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1、. . . .风力发电机组变桨系统的维护与检修毕业顶岗实习报告书 专 业： 电力系统自动化技术（风电方向）班 级： 姓 名： 顶岗实习单位： 金风科技股份有限公司 校外指导师傅： 校内指导教师： 报告完成日期： 新疆农业大学 2015年6月风力发电机组变桨系统的维护与检修 学生姓名：专业班级： 学生诚信签名： 完 成 日 期: 指导教师签收：摘 要能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。传统的化石燃料虽能解决能源短缺的问题，却给环境造成了很大的破坏，而风能具有无污染、可再生、低成本等优点，所以其受到世界各国的重视。可靠、高效的风力发电系统的研发己经成为新能源技术领域的热点。然而，因为
2、风能具有不稳定性、能量密度低和随机性等特点，同时风电厂通常位于偏远地区甚至海上，自然条件比较恶劣，因此要求其控制系统必须能够实现自动化运行，并且要求控制系统有高可靠性。所以对风力发电机组尤其是大型风电机组的控制技术及风力发电后期的维护和检修就具有相当重要的意义。本文首先在对风力发电原理，风电机组研究的基础上从变桨距风力机空气动力学研究入手，分析了变桨距控制的基本规律，再结合目前国内主流的变桨距控制技术分别设计出了液压变桨距控制，电动变桨距控制的方案，变桨距风机的维护和检修，最后在此基础上提出了一种较为理想的控制策半桨主动失速控制。关键词：变桨距控制，维护，检修.下载可编辑.目录一 顶岗实习简历
3、1二 顶岗实习目的1三 顶岗实习单位简介2四 顶岗实习内容3第一章 变桨距系统31.1变桨距与定桨距51.1.1定桨距51.1.2 变桨距51.1.3定桨距与变桨距的比较51.2 变桨距控制过程61.3 变桨距风力机组的运行状态分析71.3.1 启动状态71.3.2 欠功率状态81.3.3 额定功率状态81.4 变桨距控制的特点81.4.1 输出功率特性81.4.2 风能利用率81.4.3 额定功率91.4.4 启动与制动性能91.4.5对机械部件的影响9第二章 变桨矩系统的原理与结构92.1变桨矩调节原理92.2变桨矩系统分类10 2.3 风力发电机组变桨矩驱动装置比较和选择142.3.1
4、液压变桨与电动变桨技术比较14第三章 变桨系统日常维护153.1 变桨轴承的基本维护153.2 变桨驱动电机的基本维护15 3.3 限位开关的基本维护153.4 变桨主控柜和电池柜的基本维护15第四章 故障原因分析及维修164.1变桨控制系统常见故障原因及处理方法164.2 叶片没有到达限位开关动作设定值164.3 某个桨叶91或95触发174.4 变桨电机温度高174.5 变桨失效174.6 变桨机械部分常见故障原因及处理方法184.7 变桨系统飞车的原因分析及预防18五 结语20参考文献：21致 谢22.下载可编辑. . . .一 顶岗实习简历序号实习时间实习单位实习任务离职原因12013
5、年4月20日 2013年8月15日金风科技股份有限责任公司1.5MW风力发电机组机舱的组装与调试实习期结束2二 顶岗实习目的风力发电专业顶岗实习是为社会培养风电人才。经过3年的专业学习，本人基本具有了风力发电相关专业的理论基础和基本检修等能力。为更好地从事风力发电行业，通过实习来达到锻炼自己专业知识的目的，使得尽早与就业市场接轨，只有这样才能在毕业后更快更好地适应社会，为经济建设服务。实习和毕业实习报告书撰写的时间如下：（1）2013年4月20日2013年8月15日，在金风科技新疆总装厂进行顶岗实习； （2）2015年6月11日2015年6月12日，书写毕业实习报告书，并与指导教师进行沟通。检
6、查合格，由指导教师签收顶岗实习报告； （3）2015年6月15日2015年6月16日，上交实习报告进行答辩。.下载可编辑.三 顶岗实习单位简介 新疆金风科技股份有限公司(“金风科技”)是全球领先的风电设备研发及制造企业以及风电整体解决方案提供商。公司拥有自主知识产权的直驱永磁技术，代表着全球风力发电领域最具成长前景的技术路线，两次荣获美国麻省理工学院科技评论杂志评选出的“全球最具创新能力企业50强”。公司目前是全球最大的直驱永磁风机研制企业，同时在深圳证券交易所 (股票代码：002202)和香港联合交易所(股票代码：2208)上市。 金风科技以“为人类奉献白云蓝天，给未来创造更多资源”为企业使
7、命。公司生产的产品不仅得到国内市场的高度认可，还进入了欧、美、澳、非等海外市场。成为国内第一、国际领先的风电制造商及风电整体解决方案提供商，同时也是全球最大的直驱永磁机组设备制造商。3.1地理位置金风科技股份有限责任公司位于新疆乌鲁木齐黑龙江路19号，为乌市开发区一期。这里交通便利，便于公司产品流出与原材料的流入。3.2目前行业发展地位金风科技股份有限责任公司现有职工4162人，公司以“为人类奉献白云蓝天，给未来创造更多资源”为企业使命，目前在地区行业中处于第一的地位，在全国处于第一的地位，始建于1998，经过16年的建设，截至2013年12月31日，金风科技全球累计装机容量超过19GW，装机
8、台数超过14,000台，相当于每年可为社会节约标准煤约1300万吨，减少二氧化碳排放约3900万吨，相当于再造了约2100万立方米森林。 2013年1月28日，金风科技自主研发的2.5MW直驱永磁风力发电机组荣获“2011年度国家能源科技进步奖”一等奖。 2013年6月21日， 金风科技获得首届新疆维吾尔自治区人民政府质量奖。四 顶岗实习内容在此实习期间，我主要从事风力发电机组机舱的安装与调试岗位的工作，初期通过师傅的详细的介绍和细致的讲解，我了解了自己在大学所学的风力发电基础,风力发电机组原理与应用、风力发电机组运行维护与调试等课程对此岗实习是有帮助的，这在极大程度上纠正了我学习专业知识没有
9、多大用处的错误观念，加大了我对专业知识的学习兴趣，并形成了对自身存在的问题进行思考并改正的优良习惯。通过自我思考我发现我还欠缺综合运用知识解决实际问题、缺乏创新性思维等能力。但是在实习过程中，我在老师的指导下,也尝试着利用自己的所学知识，对实习工作进行了一定的思考和分析，并总结如下：第一章 变桨距系统变桨距也就是调节桨距角。在风电机组中，通过对桨距角的主动控制可以克服定桨距被动失速调节的许多缺点。桨距角最重要的应用是功率调节，桨距角的控制还有其他优点。当风轮开始旋转时，采用较大的正桨距角可以产生一个较大的启动力矩。停机的时候，经常使用90的桨距角，因为在风力机在刹车制动时，这样做使得风轮的空转
10、速度最小，也能起到保护桨叶的作用。在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能多地捕捉较多的风能，所以这时没有必要改变桨距角，此时的空气动力载荷通常比在额定风速之上时小，因此也没有必要通过变桨距来调节载荷。然而，恒速风力发电机组的最佳桨距角随着风速的变化而变化，因此对于一些风力发电机组，在额定风速以下时，桨距角随风速仪或功率输出信号的变化而缓慢地改变桨距角度。在额定风速以上时，变桨距控制可以有效的调节风力发电机组吸收功率及叶轮产生的载荷，使其不超过设计的限定值。然而，为了达到良好的调节效果，变桨距控制应该对变化的情况作出迅速的响应。这种主动的控制器需要精确地设计，因为它会与风力发电机组的动态特性产
11、生相互影响。当达到额定功率时，随着桨距角的增加攻角会减小，攻角的减小将使升力和力矩减小。此时气流仍然附着在桨叶上。高于额定功率时，桨距角所对应的功率曲线与额定功率曲线相交，在交点处给出了所必需的桨距角，用以维持该风速下的额定功率。 这样无论在额定风速以下还是以上具有变桨距控制的风电机组就能输出额定的功率，也就是说其能输出稳定的电压。这样其产生的电能就能很容易并入电网从而被消耗1。1.1变桨距与定桨距1.1.1定桨距定桨距是指桨叶固定安装在轮毂上，其桨距角（桨叶上某一点的弦线与转子平面间的夹角）不能改变，风力机的功率调节完全依靠桨叶的气动特性。失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额
12、定值时，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，以达到限制转速和输出功率的目的定桨距失速控制型风力发电机组的输出功率随风速的变化而变化，难以保证在额定风速之前最大，特别是在低风速段。这种机组通常设计有两个不同功率，不同极对数的异步发电机。大功率高转速的发电机工作于高风速区，小功率低转速的发电机工作于低风速区，由此来调整对分速度，追求最佳运行状态。当风速超过额定风速时，通过桨叶的失速或偏航控制降低对风速度，从而维持功率恒定。实际上难以做到功率恒定。这种机组的优点是调节简单可靠，控制系统可以大大简化；其缺点是桨叶重量大，轮毂、塔架等部件受力增加。1.1.2 变桨距变桨距是指安装在
13、轮毂上的桨叶不是固定的，可以借助控制技术改变其桨距角的大小。机组在定桨距基础上加装桨距调节环节，使桨叶可绕自身轴转动，称为变桨距风力发电机组。变桨距调节型风力发电机为了尽可能提高风力发电机风能转换效率和保证风力发电机输出功率平稳，风力机可进行桨距调整。变桨距风力发电机组的功率调节不完全依靠桨叶的气动特性，它要依靠与桨叶相匹配的桨叶攻角改变来进行调节。在额定风速以下时攻角处于零度附近，此时，桨叶角度受控制环节精度的影响，变化范围很小，可看作等同于定桨距风力发电机。在额定风速以上时，变桨距机构发挥作用，调整桨叶攻角，保证发电机的输出功率基本保持不变。变桨距调节的主要优点是：桨叶受力较小，可以做的比
14、较轻巧。由于桨距角可以随风速大小而进行自动调节，因而能够尽可能多的捕获风能，又可以在高风速时保持输出功率平稳，不致引起发电机的过载，还能在风速过大（超出切出风速）时通过顺桨（桨叶的几何攻角趋于零升力的状态）防止对风力发电机组的损坏。其缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。1.1.3定桨距与变桨距的比较对于定桨距风机，当功率达到最大功率后，由于它的失速特性，在高于额定风速时输出功率将下降。而变桨距风力机的输出功率达到最大值后，桨距系统仍能保持这一功率水平。变桨距系统控制桨叶的转动，从而使风力机具有最佳的刹车性能。在发电机与电网断开之前，可以通过桨距调节其输出功率至0kW，这意味着当风力机与电网断开时没有力矩作用于传动系统，增加了系统的安全性。特别是在需要紧急停车时，定桨距风力机停车过程通常是偏航、断电、下闸。动作时间长、对系统冲击大。而变桨距风力机停车过程是开桨到最大节距
