浅谈W型风机偏航系统的调节修订版

浅谈W型风机偏航系统

的调节修订版

IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

浅谈W2000型风机偏航系统的调节

Discussion on the W2000 wind turbine yaw adjustment

【摘要】偏航系统的控制技术是大型风力发电机组研究的关键部分，直接影响整个风电机组的发电效率和风能利用效率，本文主要谈及启东场二期上海电气W2000型风机，偏航系统的校对和设置。能源，环境是当今人类生存和发展的所要的紧迫问题，风力发电作为一种可持续的发展的新能源，已经成为当今社会发展必不可少的条件，他不仅可以节约常规资源，而且能减少环境污染。因此，控制技术是风机组安全高效运行的关键。目前如何提高风机的发电量，已成为风场效益的重要因素，风能最大限度的利用，取决于偏航系统的稳定可靠，通过对偏航系统安装和设置，对风向标传来的信号能进行处理，使风轮始终处于迎风状态，获得最大风能利用，获得最大的经济效益。

【关键词】：风力发电；风能利用；偏航系统

第1章引言

1.1.背景

风能因其巨大的蕴藏量。可再生，分布广，绿色无污染等诸多优点，在世界范围内得到了广泛重视。风能的高效利用依赖于风电机组对风向的高效追踪。偏航系统是实现风电机组快速精准的有效对缝，避免风能损失的实行机构，是水平轴风力发电机不可或缺的关键部件；对于大型风力发电机，当偏航系统追风功能丧失后，风电机组必须停机。偏航系统性能的直接决定着风电机组的安全性和经济性。风能独特的随机性、间接性、塔影效应、反调峰特性对偏航系统工作原理的基础上，概

述了偏航系统控制策略研究现状，结合实际运行数据，讨论了传统偏航系统控制策略存在的局限性【1】。

1.2.研究的意义

随着对能源需求的持续增长和日益严格的环境法规，兆瓦级风力发电机组已成为风能利用的主流设备，当风速矢量方向发生变化时，风力发电机组的偏航系统能够快速、平稳的对准方向，以便获得最大风能。

偏航系统是风力发电机组必不可少的组成部分之一。主要是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，以便最大限度的吸收风能，提高风力发电机组的效率；同时提供必要的紧锁力矩，以保证风力发电机组完成对风动作后能够安全定位运行。因此偏航系统的控制问题就显得尤为重要【2】。

第2章偏航系统的介绍

2.1.偏航系统的作用与分类

偏航系统有被动偏航系统与主动偏航系统两种。被动偏航系统是当风轮偏离风向时，利用风压产生饶塔架的转矩使风轮对准风向，如果是上风向，则必须有尾舵；如果是下风向，则利用风轮偏离后推力产生的恢复力矩对风。但对大型风力发电机组很少采用被动偏航系统，被动偏航系统不能实现电缆自动解扭，易发生电缆过扭故障。【3】主动偏航则是采用电力或液压驱动的方式让机舱通过齿轮传动使风

轮对准风向来完成对风动作。启东场采用的是上海电气W2000型风力发电机组，该机组偏航速度为0.68°/s。偏航时间为八分五十秒。采用是主动偏航形式。

偏航系统位于塔架与主机架之间，由数组驱动装置和侧面轴承、滑动垫片、大齿圈等部件组成。一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、扭缆保护装置、偏航液压装置等部分组成。大齿圈与塔筒紧固在一起，偏航驱动装置和侧面轴承均与主机架连接在一起，外部有玻璃钢罩体的保护，大齿圈的上下及侧面布置滑动垫片，在偏航时机舱能在此滑动片上滑动旋转。

当风向改变时，风向仪将信号传到控制系统，控制驱动装置工作，小齿轮在大齿圈上转动，从而带动机舱旋转，使得风轮对准风向。【4】机舱可以两个方向旋转，旋转方向由接近开关进行检测。当机舱向同一个方向偏航的极限达到±720°时，限位开关将信号传到控制装置后，控制机组快速停机，并反转解缆。

2.2偏航系统的设置与校对

2.2.1扭缆零位

风机进入服务模式，手动偏航到扭缆自然下垂无扭转位置，使电缆自然下垂。如图1所示。

图1

2.2.2扭缆清零

HMI上打开高级维护，选择“扭缆清零”点击确定，则该位置被定义为扭缆零度位置。如图2所示。

图2

2.2.3拆开计数器盒盖和固定支架

断开偏航电机马达或者拍下安全链，保证偏航电机不会动作。用一字螺丝刀拆开偏航计数器盒盖。用18#套筒扳手拆开偏航计数器固定支架。如图3所示。

图3

2.2.4偏航左限位调节

面对小齿轮，逆时针转动偏航计数小齿轮，直到HMI上显示-720°。（从0位起约转动25圈）用一字螺丝刀松开偏航凸轮调节螺栓，使凸轮处于可调节状态。用一字螺丝刀慢慢调节左限位凸轮（4号位），当听到“咔”的清脆声音时，停止转动。此时偏航左限位开关动作。若这之前左限位凸轮已经触发，需要反向转动使其打开，然后再轻轻调节使其触发。（目的是为了使其在-720°时刚好触发）左限位凸轮触发后，可以看到HMI上偏航左停止开关在打开状态。

设定好左限位凸轮后，紧固凸轮调节螺栓。以保证下面的调节过程中设定好的凸轮位置不会偏移。如图四、五所示。

图4

图5

2.2.5偏航左紧停调节

继续转动小齿轮，转到HMI显示-900°（从0位起约转动31圈）。

松开凸轮调节螺栓，慢慢调节左安全链凸轮（3号位）当听到“咔”的清脆声音时，停止转动。HMI安全链监控显示偏航扭缆触发。再紧固凸轮调节螺栓。此时，偏航左限位凸轮开关和左紧停凸轮开关调节完成。如图六所示。

图6

2.2.6偏航右限位调节

面对小齿轮，顺时针转动偏航计数小齿轮，直到HMI上显示720°（从0位起约转动25圈）松开凸轮调节螺栓，用一字螺栓刀慢慢调节右限位凸轮（2号位），当听到“咔”的清脆声音时，停止转动。此时，偏航右限位开关动作。若之前右限位凸轮已经触发，需要反转将其打开，然后再慢慢调节使其触发。右限位凸轮触发后，可以看到HMI上偏航右停止开关处于打开状态。调节完成后紧固凸轮调节螺栓。如图七所示。

图7

2.2.7固定支架安装

转动齿轮到HMI显示扭缆0度位置。