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1、海上风电机组的概念设计目前，海上风力发电机组的主流机型是2.35MW双馈或半直驱机型，已交付或已有订单的机型主要如下表所示：公司名称机组型号已交付使用正在安装已有订单丹麦vestasV90 /3MW257台260台（含V112）西门子公司SWT-2.3311台90台西门子公司SWT-3.6151台593台德国REpower5M8台351台德国MultibridM500027台245台德国EnerconE-126/6MW8台GE公司GE 3.6sl7台130台华锐公司3MW34台德国BARDVM5MW5台80台德国Nordex2MW8台德国Nordex2.5MW11台芬兰WinWind3MW10
2、台由上表可见丹麦vestas 的V90 /3MW，西门子公司的SWT-3.6，德国REpower的5M，德国Multibrid的 M5000，GE公司的GE 3.6sl和德国BARD公司的VM5MW机组被市场认可，由此可见3MW以上风电机组是最近几年海上风力发电机组的主力机型。V90 /3MW机组是vestas在2002年5月开始试制的，右图为V90 /3MW的示意图。V90 /3MW机组是首台采用紧凑型结构的风力发电机组，可以认为是取消了低速轴。2009年9月vestas又研制出了V112-3.0MW离岸型风力发电机组，这是V90-3.0MW的改进型，其安全等级为IECS，适于在平均风速9.
3、5m/s的海上使用，这种机组采用三级增速齿轮箱，永磁同步发电机，短低速轴。该机型应该是维斯塔斯准备大批量生产的产品，下图为V112-3.0MW的外形图。V112-3.0MW机组计划安装在英国沃尔尼第二海上风力发电场，2011年年底交付使用。V112-3.0MW技术参数如下表所示：序号部 件单位数值1机组数据1.1制造厂家/型号V1123.0MW1.2额定功率kW30001.3轮毂高度（推荐方案）m84.94/1191.4切入风速m/s31.5额定风速m/s121.6切出风速（10分钟平均值）m/s251.7极端（生存）风速（3秒最大值）m/s59.5(IECIIA)52.5（IECIIIA）1
4、.8预期寿命y202风轮2.1叶片生产商2.2叶片型号（54.6m）2.3风轮扫掠面积m298522.4功率调节方式变桨距2.5转轮直径m1192.6根部弦长m43发电机MW3永磁同步发电机4变速箱三级行星齿轮传动/斜齿轮其内部结构如下图所示：西门子公司的SWT-3.6-107是海上和陆上两用型机组，SWT-3.6-107 技术参数如下表所示：序号部 件单位数值1机组数据1.1制造厂家/型号SWT-3.6-1071.2额定功率kW36001.3轮毂高度（推荐方案）m801.4切入风速m/s351.5额定风速m/s13141.6切出风速（10分钟平均值）m/s251.7极端（生存）风速（3秒最大
5、值）m/s50(标准型)70（加强型）1.8预期寿命y202风轮2.1叶片生产商Siemens Wind Power A/S2.2叶片型号B52（52m）2.3叶片材料GRE（增强型玻璃纤维环氧树脂）2.4叶片端线速度m/s60.480.62.5风轮扫掠面积m29,000 2.6风轮转速rpm5132.7功率调节方式变桨距2.8转轮直径m1072.9风轮倾角度62.10根部弦长m4.22.11叶形NACA 63.xxx, FFAxxx2.12光泽亚光面，30、ISO28132.13颜色暗灰色，RAL 70353齿轮箱3.1制造厂家/型号Winergy AG/PZAB35403.2齿轮级数3级行
6、星3.3齿轮传动比率1：1193.4润滑油容量L7503.5与发电机的连接柔性轴连接4发电机4.1制造厂家/类型异步AMB 506L4A4.2额定功率36004.3额定电压V6904.4额定转数及转数范围R/min15004.5绝缘等级F/F4.6防护等级IP544.7冷却方式综合热交换器5制动系统 5.1主制动系统 叶片全翼展变桨距5.2第二制动系统 高速轴液压盘式制动器6偏航系统 6.1控制方式 主动对风6.2偏航驱动6个电动减速齿轮6.3偏航制动主动磨擦和6个电动减速齿轮6.4远程控制 WebWPSSCADA系统7控制系统7.1型号/设计 KK WTC 3/微处理机8重量 8.1机舱t
7、1258.2风轮t95下图为SWT-3.6-107结构示意图：图中1整流罩，2整流罩托板，3桨叶，4变桨轴承，5轮毂，6主轴承，7主轴，8齿轮箱，9起重轨道，10制动器，11联轴器，12发电机，13偏航减速电机，14塔架，15偏航轴承，16齿轮润滑油过滤器，17冷却装置，18机舱罩。德国REpower公司的5M海上风力发电机组是2004年开发的，其核心技术是能在强风区或弱风区、平原或山脉、陆上或海上都能可靠地工作，LM Glasfiber公司参与了此机组的研制工作。下图为5M机组的照片。5M机组的主要技术参数如下表所示：序号部 件单位数值1机组数据1.1制造厂家/型号5M1.2额定功率kW50
8、001.3轮毂高度（推荐方案）m陆上风机117 米，海上约为85-95米（取决于现场条件）1.4切入风速m/s3.51.5额定风速m/s131.6切出风速（10分钟平均值）m/s陆上25.0、海上30.0 1.7极端（生存）风速（3秒最大值）m/sIEC Ib或德国船级社海上I级风场要求1.8风带达到DIBt 31.9预期寿命y202风轮2.1叶片生产商玻璃钢增强型纤维塑料（GFRP）外壳， 预弯曲型2.2叶片型号（61.5m）2.3风轮扫掠面积m212,4692.4功率调节方式电动独立变桨距2.5转轮直径m1262.6转速范围rpm6.9 12.1 (+15.0 %)3偏航系统3.1类型外齿
9、型四点轴承3.2驱动系统装有多个刹车盘的齿轮电机3.3制动液压盘式制动4齿轮箱4.1类型2级行星(斜齿齿轮)加1级平行齿轮4.2增速比约为975发电机5.1发电机类型6极双馈异步电机5.2额定功率5,000kW5.3转子额定电压660V5.4定子额定电压950V5.5额定转速rpm670 1,170 (+15.0 %)5.6发电机防护级别IP 545.7变流器类型脉冲调制式IGBT6基础6.1陆上风机加固混凝土地基，取决于现场条件6.2海上风机建造符合现场实际条件7安全系统7.1温度和速度嵌入式冗余温度和速度传感器7.2雷电保护全集成7.3电缆铠装7.4防火系统自动7.5制动系统液压盘式制动加
10、全翼展气动德国Multibrid的M5000机组，也是5MW机组，这种机组为半直驱式，这一设计综合了传统三级齿轮箱结构和直驱式技术的优点，即取消主轴，采用一级齿轮箱连接低转速永磁同步发电机，并且通过集成化设计，大大降低了机舱重量和尺寸，其主要技术特性如下：1. 采用一级齿轮箱（传动比为1：9.92）和水冷式永磁同步发电机（最大转速为147rpm，出口电压3000V）。与5M风机相比，大大地简化了传动系统结构，尺寸仅为5M的十分之一。2. 备用的数据采集设备减少了因这些设备的故障而导致的系统停机；传感器系统可提供维护预警。3. 良好的机舱密闭设计和空气过滤器使风机能够承受恶劣气候条件（如盐雾和潮
11、湿空气侵蚀）的影响，适应于海上环境条件。4. 紧凑型设计使M5000风机相比于同级别特大型风机具有较轻的机舱和轮毂重量，便于运输和安装。M5000的机舱总重量（包括轮毂和叶片）大约310吨，而 Repower 5M为420吨，Enercon E-126则达到530吨。当然，紧凑型设计同时也带来部件维修的困难。5. 采用碳纤维结构的叶片，降低重量。6. 四象限的全容量变流器改善了电能质量，功率因数调节范围为0.9（感性）0.9（容性）。2005年法国Atlantic coast海上风电场选用了其产品，这21台风机在2010年投入运行。M5000机组的主要技术参数如下表所示：序号部 件单位数值1机
12、组数据1.1制造厂家/型号M50001.2额定功率kW50001.3切入风速m/s41.4额定风速m/s141.5切出风速（10分钟平均值）m/s25.0 1.6极端（生存）风速（1秒最大值）m/s351.7极端（生存）风速（10分钟最大值）m/s251.8预期寿命y202风轮2.1叶片生产商EuRos2.2叶片型号（56.5m ）2.3风轮扫掠面积m2105682.4功率调节方式电动独立变桨距2.5转轮直径m1162.6最小工作转速rpm5.9 2.7额定转速rpm14.83偏航系统3.1类型外齿型四点轴承3.2驱动系统装有多个刹车盘的齿轮电机3.3制动液压盘式制动4齿轮箱4.1类型一级行星轮齿轮箱4.2增速比992345发电机5.1发电机类型永磁同步5.2额定功率5,315kW5.3额定电压3000
