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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:2708
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

风力发电中的液压系统的应用

2020-07-17 15:28:55 产业经济 郭金鹏
资料简介

摘要 : 近年来,我国的风电规模逐渐扩大,而大部分风力发电机组所处环境十分恶劣,机组经受各种极端工况的考验,因此不断发生各类事故,所以目前各风力发电企业对于风电机组安全运行的要求也越来越高,而液压系统对风机平稳运行起着至关重要的作用,因此需要保证液压系统的稳定性。保证液压系统的良好运行,可有效提高风机的可利用率。本文对风力发电中的液压系统的应用进行了分析,对液压系统的稳定运行具有重要意义,同时也为液压系统的维护保养与维修提供了理论指导。

风力发电中的液压系统的应用

郭金鹏

国电承德华御新能源有限公司 河北承德 067001

摘要: 近年来,我国的风电规模逐渐扩大,而大部分风力发电机组所处环境十分恶劣,机组经受各种极端工况的考验,因此不断发生各类事故,所以目前各风力发电企业对于风电机组安全运行的要求也越来越高,而液压系统对风机平稳运行起着至关重要的作用,因此需要保证液压系统的稳定性。保证液压系统的良好运行,可有效提高风机的可利用率。本文对风力发电中的液压系统的应用进行了分析,对液压系统的稳定运行具有重要意义,同时也为液压系统的维护保养与维修提供了理论指导。

关键词:风力发电;液压系统;液压泵

引言

风能作为一种清洁的可再生能源,逐渐被各国重视起来,近年风力发电在中国得到了高速的发展。液压技术由于可以达到大功率输出、可靠的控制精度、所占空间少等要求,在风电行业中得到广泛的应用。在变桨距风力发电机组中,液压站的主要任务是执行机组的高速轴刹车和偏航刹车以及锁风轮锁。

1液压系统概述

在风力发电整体系统当中,液压设计原理由于其优良的性能被广泛应用,这其中有前文提到的偏航控制系统和刹车制动功能,除此以外在风机齿轮箱传动系统也应用到了液压原理。由于液压系统自身的稳定性、及时性能够有效提升风力发电整体系统的可靠性和智能化,因此国外知名的风力发电研究公司维斯塔斯公司针对变桨设计当中引用了液压控制原理,此种设计能够达到使得高速轴的制动性更加平稳及可靠,使得液压系统的优良特性达到最大程度的利用,有效提升风力发电系统的智能性。在此基础上,风力发电系统中应当添加相关更为先进的传感设备,达到更好的采集和分析相关风能数据,使得风力发电系统整体运作更为合理科学,提升系统本身对风能的转化率,进而提升其经济价值和战略目的。

2风力发电中的液压系统的应用

2.1 风电机组的功率控制液压系统

定浆距风电机组功率控制液压系统结构在不同环境下的工作流程是不同的,当风电机组所处区域风力较小时,叶轮转速经过齿轮箱增速后低于发电机额定转速时,液压系统会通过控制叶片末端的液压单元来驱动叶片旋转,达到增加叶轮旋转速度目的;当风速过大导致发电机转速超过其额定转速时,液压系统进行泄压,此操作将使得叶片末端发生位置改变,改变成与叶片主体呈直角的状态,使得叶片风阻加大,降低叶轮旋转速度。此种液压控制方法由于其本身性质,当叶片较长时,作用时间较长,使得控制效果下降,因此其适用范围多为中小型风力发电机,且此种风力发电机的叶片形状与变桨距风力发电机的叶片形状不同,通过此种液压控制方法,风力发电机达到了有效控制捕获功率,简化风电机组系统的效果,因此降低了风力发电机的成本,从而达到降低电价的目的,而由于其系统结构导致液压系统的所处位置较为前端,比较容易受到周边温度的影响,因此散热系统在此种结构当中的重要性相对较强。

变桨距风电机组液压变桨系统。变桨距风电机组液压系统中相比定浆距机组增加了电动液压泵,其工作原理为控制油缸中的活塞杆的运动轨迹达到控制桨叶运动轨迹的变桨距运动。在此中液压系统的作用下,当风轮经过齿轮箱转速小于发电机的额定转速时,通过减小节距角度的方式,使得桨叶能够充分的吸收风能,进而提升转速达到发电机额定转速。在实际应用的过程当中,液压系统也面临着多方面的挑战,首先是环境因素,在广泛的风力发电使用当中,环境可能发生多种变化,当风机位于较为潮湿的沿海地区时;位于昼夜温差较大的西北部地区时,位于温度较低的东北地区时,此几种对风电机组使用寿命及系统运行保障性方面都将提出更多要求,因此液压系统的设计当中多采用闭环回路的方式,并且在液压油的选用时也需要格外严格。

2.2 风电机组偏航控制液压系统

在风电机组偏航控制液压系统当中,偏航系统的组成部分分别是偏航检测和控制、偏航驱动、偏航制动及保护装置。若要达到驱动机舱偏航的效果,需要将偏航动力源产生的动力经过相关设备传送到系统运动的主部件上,在经过主部件与其他从动组的相互作用达到机舱偏航;在偏航过程中通过液压刹车钳提供一定的阻尼,使机舱运行更加平稳;偏航结束时利用偏航刹车钳制动。在实际的操作过程当中,由于液压系统的优良性能,传动装置只要选择为液压系统,且通过液压系统可以达到远程控制无级调速,提升偏航系统工作效率,结构紧凑等效果。

2.3液压传动系统维护与保养

2.3.1液压泵

在液压传动系统中液压泵主要起到动力支持的作用,其中主要包含了叶片泵以及齿轮油泵,根据实际施工经验能够得知,齿轮油泵主要会产生液体外泄的故障,使泵体流量与压力下降,无法支撑系统的正常运转。因此相关工作人员应当定期检查轴承与齿轮,并对已经磨损的部件及时进行更换。如若叶片泵产生故障,就应当对产生故障的部位进行拆卸,将其中已经磨损的定子进行更换,若转子与叶片己受损坏,就需要将其送至专业店铺进行维修。

2.3.2液压油缸

在液压传动系统中液压油缸主要起到了一个压力供给的作用。液压油缸产生故障主要表现为油缸出现外泄的现象,针对这一问题,相关工作人员应当对密封元件进行检测,全面掌握损坏情况,当问题较为严重时及时进行更换,防治外泄造成更为不利的影响。如若油缸中的液压油纯度无法满足相应标准,就要采取过滤提纯这一方式来对其进行有效的维修。

2.3.3控制阀

在液压传动系统中控制阀主要起到控制与调整的作用,让不同阀体之间能够与其余元件进行更为优质的配合,从而促进液压传动系统的稳定运转,最大化地降低液压传动系统故障产生频率。如若控制阀产生故障,在对其进行维修时应当防止高频率颤动的出现,这主要是由于控制阀出现颤动时,会对其精准程度有所影响,情况严重时甚至会出现失灵的现象。

2.3.4液压马达

一般而言,液压马达产生故障的概率相对较低,因此工作人员无需经常对液压马达进行检查,但必须要做好日常保护工作。在运转液压马达时,应当根据相关标准补充适量的液压油,并在补充之前对其进行过滤的操作,防止其中产生杂质而对液压传动系统的正常运转造成不良的影响。同时在对油管进行更换时应当避免液压马达中的液体产生渗透的现象,如若渗入了一定量的空气,就会出现噪音及振动现象,不利于液压马达的正常运转。

结束语

我国风能资源分布范围广泛且能量巨大,对储量巨大的风能进行良好转化,变成可供社会居民及企业使用的电力资源,此举能够大大降低环境污染,也能够实现可持续发展的理念。在一个完整的风力发电系统当中,通常由支撑塔架、风轮、齿轮箱和发电机几大部分所组成,随着科技的不断进步,越来越多的企业投入到风力发电的研发和生产当中,使得风力发电逐步走向正规化、规模化,此带来的直接影响就是风力发电电价的逐步降低,大大促进风力发电的整体发展进程,对实现我国新型能源战略具有重要意义。液压系统形成了较为规范的生产流程,因此其具有可大量生产应用及生产标准化的能力,未来的制造和使用过程中都将更便利。现行条件下,风力发电系统的研究与优化在不断进行,且许多更为高端的应用技术也得到了良好的发展。

参考文献:

[1]魏列江,王刚,赵宇阳,王应周,罗兰.液压蓄能式风力发电机组蓄能发电系统的转速刚度的研究[J].液压气动与密封,2019,39(05):6-10.

[2]杨宗浩,陈曼龙,齐锐丽,饶静,张重阳.兆瓦级风力发电机液压制动系统的设计与应用[J].机电技术,2018(06):63-66.

[3]史春香,史运锋.一种风力发电液压锁定销使用及维护[J].现代商贸工业,2019,40(01):193-194.

[4]赵振吉. 基于数字泵的液压传动式风力发电系统的研究[D].哈尔滨工业大学,2019.