风力发电机齿轮箱故障|风电技术发展概况

国内外风力发电现状及展望

一、国外风电发展现状

20世纪80年代和1990年代，风电技术发展迅速并逐渐成熟。风电以其自身的优势，延伸到电网难以到达的地方，给他们带来了很多便利。根据全球风能理事会（GWEC）发布的全球风电市场装机容量数据，2011年全球风电行业新增风电装机容量达到41吉瓦，这一新增装机容量使全球累计风电装机容量达到238个。千兆瓦。这一数据显示，全球累计装机容量实现了年均20%以上的增长，新增装机容量增长了6%。迄今为止，全球已有70多个国家拥有商业装机风电装机容量，其中22个国家装机容量超过1GW。预计到2030年，欧洲风电装机容量将达到30吉瓦，可满足欧洲20%的电力需求。

二、国内风电发展现状

中国风资源储量丰富，分布广泛。陆上可开发储量2.53亿千瓦，海上可开发储量7.5亿千瓦。规模化、高度集中发展、远距离高压输送是我国风电发展的重要特征。近年来，我国风电发展迅速。2006年至2010年，风电总装机容量从260万千瓦增加到4182.7000万千瓦。2010年新增风电装机容量1600万千瓦。累计装机容量和新增装机容量均居世界第一。预计2020年我国风电累计装机容量可达2.3亿千瓦。这意味着，未来十年，风电总装机容量平均每年需要新增1800万千瓦。预计每年新增约9000台及其配套转换器。

风电系统控制技术

风力发电系统有独立、并网和组合三种运行模式。并网风力发电系统由风力发电机控制器、风力发电机、传动装置、励磁调节器、发动机、变频器、变压器等组成。

风力发电机包括风力发电机、发电机、变速传动装置及相应的控制器等，用于实现风能与电能之间的能量转换。风力发电的关键问题是风力涡轮机和发电机的功率和速度控制。

风力发电机中将风能转化为机械能的能量转换装置是风力发电机，它由风轮、迎风装置和塔架组成。根据结构不同，风力发电机可分为水平轴和垂直轴两种；根据功率调节方式的不同，风力发电机可分为恒桨距失速、变桨距和主动失速三种。

风力涡轮机中的发电机将机械能转换为电能。发电机并入电网后，必须输出恒定频率（通常为50Hz）的电能。根据发电机转速的不同，发电机可分为恒速和变速两种，其变速需要通过变频器来实现。变频器采用电力电子变流技术和控制技术，将发电机产生的变频交流电转换为与电网同频的交流电，可灵活并网，可实现最大风能跟踪控制。根据拓扑结构的不同，逆变器可分为AC-AC、AC-DC-AC 和矩阵。根据逆变器容量的不同，逆变器可分为部分容量和全容量（全容量）两种。种类。变速传动装置可以将风轮的低速转换成发电机的高速。根据传动链的类型，可分为齿轮箱传动和直传动。前者包括单级和多级齿轮箱驱动。

风力发电机及其风力发电系统

实现恒速或变速风力发电系统的方案很多，选择的发电机类型主要取决于风力发电系统的形式。传统的恒速/变速风电系统有四种：基于SCIG的恒速风电系统、基于WRIG的有限变速风电系统、基于ESC-SCIG的变速风电系统和MMG-基于变速风电系统。

现代风电系统一般采用变速恒频技术，通过变流装置或改变发电机结构来实现。现代变速恒频风电系统有六种类型：基于SCIG的风电系统、基于DFIG的风电系统、基于直驱EESG的风电系统、基于直驱PMSG的风电系统、半基于 PMSG 的直接驱动风力发电系统，以及 PMBDCG 的风力发电系统。

近年来，一些具有商业潜力的新型风力发电机及其风力发电系统不断涌现。新型变速恒频风电系统主要包括以下八种类型：基于SRG的风电系统、基于BDFIG的风电系统、基于CPG的风电系统、基于HVG的风电系统、基于DWIG的风电系统、基于TFPMG的风电系统和基于DSPMG的风电系统风电系统和基于EVT的风电系统。

风力发电关键技术

I 并网技术与最大风能捕获研究

并网技术通过全功率功率变换器的控制算法实现控制的目的。在并网控制方面，一些文献提出了并网直流侧的新方法。在直流电容器和直流/交流之间安装并网开关。并网前，并网开关断开，DC/AC通过限流电阻对电容充电。此时风力发电机齿轮箱故障，发电机转速在风力发电机的驱动下从0上升。当电容器充电达到交流电网线电压幅值时，并网开关闭合，同步风力发电机并网。一般情况下，发电机转速由低到高逐渐上升，并以一定的速度并网。当因为某种原因，发电机高速脱离电网，需要重新并网风力发电机齿轮箱故障，由于电容器已充电，直流母线电压高于网侧交流线电压幅值，并网开关可只要并网开关闭合就闭合。网。直驱永磁同步风电机组通过电力电子变流器并入电网后，控制目标是在风速小于额定风速时实现最大风能捕获，并使系统当风速超过额定风速时，以额定功率输出。由于电容器已充电，且直流母线电压高于网侧交流线电压幅值，只要并网开关闭合，即可闭合并网开关。网。直驱永磁同步风电机组通过电力电子变流器并入电网后，控制目标是在风速小于额定风速时实现最大风能捕获，并使系统当风速超过额定风速时，以额定功率输出。由于电容器已充电，且直流母线电压高于网侧交流线电压幅值，只要并网开关闭合，即可闭合并网开关。网。直驱永磁同步风电机组通过电力电子变流器并入电网后，控制目标是在风速小于额定风速时实现最大风能捕获，并使系统当风速超过额定风速时，以额定功率输出。

最大风能捕获的目的是通过适当的控制，使风机转速随风速变化，始终沿最佳功率曲线运行，从而最大限度地实现风能的转化。最大风能跟踪可以通过桨距调节来调节，也可以通过调节发电机功率来调节速度以保持最佳叶尖速比来实现。出于可行性、经济性和可靠性的考虑，目前的使用主要是通过控制发电机的输出功率来调节发电机的电磁功率，然后调节发电机转速。

二、低电压穿越研究

当电网电压下降时，由于变流器电流容量的限制，网侧逆变器注入电网的功率减少。此时机侧整流器的功率没有变化，造成直流侧过压。如果直流侧电压保持稳定，必然会造成逆变器过流。过压和过流都会对电力电子设备造成损坏。为了保护转换器不受损坏，当电压下降时，风力发电机将停止运行。当电网渗透率较低时，风电机组在电压下降时退出运行是可以接受的。

但随着风力发电规模的不断扩大，如果风电机组在电压下降时仍采用被动保护断开电网，将增加整个系统恢复的难度，甚至使故障更加严重。 ，并最终导致系统的所有其他单元断开连接。目前，一些引领风电技术发展的国家，如丹麦、德国等相继制定了新的并网运行指南，量化给出了风电系统离网的条件（如最低电压）。下落深度和下落持续时间）。当电网电压下降到规定曲线以下时，允许风力发电机脱离电网。当电压在凹陷部分时，发电机应提供无功功率。这就要求风电系统具有较强的低电压穿越能力，能够方便地为电网提供无功支持。因此，有必要研究低电压穿越的措施，以实现在电网电压下降时风电机组不离网运行。

综上所述

风电作为我国未来大力发展的三大新能源之一吊车公司，未来具有广阔的发展和应用前景。风电正在摆脱对化石能源的过度依赖，缓解我国能源短缺吊车，改善生态环境，扩大社会效益等方面将做出更大的贡献。本文简要介绍了风力发电的发展现状，如传统的恒速/变速风电系统、现代变速恒频风电系统和新型变速恒频风电系统。随着风电技术的不断变革和机组制造技术的不断提高，未来风力发电的竞争力必将逐渐增强，发展前景广阔。返回搜狐查看更多