如今,随着资源和环境的日益严峻形势,风能已成为可再生能源领域最成熟,商业化的能源生产方法之一。是,现有的风能技术不能完全满足实际应用的需要,该技术的缺点仍然是限制风能产业发展的主要障碍之一。能因其高输出功率,高控制精度和较小的空间需求而在许多领域使用,包括风力发电系统中的液压系统。压技术在风能冷库中的应用涉及液压转向系统,液压主轴制动器,液压传动系统,液压偏航系统,液压蓄能器等。图1所示。
定螺距风力涡轮机的控制主要是通过机翼叶片的空气动力学特性和扰流器周期来实现的,并且风轮吸收的功率随风速而变化。风速超过额定风速时,必须通过叶片的失速作用来降低风能利用率,以保持发电机的功率输出恒定。速控制通常由扰流器控制,扰流器由液压系统控制,在正常操作中,扰流器和叶片的主要部分可以精确地集成或缩回。需要安全停车时,液压系统会按要求压下门扇。端扰流器被释放,形成阻尼板,该阻尼板产生空气动力学阻力以减慢风力涡轮机的速度。空气动力学的角度来看,当风速太高时,仅可以调节风冷蓄冷器的黎明的节距来改变叶片的迎角。样就改变了蓄冷器的空气动力扭矩,从而保证了输出功率的稳定性。时,在启动过程中,风力涡轮机还必须依靠可变螺距来获得启动扭矩。桨控制技术目前广泛用于大型冷库。力发电机的变桨系统根据变桨致动器分为不同的类型:液压变桨系统和电伺服伺服系统,表1比较了两者的特性。压变桨系统主要包括液压泵站,控制模块,蓄能器和千斤顶。有代表性的制造商是Vestas,Gamesa,Acciona,Dewind和Mitsubishi Heavy Industries。服系统主要由伺服电机,伺服驱动器,能量存储装置和执行器减速冷库组成。具代表性的制造商是GE,冷库安装Nordex,Suzlon,Repower,Goldwind和Huarui。全球风能市场中,液压变桨技术和电伺服技术在市场上根本不相同,而国内液压变桨技术的应用相对较少。压投手根据俯仰角控制来驱动液压缸,推动器和同步盘运动,同步盘通过旋转的短轴,连杆和长轴驱动偏心盘旋转轴和偏心盘驱动叶片进行俯仰。于液压变桨系统具有启动转矩高,执行机构精确定位和快速动态响应等优点,因此被许多风车制冷机组所采用。压变桨系统的致动器相对复杂并且是非线性的,并且存在机械故障,例如漏油和堵塞,导致在冷库单元中液压机构的故障很大比例。些研究人员提出了冗余控制技术和在线监视。免因液压系统故障而导致问题,但系统复杂且难以触及。压变桨系统给电线和液压油回路的织物带来了困难,风轮的重量增加了,轮毂的制造困难了。瓦级风力发电机,很难使用液压变桨系统来实现独立的步进控制。江大学李伟教授等在“水力技术在风力发电中的应用研究”框架中指出,伺服伺服系统的应用具有还有它的局限性。坏。着液压技术的不断发展以及用于风力涡轮机的大型冷库的上升趋势,液压变桨系统仍然具有巨大的优势和发展潜力。力涡轮机的偏航系统的主要功能是将风轮保持在风中并提供冷藏单元正常运行所必需的锁定扭矩,也就是说这两个功能驾驶和刹车。型风力涡轮机的冷库通常采用主动偏航技术,该技术涉及使用电动或液压驱动器来补充风的作用。于并网连接的大风冷库,通常采用主动丝齿轮形状,较少采用液压打滑形式。是,随着风能冷库的连续大规模运行,液压偏航运动趋向于代替偏航电动机。航制动器通常是液压的,该技术相对成熟并且得到了广泛的应用。航制动系统在使用期间提出了严重的漏油问题。过数年或两年的运行,许多家庭风力发电场的冷风机存储单元的偏航制动器开始经历不同程度的漏油,更换油封后,漏油快速重复,只能更换制动器以延长维护期限。显着增加了维护成本,这是在维修风冷存储单元时难以解决的问题。前,仍然没有好的解决方案。能冷库机组的停机分为正常停机和停机,故障分为安全停机(即非主要部件故障) ,为了确保冷库(例如温度传感器,通讯等)的安全而关闭并紧急停止(冷库)。
机的主要部件,例如叶片,齿轮箱和发电机,发生故障并继续运行,造成严重损坏。统机械制动器的制动器主要以高速或低速安装在树木上,高速时轴上的制动扭矩低,易于安装,但变速箱经常过载。载荷对变速箱有很大的影响,可能会损坏变速箱。装在低速轴上可以减少传动装置的冲击,并防止冲击载荷造成损坏。是,制动扭矩很重要,制动门的尺寸大,安装困难,制动扭矩大,对液压系统的密封性要求更高。机器安全停止时,固定螺距绕线器释放扰流板,或者可变螺距空气涡轮羽化,并且液压换向阀进入第一组(两组对称)。压制动缸。同步速度同步时,发电机的主接触器被激活,第二组液压制动缸也被接通:在正常停止期间,它也主要由一组液压制动缸操作。在制动开始时施加全部制动力时,会发生紧急停止。虑到机械振动,变速器过载和刹车片磨损的问题,许多风能制造商已经改进了机械制动系统。国制动器制造公司Svendborg在21世纪初开发了SoftBrakingoption(SOBO):控制器通过阀通过高速轴根据轴的速度实时调整制动力。液倒置以减少驱动轴。于扭矩波动和摩擦片的磨损,该产品已成功应用于许多风力涡轮机,例如SUZLON1,25MW,SIMENS-BONUS3,6MW,GE2。XMW,NORDEX-N802.SMW等在中国还进行了柔性制动技术的研究。柔性控制模式下降低轴的速度的过程相对平稳且缓慢,与不可控制模式相比,在可控制模式下主轴的转矩显着降低。对夫妇变化很小,并且在整个过程中都有波动。制动策略不仅减小了主轴上的转矩脉动,而且减小了破坏性振动的持续时间,这对于减小由于齿轮箱的转矩波动引起的疲劳损失是有利的。而,柔性制动装置相对昂贵并且易于卡住。压传动式制冷储能单元采用液压传动形式,实现传动比的实时调节,系统的灵活性高,可实现灵活的控制,可抑制因风速波动对能量质量的影响;实现风能冷库领域中的同步励磁发电机使用,以准同步方式接入电网,节省逆变器设备逆变器,减少对电网的影响,不谐波,根据网络需求调整功率因数,相应地发送有功和无功功率,节省齿轮箱逆变器和箱式变压器减少了功率损耗,大大减轻了重量储能装置,降低了安装成本,并且可以很好地适应陆上和海上储能装置的需求。以看出,对风力发电冷库的研究具有重要的理论和实践意义。力传输发电设备在国内外尚未用于商业目的,并且大多数仍处于理论研究和实验过程中。型。于水力传输风能储能装置的研究,国外的第一项研究应该是1995年英国爱丁堡大学的教授和团队。研究,水力风力发电系统已经启动。究结果卖给了一家日本公司。麦奥尔堡大学已投资8名博士生来开发一种新的海上风力涡轮机计划,希望利用海水作为传输手段。2007年,挪威ChapDrive开发了900 kW的冷水风能存储装置。
5 MW高效模型; 2009年,苏格兰的Artemis Intelligent Power在英国碳基金会的支持下成功完成了1.5兆瓦水电风能储能单元模型,并获得了碳基金会创新奖; 2010年,德国亚琛该大学在实验室中建立了一个水力发电风能储能装置的实验平台,以补充理论仿真分析和平台数据分析与比较。2010年,伊顿公司(美国)提出了一种用于安装90%地面设备的系统。小型风能存储单元可降低安装成本,减轻驾驶室的重量并减少维护时间。1979年在美国,2003年在加拿大和2006年在挪威申请了相关理论的专利申请。中国,吴云生于2007年描述了一种高速同步风力涡轮机变速箱中的液压风力涡轮机,但没有专利(0.6)。2009年,王延中,海金涛和陈艳艳在专利中描述了一种风力发电装置:风力涡轮机驱动可变排量液压泵,并提供发动机的转速和液压传动通过速度控制回路固定排量的液压系统。2009年,兰州电动汽车研究所的陈建业和周强进行了一项研究,并在齿轮箱和发电机之间引入了一种由泵控制的液压马达系统,并获得了专利。2010年,上海宇来机电设备制造有限公司的陈忠伟和温锡森在发明专利中提出了一种液控频率稳定的能量产生方法,2010年,大连星火新能源开发有限公司提出。绍了挪威公司ChapDrive的主要液压驱动器。1.5 MW测试台的风能存储装置技术已经完成; 2011年,浙江大学李伟教授在潮汐发电系统中采用了液压传动方式。2012年,燕山大学孔向东教授将恒速技术应用于冷水蓄水机组主传动系统,进行了性能监测与控制的理论和实验研究。量。以看出,液压传动的风力发电技术一直是国内外研究者持续关注的课题,并进行了大量的研究。于风成液压系统,可以使用从储层中抽油的开放系统和不被储层流体直接使用的封闭系统。2给出了两种循环模式的性能比较。
种类型的系统通常用于供电。型液压系统,转速范围广。积速度控制电路用于通过改变可变泵或可变马达摆盘的倾斜度来改变泵或马达的排量,从而调节速度。量控制回路上没有节流元件以减少节流损失,节流阀通常起着较大且安全的作用,因此没有溢流损失效率高于其他回路,主要用于大功率液压系统。力涡轮机冷藏存储单元主要采用容积的速度控制回路。前,理论研究是由大连理工大学和燕山大学进行的。们中的大多数使用风力涡轮机来驱动定量液压泵,以驱动斜盘式可变轴向柱塞马达。成由马达驱动的液压回路。风力涡轮机提供不同的速度时,泵的输出速率会发生变化,据此,可变发动机斜盘的倾斜度将得到调节,以稳定电动机的排量并产生稳定的速度。发动机高速运转且排量低时,固定泵马达液压传动系统的速度刚度非常低,并且速度调节范围很小。对该问题,国内外进行了许多研究。渡大学设计并验证了广西大学的刘克明量子控制变量泵电动机控制定量控制系统对变量泵电动机容量控制回路进行了静态分析。量变速泵电机系统,恒速输入恒速输出控制特性,用于仿真和实验研究; Chap Drive Company在获得本发明专利的涡轮驱动发电系统及其控制方法中,提出了使用可变泵可变发动机的风力涡轮静液压传动系统。江大学包先兵在《柔性风力发电机制动技术研究》中指出,液力传动可以在一定程度上有效降低传动结构的扭矩波动,但总体效率较高。压系统不如机械齿轮传动系统,并且直接连接到风力涡轮机。压泵的大排量和低速特性需要专业设计,低速效率保证过程有待进一步研究。压-机械混合传动模式根据蓄冷单元的工作特性与机械传动传动结构和电动液压控制传动结构的能量流并行运行。力涡轮机,基于扭矩和液压控制速度,实现了机械变速箱的传动能量以及工作模式。确保了传动系统的高效率,消除了由风速或负载变化引起的转矩波动,并通过改善旋转机构的实际工作条件来提高了传动部件的平均使用寿命。2示出了应用于各种液压技术的冷风能量存储单元的框图。能是一种间歇性的随机能源:即使在风量较大的地区,风力涡轮机也必须配备适当的储能装置,以确保冷藏储能单元的平稳连续运行。源生产。济大学的童永明教授等提出了关于将水力发电应用到风能发电中的想法。于产生风能的水力能量存储原理在于传输系统。轮直接驱动液压泵的旋转并产生高压油。通过液压管路输送到地面,冷库安装并以液压能的形式通过恒压泵站存储在蓄能器中。电力需要的情况下,液压马达通过恒压泵站旋转,这导致发电机旋转。
以通过稳定的泵站的速度控制回路来稳定液压马达的速度,从而避免了对电压稳定系统的需求。没有风或微风时,蓄能器和液压泵可以同时向液压马达供油,以确保系统的稳定性和连续发电。压能量存储系统将与液压传动式风冷存储单元结合使用,同时在仍在使用的风冷存储设备中支持其他液压系统。理论研究阶段。蓄能器,超级电容器等储能设备相比,具有安全,环保,回收率高等明显优势。着水力传输式风力涡轮机蓄冷技术的不断发展和成熟,水力能量存储系统在风力发电领域具有巨大的发展潜力。瓦级风已经成为国际风电市场的通用模型。性能需要相当大的扭矩来驱动电动机,因此桨叶塔和吊篮的尺寸和重量都很大,从而提高了容量。风冷冻仓库的生产,运输和安装困难。压系统在稳定性,安全性和调节性方面的独特优势发挥着重要作用。如,在叶片的制造过程中在旋转模具的过程中,为了提高旋转效率,确保安全性并降低损坏的风险,使用液压旋转机构代替驱动;平衡木箍液压系统在海上风力运输过程中起着固定的作用;液压缓冲装置,可防止安装期间大型组件之间发生灾难性碰撞;自调心液压系统,能够满足安装过程中大型部件的高要求。偏航系统,主轴制动,动力控制系统,液压传动,储能系统以及生产和运输安装过程的角度来看在风能存储单元的基础上,全面介绍了液压技术在风能存储单元中的应用。前,风冷式机组是最常用的技术:带双馈发电机的风力发电机组的机组,减速机组和中型机组,中速机组和中型机组。磁体,直接能量和直接驱动存储单元。管它们都有自己的发展利益和潜力,但它们不能从根本上解决因风的波动而引起的生产不稳定的问题。为解决该问题而提出的各种解决方案中,液压传动式冷风储能装置是实现该理论的理想手段,技术条件成熟,发展潜力巨大。压传动系统与其他液压系统在风能储能单元中的综合应用,可以有效减少机舱体积,确保工作稳定性,整体上提高机组性能风能存储。压系统还具有缺点,例如,发热量高,与机械机构相比效率低,液压组件的加工精度高,成本高,液压组件容易漏油,导致故障和环境污染,操作员很难确定故障。术水平高。管液压技术有其自身的局限和弱点,但在大型风冷冷藏库的趋势下,由于不断的改进和改进,在风冷制冷机中使用液压技术具有巨大的发展潜力,导致风力发电技术和风力发电方面的创新。术瓶颈的有效方法。
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