年产5000套10kw垂直轴风力发电机建设项目可行性研究报告
风电设备关键技术：风力发电系统中，发电机是能量转换的核心部分，风力发电机系统按照发电机运行的方式来分主要有恒速恒频风力发电机系统和变速恒频风力发电机系统两大类。恒速恒频风力发电机系统一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机作为发电机，通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值继而保证发电机端输出电压的频率和幅值的恒定，其运行范围比较窄。
变速恒频风力发电系统通过变桨距控制风轮使整个系统在很大的速度范围内按照最佳的效率运行，这是当前风力发电发展的一个趋势。变速系统主要分为同步发电机系统和异步发电机系统。其中同步发电机系统包括永磁同步发电机系统和电励磁同步发电机系统;异步发电机系统主要是绕线异步发电机系统。永磁同步发电机是利用永久磁铁取代转子励磁磁场，其结构比较简单、牢固。永磁同步发电机变速恒频风力发电系统是通过控制一套整流逆变装置，将发电机输出的变频变压交流电转换为满足电网要求的恒频恒压交流电。
永磁同步风力发电系统结构框图：
采用电励磁的同步风力发电系统，发电机定子通过变频器和电网相连接，转子采用AC/DC整流装置给发电机提供励磁。发电机可以采用变速箱驱动，也可以使用直接驱动。
电励磁同步风力发电系统结构框图：
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目前，兆瓦级风力发电机组普遍采用绕线式异步电机的变速恒频风力系统。其典型结构是采用双馈异步发电机的系统。这是一种比较合适的变速恒频方案，该结构定子和电网直接相连接，转子和功率变换器相连接，通过变换器的功率仅仅是转差功率，双馈调速将转差功率回馈到电机轴或者电网，这是各种传动系统中效率比较高的。该结构适合于调速范围不宽的风力发电系统，尤其是大、中容量的风力发电系统。
双馈异步变速恒频风力发电系统按照转子变频器拓扑结构主要可以分为交交变频器、矩阵变换器和交直交变频器三大类。交交变频器采用晶闸管自然换流方式，工作稳定，可靠，适合作为双馈电机转子绕组的变频器电源，交交变频的最高输出频率是电网频率的1/3～1/2，在大功率低频范围有很大的优势。交交变频没有直流环节，变频效率高，主回路简单，不含直流电路及滤波部分，与电源之间无功功率处理以及有功功率回馈容易。虽然交交变频双馈系统得到了普遍的应用，但因其功率因数低，高次谐波多，输出频率低，变化范围窄，使用元件数量多使之应用受到了一定的限制。矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由九个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。矩阵变换器没有中间直流环节，输出由三个电平组成，谐波含量比较小;其功率电路简单、紧凑，并可输出频率、幅值
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及相位可控的正弦负载电压;矩阵变换器的输入功率因数可控，可在四象限工作。虽然矩阵变换器有很多优点，但是在其换流过程中不允许存在两个开关同时导通的或者关断的现象，实现起来比较困难。矩阵变换器最大输出电压能力低，器件承受电压高也是此类变换器一个很大缺点。应用在风力发电中，由于矩阵变换器的输入输出不解耦，即无论是负载还是电源侧的不对称都会影响到另一侧。另外，矩阵变换器的输入端必须接滤波电容，虽然其电容的容量比交直交的中间储能电容小，但由于它们是交流电容，要承受开关频率的交流电流，其体积并不小。目前利用矩阵变换器的双馈异步风力发电系统还处于研究开发阶段。交直交变频器又可以分为电压型和电流型两种，由于控制方法和硬件设计等各种因素，电压型逆变器应用比较广泛。传统的电流型交直交变频器采用自然换流的晶闸管作为功率开关，其直流侧电感比较昂贵，而且应用于双馈调速中，在过同步速时需要换流电路，在低转差频率的条件下性能也比较差，在双馈异步风力发电中应用的不多。采用电压型交直交变频器这种整流变频装置具有结构简单、谐波含量少、定转子功率因数可调等优异特点，可以明显地改善双馈发电机的运行状态和输出电能质量，并且该结构通过直流母线侧电容完全实现了网侧和转子侧的分离，是目前变速恒频风力发电的一个代表方向。
5．6主要工艺技术指标 风车效率 : 12.1%
额定功率 : 22.0624216442218 kW 额定转速 : 4.6855215246254 r/min 旋转力矩 : 44.9641745466477 kN * m 尖速比 : 2.66666666666667
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风能密度 : 62.78172 W/m2 扫风面积 : 2900 m2 空气密度 : 1.29kg/m3 平均风速 : 4.6m/s
翼尖半径 : 25m（直径50m） 叶片数量 : 20 叶片高度 : 58m 叶片宽度 : 5m 叶片厚度 : .008m 叶片密度 : 2100kg/m3 叶片摆动范围 : 从 : 64度 到 : 90度 尖速比计算范围 : 从 : 2.4 到 : 3 采样点 : 10个 叶片缓冲机构 : 类型 : 线性弹簧 初拉力 : 0 N K : 2500 m/N 5.7 总平面布置与运输 5.7.1 厂区总平面布置现状概述
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本项目厂址位于黑龙江省北安市西郊，厂区邻202国道。厂区界址呈长方形形， 厂区地势平坦，南部为服务性工程区域，而生产区位于厂区北部。厂区现有出入口共两处，一处位于厂区北端，另一处位于厂区西侧，分别与当地的道路相通。厂内道路畅通，各建筑物之间的间距均符合防火规范的要求。
5.7.2 总平面布置的原则
a、本项目总平面布置应符合企业厂区内现有建筑红线和当地规划的要求。
b、在满足建筑防火规范要求的建筑物防火间距的前提下，尽量减少占地，方便生产管理与联络，节省工程费用。
c、根据自然条件，力求使工艺流程合理，减少货物倒运距离。 d、总体布置上应注意新增建筑物与原有建筑群体及厂区环境的和谐。 5.7.3 总平面主要设计指标
序号 1 2 3 4 5 项目 厂区占地面积 建（构）筑物占地面积 厂区建筑系数 厂区场地利用系数 厂区绿化系数 单位 M2 M2 % % % 指标 37000 11300 34 57 16 备注 5.8 土建工程
本项目建筑面积为11300m2。
生产车间按照标准厂房建筑要求设计，钢骨架结构，举架高度5米，外墙采用聚苯乙烯彩钢板。内部隔断成组装车间、发电机车间、机加车间、电子器件车间等。
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