開題報告-風力發(fā)電機液壓獨立變漿機構(gòu)設(shè)計

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1、本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告論文題目： 風力發(fā)電機的液壓獨立變漿機構(gòu)設(shè)計 學 院： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 開題時間：年 3 月 20 日1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當今國際政治、經(jīng)濟、軍事、外交關(guān)注的焦點。中國經(jīng)濟社會持續(xù)快速發(fā)展，離不開有力的能源保障。我國能源資源品種豐富，人均占有量較少。水能和煤炭資源蘊含量分別居世界第一位和第三位，石油和天然氣資源的探明剩余可采儲量目前僅列世界第13和第17位，各種能源資源人均占有量都低于世界平均水平。在世界化石能源快速消耗，環(huán)境污染日益嚴重的形勢下，風能作為一種清潔的永續(xù)能源，與傳統(tǒng)能源相比，風力發(fā)電不依賴外

2、部能源，沒有燃料價格風險，發(fā)電成本穩(wěn)定，也沒有碳排放等環(huán)境成本;此外，可利用的風能在全球范圍內(nèi)分布都很廣泛。正是因為有這些獨特的優(yōu)勢，風力發(fā)電逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。風電技術(shù)發(fā)展的核心是風電機組及其部件的設(shè)計制造技術(shù)，我國風電絕大部分關(guān)鍵技術(shù)落后，有些甚至是空白。我國在“九五”期間重點對600KW三葉片、定槳距、失速型、雙速發(fā)電機的風電機組進行了研制，掌握了整體總裝技術(shù)和關(guān)鍵部件葉片、電控、發(fā)電機、齒輪箱等的設(shè)計制造技術(shù)，并初步掌握了總體設(shè)計技術(shù)。600KW失速型風電機組及其主要部件如電氣控制系統(tǒng)、葉片等實現(xiàn)了國產(chǎn)化批量生產(chǎn)。對變槳距600KW風電機組也研制了樣機?！笆?/p>

3、”期間在“863”計劃中對兆瓦級變速恒頻風電機組進行攻關(guān)，在攻關(guān)計劃中對750KW的矢速性風電機組的產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化進行攻關(guān)?！笆濉逼陂g重點安排了兆瓦級風電機組的研制課題，完全立足于自主設(shè)計，技術(shù)方案采取雙饋發(fā)電機、多級增速箱、變槳距、變速技術(shù)，很大地促進了我國風力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展。當今風電技術(shù)日趨成熟，風電機組向著大型化方展。目前，在歐美等國生產(chǎn)的大中型風電機組中，安全與功率控制單元幾乎都是液壓系統(tǒng)控制的。變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)使風電機組提供了更好的輸出功率品質(zhì)，因此變槳距調(diào)節(jié)是大型風力發(fā)電機的最佳選擇，已成為主流機型的必備技術(shù)之一。變槳距控制是根據(jù)風速的變化來調(diào)整葉片的槳距角，從而控制發(fā)電機的輸出功

4、率，變槳距控制風力機的葉片通過軸承固定在輪毅上，可以繞葉片的軸線轉(zhuǎn)動來調(diào)整葉片的槳距角。在高風速情況下，槳距角隨著風速的增加不斷向正的安裝角度方向調(diào)整，減小氣流攻角以保持較小的升力來限制功率。由于槳距角可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此在高風速情況下可使發(fā)電機的輸出功率保持在額定功率，這意味著變槳距風電機組對由溫度和海拔高度的變化所引起的空氣密度的變化并不敏感。目前變槳距風電機組的變槳驅(qū)動為電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動兩種形式并存的局面。按槳距角的控制方式又可分為統(tǒng)一變槳距系統(tǒng)和獨立變槳距系統(tǒng)。統(tǒng)一變槳距控制時，各槳葉節(jié)距角同時改變相同的角度;獨立變槳距控制時，各槳葉節(jié)距角的改變量可以各不相同，獨立變槳距控制因其能夠在

5、穩(wěn)定輸出功率的同時提高風電系統(tǒng)的整體性能，特別是在大型風力發(fā)電機組中，由于風輪掃過面積大，各個槳葉處風速相差大，所以采用不同的槳距角更符合風力機控制要求，其逐漸成為變槳距控制的主導。2 本課題研究的目的目前，世界范圍內(nèi)能源緊缺，傳統(tǒng)能源又對環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，因此新能源越來越顯示出其重要地位。我國并網(wǎng)運行的風力發(fā)電機組自70年代問世以來，已經(jīng)歷了近30年的發(fā)展歷史。但由于一開始技術(shù)條件匱乏，設(shè)計人員對風力機的運行工況認識不足等種種原因，所設(shè)計的變距系統(tǒng)，其可靠性遠不能滿足風力機正常運行的要求，使后來進入商品化的風機都放棄了變距機構(gòu)而采用了較為簡單而又穩(wěn)定的定槳距結(jié)構(gòu)。經(jīng)過長時間的探索實踐，隨著

6、技術(shù)條件的改善，設(shè)計人員對風力機的運行工況和各種受力狀態(tài)已經(jīng)有了深入的了解，不再滿足于僅僅提高風力機運行的可靠性，而開始追求更高的風能利用系數(shù)以捕獲更多的風能，來得到更大的輸出功率。葉片技術(shù)的發(fā)展使得變漿距系統(tǒng)的普遍化打下了基礎(chǔ)。采用變距機構(gòu)的風力機可以使葉輪重量減輕，并使整機的受力狀況大為改善，并能在偏航機構(gòu)的輔助下，更多的捕獲風能，而且在單一槳葉遇到故障停機時，其余兩槳葉仍可繼續(xù)帶傷工作，減少事故的發(fā)生，大大提高了風機運行的安全性。三本課題研究的意義我國擁有非常豐富的風能資源，并且是世界上利用風力最早的國家之一，但進行風力發(fā)電系統(tǒng)科研的工作起步較晚，使得風力發(fā)電的諸多關(guān)鍵技術(shù)壟斷在歐美，特

7、別是丹麥等國家的手中。隨著風電產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，缺乏風力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)己成為制約我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙，特別是與風電發(fā)達國家相比，我國風電技術(shù)在風力發(fā)電機組大型化、變槳距控制技術(shù)和變速恒頻等先進風電技術(shù)研發(fā)方面還存在較大差距?；谶@樣的技術(shù)現(xiàn)狀，我國已投入運行的風電機組絕大部分是進口機組，實現(xiàn)國產(chǎn)化的機組中很大一部分也是仿制國外引進的生產(chǎn)技術(shù)，使我國風電產(chǎn)業(yè)不但受到運輸、安裝、售前售后等方面的制約，而且機組安裝成本過高，加大了全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的難度。中國不能全面實現(xiàn)國產(chǎn)化，究其根本來說，設(shè)計水平仍然是最主要的制約因素。所以加快我國風電關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)是目前急待解決的問題。所以，

8、作為大型變槳距風力機核心技術(shù)，變槳距控制技術(shù)的研究是我國當前在風電領(lǐng)域的重要課題之一。本論文對風電技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)之一的液壓變槳距系統(tǒng)作了初步的研究，具有重要的現(xiàn)實意義。四課題研究方法及手段首先，.通過廣泛的查閱相關(guān)資料，了解風力發(fā)電的歷史，及目前兆瓦級風機組的發(fā)展狀況及研究成果，在國內(nèi)外的發(fā)展及其趨勢。系統(tǒng)的了解變漿距原理和方法，并且通過學習，了解液壓變漿距的相關(guān)知識。其次，根據(jù)風力機空氣動力學原理，從理論上得出風力機變槳距控制策略，提出采用液壓變槳距控制方案，并對該機構(gòu)進行總體設(shè)計。并分析計算變槳距所需驅(qū)動力矩，以此為依據(jù)進行主要部件的承載力，進行主要部件的選擇。最后，通過分析計算變漿距所需

9、驅(qū)動力，對液壓系統(tǒng)進行設(shè)計。五課題進度安排3月21日至3月27日 分析題目，查閱文獻3月28日至4月03日 完成英文翻譯，撰寫開題報告4月04日至4月10日 進行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計4月11日至4月17日4月18日至4月24日4月25日至5月01日5月02日至5月08日5月09日至5月15日5月16日至5月22日5月23日至5月29日6月01日至6月15日六參考文獻1 李俊峰，高虎，王仲穎.2008中國風電發(fā)展報告M.北京:中國環(huán)境科學出版，20082 Vaughn Nelson.Wind energy:renewable energy and the environmentM. Florida:CR

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