風力發電場實習報告

通過在學校的學習對電廠的基本知識有一個基本的認識，通過結合電廠實際情況對風力發電廠有一個更加清晰的認識。

一、風電廠的主要設備及其簡介

大風壩風電廠的風力發電機屬于大型水平軸風力渦輪機，其組件簡介如下：

1、大型水平軸風力渦輪機組件

2、轉子葉片——捕獲風能并將其轉換為轉軸的轉動能

3、轉軸——將轉動能轉移到發電機內

4、發動機箱——一個箱子，其中包含：

5、變速箱——用于增加轉子中心和發電機之間的轉軸速度

6、發電機——利用轉軸的轉動能，通過電磁性發電

7、電子控制裝置 ——監視系統，用于在出現故障時關閉渦輪和控制偏航裝置。

8、偏航控制器 ——移動轉子使其與風向保持一致

9、制動裝置——在出現電力超載或系統故障時停止轉軸旋轉。

10、塔架——支撐轉子和發動機箱，并將整個裝置上升到更高位置，使葉片不會碰到地面。

11、電力設備——從發電機向下通過塔架輸送電流，還可控制渦輪機的多個安全部件

風力發電機是將風能轉換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。 許多世紀以來，風力發電機同水力機械一樣，作為動力源替代人力、畜力，對生產力的發展發揮過重要作用。近代機電動力的廣泛應用以及二十世紀50年代中東油田的發現，使風力機的發展緩慢下來。

70年代初期，由于“石油危機”，出現了能源緊張的問題，人們認識到常規礦物能源供應的不穩定性和有限性，于是尋求清潔的可再生能源遂成為現代世界的一個重要課題。風能作為可再生的、無污染的自然能源又重新引起了人們重視。

根據風力發電機旋轉軸的區別，風力發電機可以分為水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機。

水平軸風力發電機：旋轉軸與葉片垂直，一般與地面平行，旋轉軸處于水平的風力發電機。

垂直軸風力發電機：旋轉軸與葉片平行，一般與地面吹垂直，旋轉軸處于垂直的風力發電機。

目前占市場主流的是水平軸風力發電機，平時說的風力發電機通常也是指水平軸風力發電機。目前水平軸風力發電機的功率最大已經做到了5wm左右。垂直軸風力發電機雖然最早被人類利用，但是用來發電還是近10多年的事。與傳統的水平軸風力發電機相比，垂直軸風力發電機具有不用對風向，轉速低，無噪音等優點，但同時也存在起動風速高，結構復雜等缺點，這都制約了垂直軸風力發電機的應用。

根據定槳矩失速型風機和變速恒頻變槳矩風機的特點,國內目前裝機的電機一般分為二類:

異步型

（1）籠型異步發電機；功率為600/125kW 750kW 800kW 1250180kW定子向電網輸送不同功率的50Hz交流電

（2）繞線式雙饋異步發電機；功率為1500kW定子向電網輸送50Hz交流電，轉子由變頻器控制，向電網間接輸送有功或無功功率。

同步型

（1）永磁同步發電機；功率為750kW 1200kW 1500kW 由永磁體產生磁場,定子輸出經全功率整流逆變后向電網輸送50Hz交流電

（2）電勵磁同步發電機;由外接到轉子上的直流電流產生磁場,定子輸出經全功率整流逆變后向電網輸送50Hz交流電

二、 風機發電原理

風力發電渦輪機中，渦輪葉片旨在捕獲風中的動能。其余結構幾乎與水力發電裝置完全一樣：當渦輪葉片捕獲風能并開始轉動時，它們會轉動轉子中心與發電機之間的轉軸。發電機將轉動能轉換為電力。就其本質而言，通過風來發電就是將能量從一種介質中轉移到另一種介質。風能完全來自于太陽。當太陽加熱某塊陸地時，這塊陸地周圍的空氣會吸收掉部分熱量。達到一定溫度后，較熱的空氣開始非常快地上升，因為在體積相同的情況下，熱空氣比冷空氣要輕。移動較快（較熱）的空氣粒子比移動較慢的粒子產生的壓力大，因此在給定高度下維持正常氣壓所需的粒子較少（要了解有關空氣溫度和壓力的更多信息，請參見熱氣球工作原理）。當較輕的熱空氣突然上升時，較冷的空氣會快速流入以填補熱空氣留下的空隙。這股流入以填補空隙的空氣就是風。在朝著風所經過的通道上放置類似轉子葉片的物體，風將推動它，從而將部分動能轉移到葉片上。這就是風力渦輪機從風中捕獲能量的方式。

三、風力發電廠的生產過程

無論是風力發電、火力發電、水力發電。其發電原理都是一樣的，唯一的不同只是作用在發電機上的動力源不同。火力發電廠是依靠化石燃料軟換成熱能，這個過程在蒸汽鍋爐或燃氣機的燃燒室內完成；而后熱能轉換成機械能。而水力發電即是利用水的勢能推動水輪機，再由水輪機帶動發電機轉動，發電。風力發電機則是利用風能作用在漿葉上，漿葉轉動帶動發電機轉動，從而完成風能和電能的轉換。這樣的發電方式無任何副產物殘留，環保低碳，但卻對自然條件的要求較為嚴格。

風電廠共有64臺750KW的風力發電機組，屬于水平軸風力發電機。在機組成功克服了高海拔風電場空氣密度低、高-潮濕、多雷暴、易凝露、強紫外線等一系列不利因素，保持了長時間無故障地穩定運行，機組可利用率在99.5％以上。風機漿葉在受到風力推動后，帶動發電機轉動，然后發電機發出690V電壓，經過風機下的變壓裝置進行一次升壓到35KV，然后進過場內變電站進行二次升壓到110KV，然后對時切入電網。

三、風力發電機主要控制系統

渦輪機中最常用的敏感性安全系統可能是受超過閾值的風速觸發的“制動”系統。這些裝置使用電源控制系統，當風速過高時啟動制動裝置，當風速下降低于45mph（20米/秒）時“松開制動裝置”。現代大型渦輪機設計使用多種不同類型的制動系統：

角度控制——渦輪機的電子控制器監視渦輪的功率輸出。當風速高于45mph（20米/秒）時，輸出功率將過高，此時控制器通知葉片改變角度，使葉片與風向不一致。這樣做可以減慢葉片的轉動。角度控制系統要求（轉子上的）葉片安裝角度是可調整的。

被動停止控制——葉片以固定角度安裝在轉子上，但設計使得葉片中的扭曲角度可在風速過高時對葉片進行制動。葉片具有一個特殊的角度，可在風速超過某一值時導致葉片的逆風面產生湍流，從而使葉片停止轉動。簡單來說，當面對風向的葉片角度過陡，以至于開始消除上升力，從而降低葉片速度時，空氣動力學作用將停止。

主動停止控制——這種功率控制系統的.葉片可以調整角度，類似角度控制系統中的葉片。主動停止系統按照角度控制系統的方式讀取功率輸出，但不是調整葉片角度使其與風向不一致，而是調整角度使它們停止轉動。

四、對風力發電的認識

風能是一種清潔能源，是可以再生的，在自然界中的永恒產物，在以后的世界能源中很定占據一定的席位。

世界不可再生資源已隨著我們的戰爭，我們的工業化的發展，被洗的很干凈，我們的原油價格漲得嚇人，還一直見不到頂，我國的稀土，隨著出口的劇增，為自己后代保留不多。

我們的煤炭，全送到火力發電站燃燒殆荊然后給整個空氣污染貢獻力量。 現有可再生資源不能再利用了！

我們渴求新能源的崛起！將資源的開發轉移到新能源的開發中來吧！ 給未來留下希望！還世界一個干凈的明天！為新能源奮斗！

為風能的發展而奮斗！看好達坂城風力發電站！看好風能產業。

五、主要收獲體會：

⒈通過此次參觀實習使我初步了解了新疆的風能資源的分布狀況，風力發電的發展潛力與趨勢，理解了風力發電的基本情況和風力發電所需的基本條件。對電氣自動化專業加深了認識。

2體會到了電氣自動化專業對風力發電的重大作用，更加提高了我對電氣自動化專業的興趣，以及作為一個當代大學生的偉大使命。在這次實習中，我受益頗多，使我們所學的理論知識得以鞏固和擴大，增加我們的專業實際知識；為將來從事專業技術工作打下一定的基礎；進一步培養了我們運用所學理論知識分析生產實際問題的能力。

3.了解了達坂城谷地風能的風速、風能密度及谷地風的產生以及測量風能密度及風速的方法。認識和了解了各種配電室和高壓電發電技術。改變了自己原本對風力發電有關知識的錯誤認識，例如：風速越大對發電越有利。現在明白了風力發電的速度范圍，及風速過大對發電的影響和對風機的壽命的影響。

4.通過本次認識電氣自動化實驗室的實習 我們了解了變電所電氣設備的構成，了解配電裝置的布置形式及特點，了解控制屏，保護屏的布置情況及主控室的總體布置

5.了解了自動控制理論在風力發電及電網方面的應用，并對自動控制應用于實際有了更新認識。看到了可再生資源及潔凈能源應用電力事業的前景，體會到了當代大學生不僅要學習課本上的知識更重要的是如何將它應用到實踐的重要性。

六、存在的問題：

⒈對風力發電的相關理論知識很缺乏。

⒉對風力發電的原理了解得還不是很透徹，對有些概念還有點模糊，對風力發電中的自動控制理論了解得不是很深。由于時間比較倉促，對風機的各種詳細情況沒有系統的了解，還存在一定的疑惑有待解決。

⒊對各種實驗設備缺乏認識和所學的理論知識與實際結合的不夠透徹。

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