当今使用最多的燃料是煤、石油、天然气等,被称为化石燃料,这些燃料在地球上的蕴藏量是有限的,最终会枯竭,故节约能源与开发新能源是当今各国研究的课题。相对于传统能源,新能源具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。其中风能是储量巨大的新能源,风电的发展一直是新能源发展的重点。
我国风电技术从引进就直接过渡到大规模生产,在大规模风电场建设中,现有国外风电技术与我国国情的不适应越来越突出。面对高成本、售后技术支持跟不上、产品故障率高、维护难等问题,使我国风电事业发展遇到瓶颈。
因此,大力发展自有技术,开发质优价廉的风电机及控制产品,让大型风电设备得到推广普及,将成为我国广大工程技术人员和研发生产企业的共同努力的目标。只有这样才能让我国的风电产业大力发展,才能使风电成为重要的新能源,才能保证风能技术的开发领跑世界风电产业。
维尔仕磁悬浮垂直轴风力发电机集外观设计、实用设计、电机工程学、动力机械学、航空大气工程、风洞测验、磁悬浮技术、电脑模拟分式等学科于一体,采用轻型铝合金、钛金、不锈钢紧固件等轻型特殊材料制造,材料经过无鉻达克罗处理,符合欧盟ROHS指令、EUP指令、ELV指令。其工作原理是:采用磁悬浮技术理论、结合超级磁铁的磁力将电机线圈悬浮于一定的空间,在没有任何机械摩擦的情况下、在风力作用下,使电机转动并切割磁力线发出交流电,1级风起动、高效能发电、平稳运行。
风电机组的控制技术是一项综合技术,它涉及空气动力学、结构动力学、机械传动学、电工电子学、材料力学、自动化等多个学科。而且,风电机组具有不同于通常机械系统的特性:风电机组的动力源是具有很强随机性和不连续性的自然风能,使传动系统的输入极不规则,疲劳负载高于通常旋转机械的几十倍。为此,在控制过程中,要求系统对随机的动态负荷有很强的适应能力,并且能有效地降低结构的疲劳载荷。
空气动力学模型是风电机组控制系统设计的基础。对于风电机组这样的特殊设备,实际的风况将直接影响控制效果。因此即使是成熟的机型也应该根据各个风场的自然条件来调整控制参数,在弦长经过验证后才能进入商业化运行。
结构动力学分析是风电机组进行优化控制的关键。现代大型风电机组由于叶片的长度和塔架高度大大增加,结构趋于柔性,这有利于减小极限载荷,但结构柔性增强后,叶片除了挥舞和颤振外,还可能发生扭转振动。当叶片挥舞、摆动和扭转振动相互耦合时,会出现气弹失稳,导致叶片破坏。在变桨机构动作与叶轮不均衡载荷的影响下,塔架会出现前后和左右方向的振动,如果该振动激励源与塔架的自然频率产生共振时就有可能导致机组倾覆。因此,大型风电机组结构动力学是一个复杂的多体动力学问题。而维尔仕风力发电机风机不受风向影响,减少风速频繁变化带来的效能转化损耗,平稳发电。超低风速启动,运作高效,风轮叶片专门针对低风速地区设计,自然风(1m/s)即可起动。安全放心设计,采用垂直叶片设计,连接紧固,设计一体成形,无风轮飞车危险。极大地增加使用者安全系数。
由于在实施控制的过程中会对结构性负载及振动产生影响,这种影响严重时足以对机组产生破坏作用,所以设计控制算法时必须考虑这些影响。一个理想的风电机组控制系统除了能实现基本控制目标外,还应尽可能实现以下控制目标减小传动链的转矩峰值,通过动态阻尼来抑制传动链振动,避免过量的变桨动作和发电机转矩调节,通过控制风电机组塔架的振动尽量减小塔架基础的负载,避免轮毂和叶片的突变负载,这些目标有些相互间存在冲突,所以控制的设计过程需要进行相互权衡,实现最优化设计。