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1、金风科技3MW直驱永磁风力发电机组,2015.03.05,目录,金风科技2.5/3MW平台介绍 金风科技3MW直驱永磁机组技术特点 可靠性测试与保障,3,2006年12月，金风科技开始与德国Vensys公司合作开发2.5MW风电机组； 2008年4月，金风科技成立2.5MW项目组，年度目标为与德国一同开发设计2.5MW机组及完成样机的车间组装； 2009年完成了2.5MW机组的详细零部件设计工作，并进入了车间组装阶段； 2009年10月30日完成北京官厅100/2.5MW样机主体的现场安装工作； 2010年上半年，2.5MW项目组的主要工作集中批量生产前的技术优化定型工作 2011年上半年产品
2、组完成了106、109机型的载荷计算、零部件校核分析和优化设计工作，并于同年6月开始了106样机的车间装配工作； 2011年开始同平台3MW机组开发； 2012年开始109IIA和121IIIB机组设计研发工作； 2013年完成109IIA和121IIIB样机车间组装工作； 2014年2月份完成109IIA和121IIIB样机的吊装及调试工作，目前机组处于试运行及检测状态。 2013年10月3MW完成与2.5MW共平台设计工作； 至此2.5MW平台设计已基本定型。,2.5MW平台搭建里程碑：,3MW主要开发里程碑,4,2.5MW平台现状：,一代机组：90/2500、100/2500,官厅样机,
3、二代机组：103/2500 106/2500,哈密烟墩121样机,吉林安广样机,三代机组：109/2500 121/2500,3MW主要开发里程碑,2011,2012,2013,2014,样机测试与优化,首台样机 110/3MW,启动3MW 产品开发,启动121/3MW海上 产品开发,首台121/3MW 安装,2010,GW110 IIA（首台样机2011年12月下线） 投放市场 2011年 首批交货 2012年 塔筒 87.5m GW121IIIB（首台样机2013年7月吊装） 投放市场 2014年 塔筒 73.5 GW110 IIA 20万KW小批量（首台2014年8月供货） 投放市场 2
4、014年 塔筒 87.5m,最新发布-主要里程碑,3MW主要开发里程碑,启动110/3MW 批量化,产品谱系列：,GW110 /3MW 风区等级：IB/IIA 轮毂高度：90 GW117/3MW 风区等级：IIA 轮毂高度：90/140 拟从vensys引入叶片 GW121/3MW：海上及沿海陆地设计 风区等级：IIIB 轮毂高度：85/90,6,2.5MW与3MW平台继承性,变桨轴承,变桨控制柜总成,变桨电机,变桨减速器,轮毂,变桨齿形带,导流罩,变桨驱动支架与轮毂合成一体，使得2.5MW叶轮系统结构紧凑，安装方便。,导流罩前支架,如图示、驱动支架一体的轮毂与导流罩距离近，导流罩前部为平面结
5、构，这样使得导流罩前支架结构简单，疲劳寿命好。,2.5MW与3MW叶轮系统：叶片、轮毂、变桨系统完全互通。,叶轮总成结构图,3MW发电机电磁设计方案,定子支架外径和2.5MW发电机相同；总体技术方案相同；,2.5MW与3MW平台继承性,机舱罩总成,底座盖门,偏航轴承,散热器管道,内平台,主支架前后连接件,偏航闸,散热系统,底座,提升机系统,底座门,维护平台（吊物门）,测风系统总成,主支架,阶梯,偏航驱动,航空灯控制柜,润滑系统,冷却柜,控制柜,上支架及开关柜,机舱系统结构总成图,2.5MW与3MW平台继承性,主要铸件：定轴、底座,2.5MW与3MW平台继承性,3MW机舱系统方案,3MW机舱布局
6、,吊物孔门移动至机舱尾部移动683mm 吊物孔门减小开口由1210减小为1145,2.5MW与3MW平台继承性,其他附属构件,2.5MW与3MW平台继承性,3: 阶段性成果,2.5MW与3MW平台继承性,3MW电控系统设计：电气设计拓扑与2.5MW完全一致,3: 阶段性成果,2.5MW与3MW平台继承性,变桨及主控系统：,变桨系统一致； 主控系统：对散热电机相关控制参数变化，软硬件平台一致、开发团队一致；,3: 阶段性成果,2.5MW与3MW平台继承性,变流系统,开发团队一致； 软硬件平台一致，容量升级；,3: 阶段性成果,2.5MW与3MW平台继承性,变流系统,开发团队一致； 软硬件平台一致
7、，容量升级； 控制软件一致：代码结构一样，控制参数有差异；,目录,金风科技2.5/3MW平台介绍 金风科技3MW直驱永磁机组技术特点 可靠性测试与保障,传统技术,新技术,多级齿轮箱传动,发电效率限制,不易满足并网要求,低速直接驱动,无电励磁损耗,并网性能好,备件消耗/故障率高,可靠性好/运维成本低,直驱永磁风力发电技术,市场定位: 面向陆地和沿海,开发背景,陆地和海上风电多样化需求,20%,更宽的调整范围更好的利用风能； 叶轮直接驱动发电机传动链效率高； 永磁励磁发电机发电机效率高；,高效率机组！,技术特点-直驱永磁,无齿轮箱直驱机组机组寿命期内没有齿轮箱失效之忧； 无齿轮油过滤、循环、散热系
8、统，无高速机械刹车； 无发电机滑环、碳刷减少机组部件，提高机组可靠性；,高可靠性机组！,技术特点-直驱永磁,无齿轮箱无需每年的齿轮油检测；每4年的齿轮油更换；齿轮箱失效后的拆除、维修、更换费用； 无齿轮油过滤、循环、散热系统，无高速机械刹车，无发电机滑环、碳刷减少维护工作量，降低维护费用；,低运维成本机组！,技术特点-直驱永磁,技术特点-直驱永磁,全功率变流器适应未来更宽的电网接入要求，未来更低的升级改造投入； 通过全功率变频器并网，风机的并网特性主要受变频器特性控制，而不受电机特性影响；,电网友好型机组！,技术特点-直驱永磁,3MW直驱永磁同步发电机，采用主动空冷循环散热 系统，单轴承空心主
9、轴支撑，极大提高了功率密度,机舱防风沙/潮湿全密闭设计，整体/分体吊装,碳纤维芯齿形带柔性传动变桨技术,全功率变流器与匹配控制,追踪最佳功率曲线控制，捕获最大风能,实现友好并网、低电压穿越、智能监控和风 场能量管理技术,高效能量转换的叶片翼型设计,机组特点,机舱罩总成,底座平台附件总成,偏航系统总成,测风系统总成,提升机系统总成,液压润滑系统,散热系统总成,模块化-机舱总成,机组特点,机组特点,进入轮毂通道，维护更安全！,发电机转子,发电机定子,动轴,主轴承,定轴,模块化-发电机总成,机组特点,单轴承，强制风冷，重66.6吨,内循环,内循环,内循环,外循环,外循环,外循环,机组特点,新的变桨调
10、节机构,长寿命变桨装置：采用新型齿形同步带,对冲击载荷的低敏感性,无需润滑、免维护,三个独立的紧凑电机变桨驱动,模块化-叶轮总成,机组特点,偏航制动、转子制动、转子锁定三项功能集成一体 安全互锁和降低成本； 液压管道采用型设计 防止液体渗漏。,专项设计-液压系统,机组特点,全面考虑安全要求优先“消除、消减” 机舱顶部设计了防滑带及安全护栏 机舱内与底座里分别装有灭火器,安全护栏,防滑带,灭火器,专项设计-安全,机组特点,专项设计-安全,机组特点,吸气式感烟火灾探测报警装置：安装于机舱内，包括高灵敏吸气式感烟火灾探测器及配套采样管网。 消防监控装置：安装于风力发电场中央控制中心，通过风电场光纤通
11、道，与各风电机组间的火灾探测器进行实时信号传输，形成独立的消防监控系统。 脉冲式干粉自动灭火装置：安装于机舱及塔筒底层，具备自动、手动和自身温控三种启动方式，实现全淹没灭火保护。 气溶胶自动灭火装置：安装于各电气控制柜内（含轮毂、机舱、塔筒底层各分区），具备自动、手动和自身温控三种启动方式，实现小区域全淹没灭火保护。 专用防火封堵装置：安装于机舱与塔筒连接处，杜绝火灾通过电缆在机舱与各塔筒段间的传递。,逃生装置,专项设计-紧急逃生,紧急逃生,机组特点,发电量介绍,3MW发电性能介绍,110-3MW 张北2台样机，2011年底开始上电调试，经过3年多磨合和优化目前运行情况稳定，具备推向市场条件；
12、,3MW样机运行情况,110-3MW 2014年运行情况（1-11月）,机组业绩,目录,金风科技2.5/3MW平台介绍 金风科技3MW直驱永磁机组技术特点 可靠性测试与保障,产品测试平台,机组稳定时间长问题解决方案,产品测试平台发电机测试,淋水试验,浸水试验,沙尘试验,发电机性能测试,机组稳定时间长问题解决方案,验证第一阶段：硬件在环仿真平台,机组稳定时间长问题解决方案,验证第一阶段：整机硬件在环仿真平台,Bladed参与实时在线仿真 控制策略、主控系统软件验证 变桨系统硬件测试 变流、并网系统硬件在环仿真可行性分析,控制策略级 & 主控系统软件联调仿真设备,上位机： Bladed & Har
13、dware Test,PLC： 主控程序（控制策略）,面板： 面板程序,机组稳定时间长问题解决方案,变桨系统闭环测试试验台,测试用PC机,主控主PLC,变桨负载平台,负载端变频器,机组稳定时间长问题解决方案,验证第二阶段：整机联调试验、布局环境试验： 2014年新机型效果验证：,机组稳定时间长问题解决方案,121/2.5MW样机3天完成调试，3天即稳定，目前无故障运行，可利用率99%以上： 3MW完全按照此体系开发，测试期间发现大量软硬件匹配性问题；,验证第三阶段：样机运行检测与在线监测：,机组稳定时间长问题解决方案,免调试定义：免调试并非不调试，而是通过对现有问题的处理、对设计的优化、对车间生产、测试标准的提升，对现场操作设备人性化的改进，包装运输各个环节的严格把控，现场调试人员能力的培养，做到出厂设备具备直接并网的能力，现场安装接线达到工艺的标准，机组上电后通过执行各系统智能联动调试，以及现场调试人员的人工核查部分，保证机组安全、高质量的前提下实现整机快速并网的目的，短期内达到进入试运行的标准。,人员,谢 谢！ Thank you!,
