模，选择适合的风电 机组类型和规格，确保风 能利用率和发电效率。
风电场布局设计
根据地形、风向等因素， 合理规划风电机组的布局， 优化风电场的发电效率和 经济效益。
配套设施规划
规划风电场的道路、电缆、 通讯等配套设施，确保风 电场的正常运行和安全管 理。
02
风电场建设
风电场选址
风能资源评估
对目标区域进行风能资源勘察， 评估风能资源的丰富程度和稳定 性，确保风电场建设具有经济可
行性。
地理位置选择
考虑地理位置对风电场建设的影响， 如地形、交通、电网接入等因素， 以确保风电场建设和运营的便利性。
环境影响评估
对风电场建设可能对环境产生的影 响进行评估，包括生态、景观、噪 音等方面，确保风电场建设和运营 的可持续性。
调度与市场
分析风电调度与电力市场的关系，以及如何在电力市场中实现风电的 优化配置和价值最大化。
05
风电政策与法规
风电产业政策
国家能源局关于促进风电产业高质量发展的指导意见
该政策旨在推动风电产业高质量发展，加强风电技术创新，优化风电开发布局，完善风 电管理体系，提高风电产业竞争力。
风力发电机组及变桨系统基础知识培训
备注 F插
F插 DC200V
三、变桨系统常见部件-双馈
以LUST变桨系统为例（主要进行电气回路梳理）： 轴控柜：
连接信号
轴控柜
部件
AC400V电源 A/B/C/N/PE
蓄电池供电
AC400V轴控柜供电 DC220V供电
1Q1—1T1—1A1 1Q2—1A1/2F5(电池刹车释放)
AC230V轴控 柜供电1/2/3
f2
np 60
n 30
2200 - 1500 30
23.33HZ
这个值就是我们超速模块上设定发电机超速频率设定值。
二、机组发电原理介绍-直驱
金风直驱永磁发电机组采 用水平轴、三叶片、上风 向、变速变桨调节、直接 驱动、外转子永磁同步发 电机。其中永磁体为钕铁 硼永磁（第三代稀土永磁）
变频恒频控制是在电机的定子电路中实现的（见上图），由于风速的不断变化，风 力机和发电机也随之变速旋转，产生频率变化的电功率。发电机发出的频率 变化的
XS1_A(1) XS1_A(2/3) XS1_A(4)
123X7(1) 123X7(2/3) 123X7(4)
XS6(B1) XS6(B2/B3)
XS6(B4)
三、变桨系统常见部件-直驱
以天成同创变桨系统为例（主要进行电气回路梳理）： 变桨控制柜：
连接信号
变桨控制柜
部件
AC400V电源
过电压保护
F插
三、变桨系统常见部件-双馈
以LUST变桨系统为例（主要进行电气回路梳理）： 中控柜：
连接信号
主控柜
部件
AC230VUPS 电源L/N
AC230V轴控柜供电1/2/3 AC230V2G1供电
2F1/2F2/2F3 2F4—2G1—2F6—L+B
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风力机的结构组成
风轮 将风能转化为机械能，600 kW的风力机叶片的长度为21米。 叶片 控制系统
组成：轮毂
类型：单叶片、双叶片、三叶片和多叶片 定桨风轮和变桨风轮 轮毂：连接主轴与叶片，将风力对叶 片的作用载荷传递给主轴以及齿轮 箱 变桨电机 叶片 轮毂 主轴 主传动系统
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2、风力机的结构组成
产品技术基础培训之
风力发电机组工作原理基础
江苏华创光电科技有限公司
目录
风力发电背景
风电机组的工作原理
风电机组的结构
风电机组控制系统
2
风力发电背景
一、化石能源枯竭
全球能源形势
矿物燃料消耗过度 每年消耗56亿吨煤
环境压力日益严重 至2030年二氧化碳排 放上涨50%，每年420 多亿吨
30
电动变桨
驱动器、编码器、限位开关、电池（超级电容）
31
偏航系统
32
偏航系统组成部件
33
偏航系统组成部件
34
偏航系统组成部件
35Leabharlann 偏航系统组成部件36
37
齿轮箱 一侧连接低速轴，另一侧连接高速轴 高速轴 转速大约为1500转/分，它的作用是带动
发电机。同时在高速轴上安装有一套机械刹车
发电机 发电机通常被称为感应型发电机或异步发
电机
16
2、风力机的结构组成 控制器 计算机持续监控风力发电机的 状态，控制偏航。在任何故障状态 下，计算机立即控制风机停机。 液压系统 作用是控制风力发电机气动 刹车装置。 冷却系统 包含有冷却发电机的风扇， 冷却齿轮油的散热器，一些风力发 电机还装设有发电机水冷装置。 偏航系统 通过偏航电机推动机舱对风
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2、风力机的结构组成 主传动系统
主 轴：支撑轮毂和传递负载（轴向力，剪力（径向力）， 弯矩和扭矩）
低速轴 ：联接叶轮轮毂与齿轮箱。低 速轴是中空轴，内部穿过液压管路控 制气动刹车
高速轴 ：转速大约为1500转/分， 它的作用是带动发电机。同时在 高速轴上安装有一套机械刹车。
15
2、风力机的结构组成 主传动系统
结构和功能
变桨电机：
每个叶片都有一个变桨电机，并带有刹车、测速传感器、编码器及强 制空冷装置。
备用电源：用于电网断电和安全链中断时叶片的变桨控制。
充电器：带有充电控制和电压检测装置。 转换器：三相两路装置，用于向变桨电机输送直流电。 变桨控制器 除变桨电机，其余部件都在轴控制柜或公用控制柜内，每个叶片都有 单独控制器。
能源安全受到挑战 石油价格波动，煤炭 价格持续上涨
25亿吨石油
煤炭150年，石油80年枯竭
3
二、碳排放和温室效应 各种全球变暖背景下的极端气候影响在世界各国频频上演，暴雪、飓风、洪 水、干旱……全球气候变暖还引起冰川崩塌消融、海平面上升、粮食减产、物种 灭绝……全球气候变化是由化石燃料燃烧排放大量温室气体而造成的。
风电机组控制系统
10
风电机组的工作原理和结构
轮毂
风轮
変桨 导流罩 主轴系统
风电机组
机舱
增速箱 发电机 偏航 刹车
塔架
散热排风 机舱罩
风速风向仪
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机舱内部结构
轮毂：连接主轴与叶片，将风力对叶片的作用载荷传递给主轴以及齿轮箱 轴承：支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度
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化石燃料占二氧化碳排放量比重
化石能源 煤 2006二氧化碳排放量 Mt 8336 2008二氧化碳排放量 Mt 8672 百分比 73.5%
石油
燃气
882
2217
859
2320
7.2%
19.6%
总量
11435
11851
100%
4
世界能源利用发展趋势从依赖常规化石能源如石油、煤、天然气）转向充分利用 可再生能源（风能、太阳能、生物质能等）。其中风电可以减少温室气体排放， 平均每提供100万千瓦时的电量，可以减少600吨二氧化碳排放量。 2009年，全球二氧化碳含量由于风能的应用减少了228.7Mt，相当于全年因发电而 产生的二氧化碳总量的1.93%。 特点： 风能是一种取之不尽用之不竭的能源 利用风能可以在相对短的时间内产出大量电能 风能是一种不产生二氧化碳的能源形式，有利于减少温室气体的排放
为减少机械磨损需要润滑清洗等定期维护。采用无齿轮箱的直驱方式虽然提高了电机 的设计成本，但却有效的提高了系统的效率以及运行可靠性； 其缺点是：直驱发电机体积大而笨重 ，电机设计成本较高。
。
23
目录
风力发电背景
风电机组的工作原理
风电机组的结构
风电机组控制系统
24
风力机控制系统
25
主控制系统
17
2、风力机的结构组成
塔架
作用是承载机舱和叶轮。 一台600千瓦风力发电机的塔架 约为40-60米高。塔架有锥形圆 柱钢塔架，也有桁架式塔架 ， 在其内部装有梯子。
风速仪和风向标
速和风向。
用于测量风
18
叶片的制造
叶片必须有足够的强度，因此，在 每一个叶片内部都有一根与叶片长 度几乎一样长的梁。
28
液压变桨 系统组成： 油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄 压器以及三套独立的变桨装置
优点：单位体积小、重量轻、扭矩大无需变速机构，在失电时将蓄压器作为备用动力源对桨叶进行顺桨作业；增容便捷。 缺点：漏油，对环境要求较高（温度）
29
原理
液压变桨
变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。变桨距控制系 统由信号给定、比较器、位置（桨距）控制器、速率控制器、 D/A转换器、执行机构和反馈回路组成。
19
叶片的制造
叶片分为两扇，分别进行生 产，然后，将两扇组合起来， 就形成了一个完整的的叶片。 图中的工人正在给玻璃钢上 铺塑胶。
在两扇叶片组合之前，先 将那根梁放在中间
20
叶片的制造
两扇叶片放入一个模具 然后合上。然后将给其 加热，使得玻璃钢更加 坚固。 叶片表面必须足够光滑， 使得风穿过叶片表面时 不会减速。因此，在一 些刮擦痕处须填充玻璃 纤维。最后，对叶片进 行打磨抛光直到叶片表 面光滑为止。
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直驱机型
直驱式的特点： 风轮直接与低速（多极）励磁同步发电机（也有利用永磁同步发电的）相连，省去了 故障多发部件-齿轮箱。电机全功率通过电力电子装置连接到电网。利用电力电子技术 可以控制系统输出的有功和无功功率，同样也可以使机组捕获最大风能；
齿轮传动不仅降低了风电转换效率和产生噪音，更是造成机械故障的主要原因，而且
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双馈机型
◎此技术路线为技术最成熟、市场占有率最高的技术路线。
双馈式的特点： 双馈电机定子直接与电网相连，转子侧通过功率变换器（一般为双 PWM 交—直—交型变换器）连接到电网。该功率变换器的容量仅为电机容量的
1/4左右，并且能量可以双向流动，这是这种机型的优点。
该种机型是利用发电机转子励磁频率、定子输出频率和转子机械频率的关 系，通过改变转子的励磁频率而使机组完成变速恒频运行，进而实现最大 风能捕获。 对电网而言，该系统利用矢量控制实现了输出的有功和无功的解偶控制， 可以为电网输出无功，保证了输出电能质量。
5
风能
• 风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处 受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因 而引起大气层中压力分布不均，在水平方向高压空气向低压 地区流动，即形成风。 • 风能作为一种高效清洁的永不枯竭的能源正受到越来越多国 家的高度重视。 • 全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为 2×107MW，是全球可开发利用水能资源总量的10多倍，相当 于10800亿吨标准煤产生的能量，约是全世界目前能源消费量
的100倍。
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目录
风力发电背景
风电机组的工作原理
风电机组的结构
风电机组控制系统
7
风电机组的工作原理和结构
风
电
机组
风电机组的工作原理和结构
风力发电机组（以下简称风力机）是一种 将风能转换为电能的能量转换装置
风
叶轮
传动系
发电机
电
控制系统
目录
风力发电背景
风电机组的工作原理
风电机组的结构
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27
•变桨控制系统：控制时一般都以发电机额定功率或转子转速为界，即当发电 机输出功率（转速）低于额定值时，进行变速恒频控制，最大捕获风能；而 当输出功率（转速）高于额定值时，进行变桨距控制，维持发电机功率在额 定值附近。要实现真正的独立变桨,输入变量包括桨叶节距角变化和风速，以 及每个桨叶受力等,实现多变量控制。
•主控系统：主控系统是风机控制系统的主体，它实现自 动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故 障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控等重要控制 、保护功能。 •对外的三个主要接口系统就是监控系统、变桨控制系统 以及变频系统（变频器），它与监控系统接口完成风机实 时数据及统计数据的交换，与变桨控制系统接口完成对叶 片的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，与变频系统 （变频器）接口实现对有功功率以及无功功率的自动调节 。