風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)詳細(xì)介紹

　　偏航系統(tǒng)是水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(gè)。其一是與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)相互配合，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)組的安全運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)一般分為主動(dòng)偏航系統(tǒng)和被動(dòng)偏航系統(tǒng)。被動(dòng)偏航指的是依靠風(fēng)力通過(guò)相關(guān)機(jī)構(gòu)完成機(jī)組風(fēng)輪對(duì)風(fēng)動(dòng)作的偏航方式，常見(jiàn)的有尾舵、舵輪和下風(fēng)向三種；主動(dòng)偏航指的是采用電力或液壓拖動(dòng)來(lái)完成對(duì)風(fēng)動(dòng)作的偏航方式，常見(jiàn)的有齒輪驅(qū)動(dòng)和滑動(dòng)兩種形式。對(duì)于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，通常都采用主動(dòng)偏航的齒輪驅(qū)動(dòng)形式。
　　1．偏航系統(tǒng)的技術(shù)要求
　　1.1. 環(huán)境條件
　　在進(jìn)行偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮的環(huán)境條件如下：
　　1). 溫度；
　　 2). 濕度；
　　3). 陽(yáng)光輻射；
　　4). 雨、冰雹、雪和冰；
　　5). 化學(xué)活性物質(zhì)；
　　6). 機(jī)械活動(dòng)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(jì)用的氣候條件。選擇設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)考慮幾種氣候條件同時(shí)出現(xiàn)的可能性。在與年輪周期相對(duì)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(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
　　1.2. 電纜
　　為保證機(jī)組懸垂部分電纜不至于產(chǎn)生過(guò)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(jì)上要采用冗余設(shè)計(jì)。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(jī)組在偏航過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)而造成整機(jī)的共振，偏航系統(tǒng)在機(jī)組偏航時(shí)必須具有合適的阻尼力矩。阻尼力矩的大小要根據(jù)機(jī)艙和風(fēng)輪質(zhì)量總和的慣性力矩來(lái)確定。其基本的確定原則為確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在偏航時(shí)應(yīng)動(dòng)作平穩(wěn)順暢不產(chǎn)生振動(dòng)。只有在阻尼力矩的作用下，機(jī)組的風(fēng)輪才能夠定位準(zhǔn)確，充分利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。
　　1.4. 解纜和紐纜保護(hù)
　　解纜和紐纜保護(hù)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dòng)作會(huì)導(dǎo)致機(jī)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(jì)數(shù)裝置或類(lèi)似的程序?qū)﹄娎|的紐絞程度進(jìn)行檢測(cè)。一般對(duì)于主動(dòng)偏航系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，檢測(cè)裝置或類(lèi)似的程序應(yīng)在電纜達(dá)到規(guī)定的紐絞角度之前發(fā)解纜信號(hào)；對(duì)于被動(dòng)偏航系統(tǒng)檢測(cè)裝置或類(lèi)似的程序應(yīng)在電纜達(dá)到危險(xiǎn)的紐絞角度之前禁止機(jī)艙繼續(xù)同向旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)行人工解纜。偏航系統(tǒng)的解纜一般分為初級(jí)解纜和終極解纜。初級(jí)解纜是在一定的條件下進(jìn)行的，一般與偏航圈數(shù)和風(fēng)速相關(guān)。紐纜保護(hù)裝置是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)必須具有的裝置，這個(gè)裝置的控制邏輯應(yīng)具有最高級(jí)別的權(quán)限，一旦這個(gè)裝置被觸發(fā)，則風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須進(jìn)行緊急停機(jī)。
　　1.5. 偏航轉(zhuǎn)速
　　對(duì)于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)說(shuō)，風(fēng)輪軸和葉片軸在機(jī)組的正常運(yùn)行時(shí)不可避免的產(chǎn)生陀螺力矩，這個(gè)力矩過(guò)大將對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的壽命和安全造成影響。為減少這個(gè)力矩對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)組功率的大小通過(guò)偏航系統(tǒng)力學(xué)分析來(lái)確定。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)和目前國(guó)內(nèi)已安裝的機(jī)型的實(shí)際狀況，偏航系統(tǒng)的偏航轉(zhuǎn)速的推薦值見(jiàn)表5。