論文關(guān)鍵字：風(fēng)能發(fā)電機(jī)電能

論文摘要：風(fēng)能是一種清潔，安全，可再生的綠色能源，利用風(fēng)能對(duì)環(huán)境無(wú)污染，對(duì)生態(tài)無(wú)破壞，環(huán)保效益和生態(tài)效益良好，對(duì)于人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，在世界范圍內(nèi)爆發(fā)的能源危機(jī)告誡人們，要生存就要尋找開(kāi)發(fā)新能源，此后各國(guó)政府紛紛制定能源政策支持新能源的開(kāi)發(fā)利用。現(xiàn)今調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減少溫室氣體排放、緩解環(huán)境污染、加強(qiáng)能源安全已成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。國(guó)家對(duì)可再生能源的利用,特別是風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用給予了高度重視。

近年來(lái)，世界風(fēng)力發(fā)電事業(yè)蓬勃發(fā)展，截至2006年年底，全世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)7422萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)到2010年全世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到149．5吉瓦。

我國(guó)風(fēng)能資源豐富。據(jù)中國(guó)氣象科學(xué)研究院的初步測(cè)算,我國(guó)陸地10m高度處可開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量為2.53億kW,海上可開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量為7.5億kW,總計(jì)約10億kW,風(fēng)能利用潛力巨大。2005年以來(lái)我國(guó)每年的風(fēng)電新增裝機(jī)容量連年翻番，2005年裝機(jī)容量126萬(wàn)KW，2006年裝機(jī)容量260萬(wàn)KW，2007年裝機(jī)容量590萬(wàn)KW，至2008年底風(fēng)電裝機(jī)容量已超過(guò)1000萬(wàn)KW。國(guó)家規(guī)劃,到2020年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)3000萬(wàn)kW。在國(guó)家政策和資源優(yōu)勢(shì)的推動(dòng)下,中國(guó)風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。

風(fēng)力發(fā)電在并網(wǎng)時(shí)由于沖擊電流的存在，會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生影響。由于風(fēng)力發(fā)電是一種間歇性能源，風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，所以為了保證風(fēng)電并網(wǎng)以后系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，需要額外安排一定容量的旋轉(zhuǎn)備用以響應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)的隨機(jī)波動(dòng)。各種形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)無(wú)功功率的需求不同，依靠電容補(bǔ)償來(lái)解決無(wú)功功率平衡問(wèn)題，發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率與出力有關(guān)，由此也影響電網(wǎng)的電壓。

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的投入運(yùn)行，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)成為可能，風(fēng)電事業(yè)正逐步向產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)。在某些地方，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)在電網(wǎng)中占有了相當(dāng)?shù)谋戎兀倪\(yùn)行狀況直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風(fēng)力資源，迫切需要深入研究大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，是保證并入大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)后電力系統(tǒng)仍然可以正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。

1電力電子器件在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用介紹

1.1IGBT。作為風(fēng)力發(fā)電中最為重要的功率器件之一，IGBC的電壓源流器具備著關(guān)斷電流的主要作用，通過(guò)采用PWM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)源逆變，這對(duì)于直流輸電向無(wú)交流電源的負(fù)荷點(diǎn)送電具有重要作用，但是由于風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中風(fēng)速并不穩(wěn)定，因此在風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中IGBT模塊的溫度始終無(wú)法得到一個(gè)統(tǒng)一的調(diào)控，過(guò)高或過(guò)低的溫度都會(huì)導(dǎo)致芯片與銅底片之間或者銅底片與基板之間焊接部分所承受的周期性負(fù)荷過(guò)高。針對(duì)這些問(wèn)題，目前大力推廣IGBC的“H”型SPWM逆變器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電中，其原理是通過(guò)控制其開(kāi)關(guān)波形，對(duì)輸出的電流進(jìn)行控制，并且改變初始角度來(lái)促使逆變器以功率因素為一的方式對(duì)電網(wǎng)輸送能源，這對(duì)于畸變因素有著良好的改進(jìn)作用。1.2交直交變頻器。變頻裝置系統(tǒng)主要作用在于變頻恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中起到一個(gè)能量傳遞的作用，其中交直交變頻器能有有效克制交變頻器的輸出電壓諧波多問(wèn)題，針對(duì)輸入測(cè)功率因數(shù)低以及功率元件數(shù)量過(guò)多等問(wèn)題，起到一個(gè)控制策略的實(shí)現(xiàn)作用，其主要適用于變速恒頻雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以及無(wú)刷雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。并且在海上風(fēng)電場(chǎng)采用電力電子變頻器還可以針對(duì)有功與無(wú)功的控制實(shí)現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定維持，使其以最低的機(jī)械應(yīng)力與噪音獲取最高的風(fēng)能。1.3矩陣變換器。矩陣變換器一直是電力電子技術(shù)研究的熱門(mén)之一，在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中有著較為開(kāi)闊的發(fā)展前景，并且作為新型的交電源編花器，其對(duì)于交流電主參數(shù)的變換可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)方面的多角度實(shí)現(xiàn)，并且相對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中以往的變換器，其功能更加強(qiáng)大，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸出頻率，電流以及電壓等對(duì)變速恒頻實(shí)現(xiàn)控制，并且可以最大化的實(shí)現(xiàn)風(fēng)能捕獲，與有功功率與無(wú)功功率的解耦控制。

2電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用研究

目前，隨著清潔環(huán)保資源的不斷研究與發(fā)展，除了水力發(fā)電以外，風(fēng)力發(fā)電占據(jù)了全球可再生能源發(fā)展與研究的重要地位，并且風(fēng)力發(fā)電是目前能夠具備大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值以及技術(shù)較為成熟的一種新能源。2.1風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用。風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)具備著良好的穩(wěn)定性與可靠性，其是目前電子電力技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電研究中主趨勢(shì)之一，風(fēng)電并網(wǎng)的運(yùn)行與電力電子應(yīng)用技術(shù)的研究有著十分緊密的聯(lián)系，主要有以下兩種方式：方式一直接與電網(wǎng)相連；方式二借助電力電子器件所組成的變換器實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)相連。首先，直接與電網(wǎng)相連接，可以在消耗與克制異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)瞬間所產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊流，在配有軟并網(wǎng)裝置的發(fā)電裝置上，通過(guò)在異步發(fā)電機(jī)定子與電網(wǎng)之間所嵌入的雙向晶閘管，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)后由一個(gè)接觸器來(lái)操作動(dòng)合觸頭實(shí)現(xiàn)短接。目前我國(guó)采用最多的就是變速雙饋異步發(fā)電機(jī)與變速同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電研究，由于其結(jié)構(gòu)特征與技術(shù)要求都十分高，勢(shì)必需要電力電子技術(shù)的支撐與改進(jìn)。2.2變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電最大劣勢(shì)就是不穩(wěn)定，其穩(wěn)定效果較差，目前我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)較為常用的是異步店里發(fā)電機(jī)組運(yùn)行模式，該運(yùn)行模式主要應(yīng)用的是風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)，而風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)最大的劣勢(shì)就是不穩(wěn)定性，并且不易被控制，因此風(fēng)力變化屬于自然因素，其自然因素具有不可抗力，風(fēng)速與風(fēng)向都無(wú)法實(shí)現(xiàn)人為控制，即使在未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定程度風(fēng)速與風(fēng)向可以實(shí)現(xiàn)人為操作，但是成本也會(huì)務(wù)必巨大，因此，在短時(shí)間內(nèi)要想即采用風(fēng)力發(fā)電還要改善這一不穩(wěn)定因素所導(dǎo)致的種種問(wèn)題，那么采用變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)這一技術(shù)就十分重要，即使在風(fēng)速與風(fēng)力都不可逆的時(shí)候，風(fēng)力與風(fēng)速發(fā)生了巨大的變化，采用這一技術(shù)也可以穩(wěn)定輸出功率的頻率，減少不必要的損失。如圖1所示。但是就目前的研究技術(shù)而言，還存在很多難題亟待攻克，像是并網(wǎng)問(wèn)題以及風(fēng)機(jī)控制等方面的系統(tǒng)操作都對(duì)風(fēng)力發(fā)電的未來(lái)發(fā)展有著一定的阻礙，要想更進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的最大值效益化，那么采用更加先進(jìn)的電力電子技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的融合十分重要。2.3恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用。恒速恒頻系統(tǒng)所采用的是普通異步發(fā)電機(jī)，其主要是超同步狀態(tài)運(yùn)行，并且我們常見(jiàn)的這一類風(fēng)力機(jī)主要有三個(gè)葉片，在北方一些高山發(fā)電區(qū)域極為常見(jiàn)，其主軸系統(tǒng)通過(guò)高速軸與低速軸的齒輪箱相聯(lián)系而運(yùn)轉(zhuǎn)。目前在我國(guó)恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組應(yīng)用的較為普遍，該風(fēng)電機(jī)組一般情況下不適用電力電子期間，主要應(yīng)用可控硅來(lái)對(duì)電阻中的電流的速度進(jìn)行調(diào)整，該風(fēng)電機(jī)組雖然在國(guó)內(nèi)應(yīng)用交廣，但是也存在很明顯的弊病，由于該風(fēng)電機(jī)組采用的是三葉式槳葉發(fā)電模式，等風(fēng)速達(dá)到一定程度，假若風(fēng)速達(dá)到最高值，那么槳葉運(yùn)轉(zhuǎn)速度也會(huì)達(dá)到最高值，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較高的機(jī)械應(yīng)力，這時(shí)候風(fēng)電機(jī)組的主軸，齒輪箱與發(fā)電機(jī)都會(huì)由于速度過(guò)快而產(chǎn)生磨損，這對(duì)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)都是一種不可避免的損耗，此外恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，即使是正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于電壓始終都無(wú)法提供支持，假設(shè)出現(xiàn)電網(wǎng)故障，那么將是全面癱瘓，這一直都是使用恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng)較為嚴(yán)峻的難題之一，同時(shí)也作為普通異步電機(jī)的典型問(wèn)題代表。

3電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用展望

首先風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展一直備受全球關(guān)注，并且作為全球可循環(huán)清潔環(huán)保資源其技術(shù)研究也在不斷加強(qiáng)，而要想風(fēng)力發(fā)電發(fā)揮更大的效益與作用，那么結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)的電力電子技術(shù)勢(shì)在必行，首先要解決目前所存在的問(wèn)題，例如并網(wǎng)過(guò)程中由于風(fēng)速與風(fēng)力不穩(wěn)定所導(dǎo)致的電流過(guò)大對(duì)發(fā)電裝置造成的磨損問(wèn)題等，針對(duì)這些問(wèn)題制作有效地應(yīng)急方案跟處置方案，其次，風(fēng)電機(jī)組如何實(shí)現(xiàn)固定風(fēng)速運(yùn)轉(zhuǎn)也是一直在攻克的難題之一，采用永磁多極同步發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的交流電通過(guò)整流器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡m然經(jīng)過(guò)一定的技術(shù)改造進(jìn)入了電網(wǎng)，減少了并網(wǎng)過(guò)程中的大量電流沖擊，但是系統(tǒng)穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。如何進(jìn)一步提高我國(guó)電力電子技術(shù)在風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用還有很長(zhǎng)的一段路要走。

第一節(jié)概述

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過(guò)齒輪箱齒輪副的增速作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，故也將齒輪箱稱之為增速箱。根據(jù)機(jī)組的總體布置要求，有時(shí)將與風(fēng)輪輪轂直接相連的傳動(dòng)軸（俗稱大軸）與齒輪箱合為一體，也有將大軸與齒輪箱分別布置，其間利用漲緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機(jī)組的制動(dòng)能力，常常在齒輪箱的輸入端或輸出端設(shè)置剎車(chē)裝置，配合葉尖制動(dòng)（定漿距風(fēng)輪）或變漿距制動(dòng)裝置共同對(duì)機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合制動(dòng)。

由于機(jī)組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風(fēng)口處，受無(wú)規(guī)律的變向變負(fù)荷的風(fēng)力作用以及強(qiáng)陣風(fēng)的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的影響，加之所處自然環(huán)境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi)，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)非常困難，故對(duì)其可靠性和使用壽命都提出了比一般機(jī)械高得多的要求。例如對(duì)構(gòu)件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機(jī)械性能外，還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性；應(yīng)保證齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動(dòng)和沖擊；保證充分的潤(rùn)滑條件，等等。對(duì)冬夏溫差巨大的地區(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)和潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行遙控。

不同形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有不一樣的要求，齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異。在風(fēng)電界水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用固定平行軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)最為常見(jiàn)。

如前所述，風(fēng)力發(fā)電受自然條件的影響，一些特殊氣象狀況的出現(xiàn)，皆可能導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障，而狹小的機(jī)艙不可能像在地面那樣具有牢固的機(jī)座基礎(chǔ)，整個(gè)傳動(dòng)系的動(dòng)力匹配和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的因素總是集中反映在某個(gè)薄弱環(huán)節(jié)上，大量的實(shí)踐證明，這個(gè)環(huán)節(jié)常常是機(jī)組中的齒輪箱。因此，加強(qiáng)對(duì)齒輪箱的研究，重視對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的工作顯得尤為重要。第二節(jié)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)必須保證在滿足可靠性和預(yù)期壽命的前提下，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且重量最輕。通常應(yīng)采用CAD優(yōu)化設(shè)計(jì)，排定最佳傳動(dòng)方案，選用合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇穩(wěn)定可靠的構(gòu)件和具有良好力學(xué)特性以及在環(huán)境極端溫差下仍然保持穩(wěn)定的材料，等等。

一、設(shè)計(jì)載荷

1引言

國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造行業(yè)內(nèi)主機(jī)架產(chǎn)品的焊接基本都采用傳統(tǒng)手工焊接方式。焊接效率不高，焊接質(zhì)量受焊接工人業(yè)務(wù)能力的制約較大，再加上焊接工況較差，長(zhǎng)時(shí)間焊接作業(yè)對(duì)焊接操作工人的健康危害嚴(yán)重，高技術(shù)的焊接工人勞務(wù)成本日益增加，甚至?xí)霈F(xiàn)高薪亦難尋技術(shù)過(guò)關(guān)的高質(zhì)量焊工。傳統(tǒng)焊接問(wèn)題日益突出，焊接機(jī)器人代替焊接工人已是必然趨勢(shì)。

2主機(jī)架產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)性能優(yōu)良的基礎(chǔ)上，為節(jié)約設(shè)備購(gòu)置成本及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的可行性，便于機(jī)架適應(yīng)焊接變位機(jī)的結(jié)構(gòu)，調(diào)整優(yōu)化設(shè)計(jì)了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)型式，如圖1～圖2所示。

3智能化焊接變位機(jī)結(jié)構(gòu)選型

依據(jù)我公司風(fēng)力發(fā)電機(jī)組優(yōu)化后的主機(jī)架的結(jié)構(gòu)特性，經(jīng)長(zhǎng)期研討分析，確定了最適合生產(chǎn)要求的焊接機(jī)器人工作站設(shè)備。在課題完成研究階段，焊接自動(dòng)化設(shè)備主要的變位機(jī)結(jié)構(gòu)形式如圖3～圖5所示。結(jié)合風(fēng)電主機(jī)架產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特性、設(shè)備造價(jià)及技術(shù)的可行性，第3種方案為較優(yōu)方案，焊接機(jī)器人系統(tǒng)選擇德國(guó)CLOOS成套原裝進(jìn)口設(shè)備。

第一節(jié)概述

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過(guò)齒輪箱齒輪副的增速作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，故也將齒輪箱稱之為增速箱。根據(jù)機(jī)組的總體布置要求，有時(shí)將與風(fēng)輪輪轂直接相連的傳動(dòng)軸（俗稱大軸）與齒輪箱合為一體，也有將大軸與齒輪箱分別布置，其間利用漲緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機(jī)組的制動(dòng)能力，常常在齒輪箱的輸入端或輸出端設(shè)置剎車(chē)裝置，配合葉尖制動(dòng)（定漿距風(fēng)輪）或變漿距制動(dòng)裝置共同對(duì)機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合制動(dòng)。

由于機(jī)組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風(fēng)口處，受無(wú)規(guī)律的變向變負(fù)荷的風(fēng)力作用以及強(qiáng)陣風(fēng)的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的影響，加之所處自然環(huán)境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi)，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)非常困難，故對(duì)其可靠性和使用壽命都提出了比一般機(jī)械高得多的要求。例如對(duì)構(gòu)件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機(jī)械性能外，還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性；應(yīng)保證齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動(dòng)和沖擊；保證充分的潤(rùn)滑條件，等等。對(duì)冬夏溫差巨大的地區(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)和潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行遙控。

不同形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有不一樣的要求，齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異。在風(fēng)電界水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用固定平行軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)最為常見(jiàn)。

如前所述，風(fēng)力發(fā)電受自然條件的影響，一些特殊氣象狀況的出現(xiàn)，皆可能導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障，而狹小的機(jī)艙不可能像在地面那樣具有牢固的機(jī)座基礎(chǔ)，整個(gè)傳動(dòng)系的動(dòng)力匹配和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的因素總是集中反映在某個(gè)薄弱環(huán)節(jié)上，大量的實(shí)踐證明，這個(gè)環(huán)節(jié)常常是機(jī)組中的齒輪箱。因此，加強(qiáng)對(duì)齒輪箱的研究，重視對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的工作顯得尤為重要。第二節(jié)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)必須保證在滿足可靠性和預(yù)期壽命的前提下，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且重量最輕。通常應(yīng)采用CAD優(yōu)化設(shè)計(jì)，排定最佳傳動(dòng)方案，選用合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇穩(wěn)定可靠的構(gòu)件和具有良好力學(xué)特性以及在環(huán)境極端溫差下仍然保持穩(wěn)定的材料，等等。

一、設(shè)計(jì)載荷

摘要：最近幾年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高速發(fā)展的趨勢(shì)，人們對(duì)日常生活的要求越來(lái)越高。電能已經(jīng)成為人們必不可少的能源，我國(guó)對(duì)新能源的關(guān)注度越來(lái)越高，尤其是“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”提出以來(lái)，人們對(duì)如何提高風(fēng)能、水能等新能源的利用率展開(kāi)了研究。本文以風(fēng)力發(fā)電做為切入點(diǎn)，就風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)展開(kāi)討論，并且提出了電能質(zhì)量的控制措施。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；并網(wǎng)技術(shù)；電能質(zhì)量；控制措施

1風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為電能產(chǎn)業(yè)不可缺少的能源，風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)的研究對(duì)提高風(fēng)能發(fā)電效率具有十分重要的作用。并網(wǎng)技術(shù)在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用可以提高電能的穩(wěn)定性以及用電的效率。并網(wǎng)技術(shù)的核心應(yīng)用原理是維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電壓與接入電壓現(xiàn)階段，我國(guó)電能產(chǎn)業(yè)使用的并網(wǎng)技術(shù)有很多種，使用最廣泛的技術(shù)主要有兩種，分別是：同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)以及異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，接下來(lái)，我們對(duì)這兩種技術(shù)展開(kāi)討論：1.1同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)。第一種是同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，這類技術(shù)的應(yīng)用原理是可以將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與同步發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有效的融合，在確保工作正常進(jìn)行的情況下，提高風(fēng)電發(fā)電的性能，通過(guò)對(duì)有關(guān)的資料進(jìn)行調(diào)查，我們可以知道，同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)技術(shù)可以提高對(duì)風(fēng)能的利用率，提高風(fēng)能在發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用效率。現(xiàn)階段，市場(chǎng)上對(duì)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)技術(shù)的使用范圍較為廣泛，這項(xiàng)技術(shù)在風(fēng)能行業(yè)中的使用可以最大程度的提高發(fā)電的容量，帶動(dòng)相關(guān)的設(shè)備工作。除此之外，風(fēng)速過(guò)大會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生過(guò)大的波動(dòng)情況，影響機(jī)組的正常工作。為了提高相關(guān)工作的效率，技術(shù)人員應(yīng)該將機(jī)組之間進(jìn)行結(jié)合，分析電網(wǎng)以及發(fā)電機(jī)組之間的關(guān)系，最大程度的提高電網(wǎng)發(fā)電的質(zhì)量。1.2異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)。第二種方法是異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)與上一項(xiàng)技術(shù)在原理方面存在顯著的差異，主要是通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而提高發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)差率，提高相關(guān)設(shè)備的使用精準(zhǔn)度。這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用方面還存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用不合理很容易產(chǎn)生沖擊性的電流，沖擊性電流的存在還加大電壓，影響電壓的安全性能。為了避免這種情況的出現(xiàn)，相關(guān)的技術(shù)人員通過(guò)對(duì)有關(guān)的資料進(jìn)行查詢，提出了兩種方法，分別是提高磁路的飽和性能以及增大機(jī)組運(yùn)行的電流。異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中的使用可以有效的節(jié)省相關(guān)的操作流程，提高設(shè)備的使用效率，加大產(chǎn)生電流的容量。除此之外，電流的輸送以及傳遞也會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的質(zhì)量造成一定程度的影響，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該提高電能的傳送效率，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

2風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)和電能質(zhì)量控制的有效對(duì)策

提高電能質(zhì)量的措施有很多種，以下我們就四種措施展開(kāi)討論：2.1做好諧波抑制措施。第一種是做好諧波抑制工作，影響風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)質(zhì)量的因素有很多，其中，電能的質(zhì)量情況在其中占有非常重要的地位。為了最大程度的提高電能的利用效率，相關(guān)的技術(shù)人員主要采取的方式是通過(guò)對(duì)結(jié)合組靜止無(wú)功補(bǔ)償器進(jìn)行使用，來(lái)對(duì)影響諧波的因素進(jìn)行抑制。由于我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展在最近幾年來(lái)受到了人們的廣泛關(guān)注，電能設(shè)備的發(fā)展方向朝向多元化、豐富化的方向發(fā)展，現(xiàn)階段，市場(chǎng)上抑制器的種類也越來(lái)越豐富。諧波抑制工作使用的抑制器是組合型的，由可投切電容器、電抗器以及諧波濾波裝置構(gòu)成，這種抑制器與其中類型的抑制器相比，功率的轉(zhuǎn)化速度加快，可以對(duì)風(fēng)力情況進(jìn)行追蹤檢查，可以在短時(shí)間發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，并且對(duì)這種情況進(jìn)行及時(shí)的解決，提高抑制諧波的效率以及風(fēng)力發(fā)電的質(zhì)量情況。2.2完善風(fēng)電信息分析工作，強(qiáng)化并網(wǎng)管理。第二項(xiàng)工作是加強(qiáng)信息的管理以及提高并網(wǎng)技術(shù)體系。為了提高風(fēng)力并網(wǎng)工作的完成效率，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該在風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中，建立信息完善平臺(tái)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的數(shù)據(jù)以及信息進(jìn)行收集、整理。信息的收集以及整理是一項(xiàng)十分漫長(zhǎng)的過(guò)程，包括多個(gè)行業(yè)、多個(gè)領(lǐng)域，其中風(fēng)電規(guī)劃前期、后期以及運(yùn)行中期的數(shù)據(jù)都應(yīng)該進(jìn)行記錄，數(shù)據(jù)的完整性對(duì)并網(wǎng)的后期管理具有十分重要的作用。并網(wǎng)管理是多方面的，為了提高并網(wǎng)管理的質(zhì)量，相關(guān)的單位應(yīng)該建立專門(mén)的管理隊(duì)伍，對(duì)并網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模的監(jiān)管、檢測(cè)，進(jìn)一步完善風(fēng)力發(fā)電的管理體系，除此之外，對(duì)于大型的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目，要做好年度的規(guī)劃，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的情況進(jìn)行嚴(yán)格的記錄，根據(jù)有關(guān)的資料顯示，風(fēng)力發(fā)電管理體系的制定以及完善可以從根本上提高用電的質(zhì)量情況，提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的工作效率。2.3提升設(shè)備可靠性，優(yōu)化機(jī)組設(shè)計(jì)。第三項(xiàng)措施是提高設(shè)備的可靠性，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)不同，對(duì)設(shè)備的要求更高，一般情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要使用到的設(shè)備有很多，其中發(fā)電機(jī)組、輸電線路以及SVG等都是非常關(guān)鍵的設(shè)備，設(shè)備的性能以及使用壽命在一定程度上影響了風(fēng)力發(fā)電的電力質(zhì)量。從不同的角度分析，我們可以得出不同的結(jié)論，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一個(gè)混合的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)每一個(gè)設(shè)備以及操作步驟都可能對(duì)整體機(jī)組的使用情況造成影響。目前，相關(guān)的技術(shù)人員為了提高系統(tǒng)的使用效率，對(duì)設(shè)備的技術(shù)以及管理兩個(gè)方面進(jìn)行了關(guān)注。從設(shè)備技術(shù)的方向考慮，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的每一個(gè)設(shè)備都影響了風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際工作效率，因此，提高設(shè)備的操作技術(shù)以及使用性能非常的關(guān)鍵，這就需要相關(guān)的技術(shù)人員提高自身的技能，對(duì)設(shè)備進(jìn)行充分的了解之后在對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，這樣做可以有效地提高風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)電質(zhì)量；另一個(gè)方向是對(duì)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的管理層面，任何一個(gè)企業(yè)要想得到更好的發(fā)展，完善管理制度都非常的關(guān)鍵，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)企業(yè)內(nèi)部的管理，完善管理體系，營(yíng)造一個(gè)工作積極、融洽的環(huán)境。除此之外，相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)未來(lái)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的形勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出了以下幾個(gè)結(jié)論：①未來(lái)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)會(huì)加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)組的關(guān)注力度，尤其是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)組容量；②提高葉輪的工作效率；③提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作效率等。風(fēng)力發(fā)電行業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景十分好，主要的原因有兩點(diǎn)：①我國(guó)對(duì)新能源的關(guān)注力度越來(lái)越大；②電能又是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚哪茉础Ｏ嚓P(guān)的單位應(yīng)該對(duì)電力產(chǎn)業(yè)設(shè)備的使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提高電力設(shè)備的使用性能，最大程度的提高相關(guān)用電機(jī)組的工作效率。通過(guò)對(duì)我國(guó)目前的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)進(jìn)行分析，可以知道，目前風(fēng)力發(fā)電廠主要使用的風(fēng)電機(jī)組具有以下幾個(gè)特點(diǎn)，分別是：功率較大、體積小巧、重量較輕以及運(yùn)輸方便、安全性能高等，這種類型的發(fā)電機(jī)組在風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)中的使用可以提高風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電容量，降低風(fēng)力發(fā)電的成本，在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中，相關(guān)的人員對(duì)綠色節(jié)能理念也非常的看重。2.4強(qiáng)化故障診斷，提升電能質(zhì)量。第四項(xiàng)措施是對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行診斷。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，分析之后提出相應(yīng)的解決措施，只有提高設(shè)備的質(zhì)量，才能進(jìn)一步提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電質(zhì)量。

摘要：洪湖水域面積460km2，風(fēng)力資源充足，中荷項(xiàng)目的實(shí)施初步證實(shí)可利用風(fēng)力發(fā)電來(lái)解決漁民用電難的問(wèn)題。采用三種技術(shù)模式，中荷項(xiàng)目在洪湖示范點(diǎn)成功地安裝了小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組312臺(tái)（套），其中風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)32臺(tái)（套）。項(xiàng)目實(shí)施后，漁民不僅能用電照明，還能看上電視，有些示范戶還添置了洗衣機(jī)、電冰箱等高檔家用電器，極大地提高了漁民生活水平和生活質(zhì)量，豐富了精神文化內(nèi)容。洪湖示范點(diǎn)建設(shè)也為內(nèi)陸湖區(qū)風(fēng)資源的開(kāi)發(fā)利用探索出了有益的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：小型風(fēng)力機(jī)；風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電；漁民發(fā)電

1引言

洪湖市濱湖辦事處船頭嘴村（包括洪湖八一水上希望小學(xué)）和螺山鎮(zhèn)新捕撈村的漁民，長(zhǎng)年生活在水泥船上，以船為家。兩村共有漁戶533戶，總?cè)丝?606人。他們遠(yuǎn)離湖岸，遠(yuǎn)離常規(guī)電網(wǎng)，受地理?xiàng)l件限制，漁民至今未能用上常規(guī)電源，只能用煤油蠟燭照明。項(xiàng)目實(shí)施前，兩村只有92戶漁民采用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電，僅占總戶數(shù)的17.26%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足漁民的生活和生產(chǎn)用電的需求。根據(jù)專家調(diào)查分析，洪湖湖區(qū)有較豐富的風(fēng)力資源和太陽(yáng)能資源，適合小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和小型太陽(yáng)能光電系統(tǒng)的應(yīng)用。示范項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)，就是要開(kāi)發(fā)和利用湖區(qū)較為豐富的風(fēng)力資源、太陽(yáng)能資源，推廣應(yīng)用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電；探索有效的技術(shù)和管理模式，解決湖上漁民和水上小學(xué)用電難的問(wèn)題；加強(qiáng)與外界通信聯(lián)系，改善教育條件，進(jìn)一步提高廣大漁民的生活水平，建設(shè)新型的湖區(qū)漁民生活用能模式。

洪湖市示范點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，使兩個(gè)項(xiàng)目村的有電戶從17.26%提高到58.5%。現(xiàn)在兩個(gè)村已有312戶漁民安裝了小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（其中32戶為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)），由于有了較充足的電力照明，漁民的業(yè)余文化生活變得豐富多彩，社會(huì)更加和諧。項(xiàng)目實(shí)施后，洪湖八一水上學(xué)校的照明終于得到了解決，師生的教學(xué)、生活條件都有了很大改善。該項(xiàng)目良好的能源、環(huán)境和社會(huì)效益日益顯現(xiàn)出來(lái)，也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)項(xiàng)目戶、示范村致富奔小康和全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展具有顯著的推動(dòng)作用，對(duì)周邊地區(qū)產(chǎn)生了長(zhǎng)期而深遠(yuǎn)的影響，也為洪湖旅游觀光增添了一道靚麗的風(fēng)景線。

2風(fēng)力資源與設(shè)備安裝

八十年代中期到九十年代中期，世界風(fēng)力發(fā)電技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，設(shè)計(jì)、制造技術(shù)趨向成熟，產(chǎn)品進(jìn)入商品化階段，功率等級(jí)從幾十千瓦躍升至600KW，并向兆瓦級(jí)挺進(jìn)，發(fā)電成本競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越強(qiáng)；同時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和管理的水平以及規(guī)模也上升到嶄新的階段，如丹麥明確提出其風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量將達(dá)到電網(wǎng)總裝機(jī)容量的10%。我們的鄰居印度，發(fā)展態(tài)勢(shì)尤為引人注目，短短六年左右的時(shí)間，其風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量就上到80多萬(wàn)千瓦。

我國(guó)1983年山東引進(jìn)3臺(tái)丹麥Vestas55kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，開(kāi)始了并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的試驗(yàn)和示范。1986年，新疆達(dá)坂城安裝了一臺(tái)丹麥Micon100kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，1989年安裝了13臺(tái)丹麥Bonus150kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和在內(nèi)蒙古朱日和安裝了5臺(tái)美國(guó)Windpower100kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，開(kāi)始了我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)和示范。

“七五”、“八五”期間，國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委都開(kāi)列了研制并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。電力部建設(shè)我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的宏偉設(shè)想以及黃毅誠(chéng)部長(zhǎng)“風(fēng)力發(fā)電應(yīng)成為電力的一支方面軍”決策極大地鼓舞了我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的士氣和制造發(fā)展風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的熱情。

根據(jù)國(guó)家計(jì)委已經(jīng)批準(zhǔn)立項(xiàng)和正在申請(qǐng)立項(xiàng)的情況，在“九五”后三年，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)將以60～100MW／年的規(guī)模高速發(fā)展。面對(duì)這一發(fā)展趨勢(shì)，很好地總結(jié)過(guò)去的工作，客觀地分析我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的潛力和市場(chǎng)形勢(shì)，從而較科學(xué)地作出規(guī)劃并制定相應(yīng)對(duì)策是十分必要的。

一、我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)狀

（1）裝機(jī)容量分布

摘要:風(fēng)力發(fā)電作為我國(guó)可再生能源的核心組成部分，在國(guó)家大力倡導(dǎo)下取得迅速發(fā)展及應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電涉及材料學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等學(xué)科，屬于集成化的新能源開(kāi)發(fā)技術(shù)。由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣且體量較大，需定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，評(píng)估設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。本文以風(fēng)力發(fā)電設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)為切入點(diǎn)，研討塔筒、電機(jī)設(shè)備、電力電子構(gòu)件、齒輪箱、風(fēng)電系統(tǒng)等的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及技術(shù)應(yīng)用方式。結(jié)合風(fēng)電機(jī)葉片缺陷評(píng)估，引入紅外熱像無(wú)損檢測(cè)，分析葉片無(wú)損檢測(cè)方式，降低葉片過(guò)度維護(hù)，以及事后維護(hù)帶來(lái)的高昂運(yùn)維成本，確保風(fēng)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:發(fā)電設(shè)備;風(fēng)力發(fā)電;無(wú)損檢測(cè)技術(shù);紅外熱像無(wú)損檢測(cè)

各國(guó)大力發(fā)展新能源事業(yè)，聯(lián)合國(guó)將全球可再生清潔能源認(rèn)定為重點(diǎn)投資方向。基于此，我國(guó)將風(fēng)能作為未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要能源來(lái)源之一，并大力建設(shè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。目前，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了一定成就，研究重點(diǎn)將朝向運(yùn)維發(fā)展，即穩(wěn)固系統(tǒng)運(yùn)行，加強(qiáng)安全性評(píng)估及可靠性評(píng)價(jià)。因此，需大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，延長(zhǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)使用壽命，減少故障損失，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1風(fēng)力發(fā)電設(shè)備無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

1．1監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)與電力電子設(shè)備

風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括電力電子與電磁兩部分，此類構(gòu)件可靠性是評(píng)估風(fēng)電設(shè)備檢測(cè)水平的重要指標(biāo)。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，受振動(dòng)、濕度、溫度、封裝形式等影響都會(huì)對(duì)內(nèi)部構(gòu)件造成影響，嚴(yán)重者導(dǎo)致零件損壞。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備收集的風(fēng)能先經(jīng)過(guò)葉輪，再經(jīng)過(guò)主軸與齒輪箱，經(jīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換后變成電能。風(fēng)力機(jī)葉片是一種彈性體，在風(fēng)力作用下葉片結(jié)構(gòu)可形成向上的空氣動(dòng)力與慣性力，其交變性無(wú)法確定，并且隨機(jī)性較強(qiáng)。在力的耦合作用下，發(fā)電機(jī)因不可抗力的振動(dòng)而產(chǎn)生自激共振，即顫振。如果顫振處于發(fā)散狀態(tài)，將導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電設(shè)備損壞。除此之外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因諸多原因而產(chǎn)生較大振動(dòng)，振幅與振動(dòng)頻率超過(guò)風(fēng)機(jī)荷載將影響風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。目前，應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)方式包括:熱成像技術(shù)、電磁傳感技術(shù)、掃地雷達(dá)技術(shù)等，同時(shí)還可通過(guò)模態(tài)分析法對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性與壽命進(jìn)行評(píng)估，以此提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障檢測(cè)科學(xué)性。除風(fēng)電機(jī)機(jī)械部分易造成設(shè)備損壞之外，風(fēng)力、溫差、潮濕條件也會(huì)導(dǎo)致線路絕緣耐壓、腐蝕及接觸電阻的失效。風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電力電子元件的電子類故障涉及定子線圈絕緣故障、轉(zhuǎn)子故障、激勵(lì)線圈絕緣故障等。轉(zhuǎn)子與頂?shù)纂娐饭收习ň€圈斷裂、線路短路、線圈匝間短路或相位對(duì)位短路等，同時(shí)焊接點(diǎn)松動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致線路故障。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)分析法無(wú)法適用于發(fā)電機(jī)工作時(shí)，僅能進(jìn)行線下測(cè)試或設(shè)備停運(yùn)時(shí)檢修。從電力電子方面分析，電流通過(guò)半導(dǎo)體器件時(shí)功率損失引起的發(fā)熱是導(dǎo)致發(fā)電機(jī)元件損壞的主要原因之一，在工作電壓與載流能力持續(xù)增加的背景下，溫度與檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)電力電子設(shè)備可靠性評(píng)估具有非常顯著的意義。所以，目前對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，有必要加大無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究力度，對(duì)電力電子系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

摘要：洪湖水域面積460km2，風(fēng)力資源充足，中荷項(xiàng)目的實(shí)施初步證實(shí)可利用風(fēng)力發(fā)電來(lái)解決漁民用電難的問(wèn)題。采用三種技術(shù)模式，中荷項(xiàng)目在洪湖示范點(diǎn)成功地安裝了小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組312臺(tái)（套），其中風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)32臺(tái)（套）。項(xiàng)目實(shí)施后，漁民不僅能用電照明，還能看上電視，有些示范戶還添置了洗衣機(jī)、電冰箱等高檔家用電器，極大地提高了漁民生活水平和生活質(zhì)量，豐富了精神文化內(nèi)容。洪湖示范點(diǎn)建設(shè)也為內(nèi)陸湖區(qū)風(fēng)資源的開(kāi)發(fā)利用探索出了有益的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：小型風(fēng)力機(jī)；風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電；漁民發(fā)電

1引言

洪湖市濱湖辦事處船頭嘴村（包括洪湖八一水上希望小學(xué)）和螺山鎮(zhèn)新捕撈村的漁民，長(zhǎng)年生活在水泥船上，以船為家。兩村共有漁戶533戶，總?cè)丝?606人。他們遠(yuǎn)離湖岸，遠(yuǎn)離常規(guī)電網(wǎng)，受地理?xiàng)l件限制，漁民至今未能用上常規(guī)電源，只能用煤油蠟燭照明。項(xiàng)目實(shí)施前，兩村只有92戶漁民采用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電，僅占總戶數(shù)的17.26%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足漁民的生活和生產(chǎn)用電的需求。根據(jù)專家調(diào)查分析，洪湖湖區(qū)有較豐富的風(fēng)力資源和太陽(yáng)能資源，適合小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和小型太陽(yáng)能光電系統(tǒng)的應(yīng)用。示范項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)，就是要開(kāi)發(fā)和利用湖區(qū)較為豐富的風(fēng)力資源、太陽(yáng)能資源，推廣應(yīng)用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電；探索有效的技術(shù)和管理模式，解決湖上漁民和水上小學(xué)用電難的問(wèn)題；加強(qiáng)與外界通信聯(lián)系，改善教育條件，進(jìn)一步提高廣大漁民的生活水平，建設(shè)新型的湖區(qū)漁民生活用能模式。

洪湖市示范點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，使兩個(gè)項(xiàng)目村的有電戶從17.26%提高到58.5%。現(xiàn)在兩個(gè)村已有312戶漁民安裝了小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（其中32戶為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)），由于有了較充足的電力照明，漁民的業(yè)余文化生活變得豐富多彩，社會(huì)更加和諧。項(xiàng)目實(shí)施后，洪湖八一水上學(xué)校的照明終于得到了解決，師生的教學(xué)、生活條件都有了很大改善。該項(xiàng)目良好的能源、環(huán)境和社會(huì)效益日益顯現(xiàn)出來(lái)，也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)項(xiàng)目戶、示范村致富奔小康和全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展具有顯著的推動(dòng)作用，對(duì)周邊地區(qū)產(chǎn)生了長(zhǎng)期而深遠(yuǎn)的影響，也為洪湖旅游觀光增添了一道靚麗的風(fēng)景線。

2風(fēng)力資源與設(shè)備安裝