風(fēng)力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)詳細介紹

　　偏航系統(tǒng)是水平軸式風(fēng)力發(fā)電機組必不可少的組成系統(tǒng)之一。偏航系統(tǒng)的主要作用有兩個。其一是與風(fēng)力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)相互配合，使風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài)，充分利用風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率；其二是提供必要的鎖緊力矩，以保障風(fēng)力發(fā)電機組的安全運行。風(fēng)力發(fā)電機組的偏航系統(tǒng)一般分為主動偏航系統(tǒng)和被動偏航系統(tǒng)。被動偏航指的是依靠風(fēng)力通過相關(guān)機構(gòu)完成機組風(fēng)輪對風(fēng)動作的偏航方式，常見的有尾舵、舵輪和下風(fēng)向三種；主動偏航指的是采用電力或液壓拖動來完成對風(fēng)動作的偏航方式，常見的有齒輪驅(qū)動和滑動兩種形式。對于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組來說，通常都采用主動偏航的齒輪驅(qū)動形式。
　　1．偏航系統(tǒng)的技術(shù)要求
　　1.1. 環(huán)境條件
　　在進行偏航系統(tǒng)的設(shè)計時，必須考慮的環(huán)境條件如下：
　　1). 溫度；
　　 2). 濕度；
　　3). 陽光輻射；
　　4). 雨、冰雹、雪和冰；
　　5). 化學(xué)活性物質(zhì)；
　　6). 機械活動微粒；
　　7). 鹽霧。
　　8). 近海環(huán)境需要考慮附加特殊條件。
 　　應(yīng)根據(jù)典型值或可變條件的限制，確定設(shè)計用的氣候條件。選擇設(shè)計值時，應(yīng)考慮幾種氣候條件同時出現(xiàn)的可能性。在與年輪周期相對應(yīng)的正常限制范圍內(nèi)，氣候條件的變化應(yīng)不影響所設(shè)計的風(fēng)力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)的正常運行。
　　1.2. 電纜
　　為保證機組懸垂部分電纜不至于產(chǎn)生過度的紐絞而使電纜斷裂失效，必須使電纜有足夠的懸垂量，在設(shè)計上要采用冗余設(shè)計。電纜懸垂量的多少是根據(jù)電纜所允許的扭轉(zhuǎn)角度確定的。
　　1.3. 阻尼
　　為避免風(fēng)力發(fā)電機組在偏航過程中產(chǎn)生過大的振動而造成整機的共振，偏航系統(tǒng)在機組偏航時必須具有合適的阻尼力矩。阻尼力矩的大小要根據(jù)機艙和風(fēng)輪質(zhì)量總和的慣性力矩來確定。其基本的確定原則為確保風(fēng)力發(fā)電機組在偏航時應(yīng)動作平穩(wěn)順暢不產(chǎn)生振動。只有在阻尼力矩的作用下，機組的風(fēng)輪才能夠定位準(zhǔn)確，充分利用風(fēng)能進行發(fā)電。
　　1.4. 解纜和紐纜保護
　　解纜和紐纜保護是風(fēng)力發(fā)電機組的偏航系統(tǒng)所必須具有的主要功能。偏航系統(tǒng)的偏航動作會導(dǎo)致機艙和塔架之間的連接電纜發(fā)生紐絞，所以在偏航系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置與方向有關(guān)的計數(shù)裝置或類似的程序?qū)﹄娎|的紐絞程度進行檢測。一般對于主動偏航系統(tǒng)來說，檢測裝置或類似的程序應(yīng)在電纜達到規(guī)定的紐絞角度之前發(fā)解纜信號；對于被動偏航系統(tǒng)檢測裝置或類似的程序應(yīng)在電纜達到危險的紐絞角度之前禁止機艙繼續(xù)同向旋轉(zhuǎn)，并進行人工解纜。偏航系統(tǒng)的解纜一般分為初級解纜和終極解纜。初級解纜是在一定的條件下進行的，一般與偏航圈數(shù)和風(fēng)速相關(guān)。紐纜保護裝置是風(fēng)力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)必須具有的裝置，這個裝置的控制邏輯應(yīng)具有最高級別的權(quán)限，一旦這個裝置被觸發(fā)，則風(fēng)力發(fā)電機組必須進行緊急停機。
　　1.5. 偏航轉(zhuǎn)速
　　對于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組的運行狀態(tài)來說，風(fēng)輪軸和葉片軸在機組的正常運行時不可避免的產(chǎn)生陀螺力矩，這個力矩過大將對風(fēng)力發(fā)電機組的壽命和安全造成影響。為減少這個力矩對風(fēng)力發(fā)電機組的影響，偏航系統(tǒng)的偏航轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機組功率的大小通過偏航系統(tǒng)力學(xué)分析來確定。根據(jù)實際生產(chǎn)和目前國內(nèi)已安裝的機型的實際狀況，偏航系統(tǒng)的偏航轉(zhuǎn)速的推薦值見表5。