主要技术参数风机选型风机选型概述国内主要风机制造商与现有风机类型风机选型的原则综合评价方法理论综合评价方法的概念综合评价方法的特点主要综合评价方法本章小结第章陆地风电场风机选型指标体系及方法陆地风电场风机选型指标体系陆地风电场风机选型影响因素分析目录指标体系的确定指标体系内涵陆地风电场风机选型方法现有风机选型方法的不足目前风机选型工作对方法的要求运用层次分析法的可行性层次分析法介绍层次分析法的定义及特点层次分析法的主要阶段层次分析法的基本步骤本章小结第章陆地风电场风机选型实例陆地风电场基本情况介绍陆地风电场建设条件陆地风电场适用机型备选机型基本情况层次分析法下陆地风电场风机选型研究风机选型层次结构模型层次分析法下陆地风电场风机选型过程选型结果分析本章小结第章结论与展望结论本文研究不足及展望参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果致谢作者简介华北电力大学硕士毕业论文第章绪论研究背景及意义研究背景世纪年代开始，世界各国先后经历了第二次工业革命，科学技术变桨距技术可以改善风力发电机组叶片和整机的受力状况，适合应用在大型风力发电机组上。主动失速型风机主动失速型风机的工作原理是以上两种类型机组的结合。当风机达到额定功率后，相应地增加攻角，使叶片的失速效应加深，从而限制风能的捕获。按传动形式划分高传动比齿轮箱型风机般情况下风机叶轮的转速很低，达不到发电机的转速要求，高传动比齿轮箱型风机利用齿轮箱给风机叶轮进行增速，传递给发电机。齿轮箱增速运用广泛但其存在噪声大故障率高维护成本大等问题，降低了机组运行的可靠性。直接驱动型风机直接驱动型风机使用多级同步发电机，风机叶轮的转速与发电机转速相华北电力大学硕士毕业论文同，风机叶轮直接驱动发电机，不再需要齿轮箱对风机叶轮进行加速，风力达电机可直接拖动发电机转子运转在低速状态。排除了齿轮箱噪声大故障率高维护成本大等问题，提高了机组运行的可靠性。中传动比齿轮箱型风机中传动比齿轮箱型风机的工作原理是以上两种类型机组的结合，降低了传统齿轮箱的传动比，同时也减少了多极同步发电机的极数，缩小了发电机的体积。按机组容量划分小型风机以下中型风机大型风机以上按主轴与地面的相对位置划分水平轴风机风机叶轮轴线基本与地面平行安置在垂直地面的塔架上，是当前使用最广泛的机型。垂直轴风机风机叶轮旋转轴垂直于地面或者来流方向。相对于传统的水平轴风力发电机组，其具有不用对风向，无噪音，安全性高等诸多优点，是未来风机发展的重要方向。按转速变化划分定速风机定速风机通过调整叶片角度，保证发电机的转速不随风速的变化而变化，保持恒定不变。多态定速风机多态定速风机中有两台或多台发电机，根据风速的变化，将不同大小和数量的发电机投入运行。变速风机变速风机中发电机的转速时刻随风速变化。目前主流的大型风力发电机组都采用变速恒频运行方式。风机的组成部分及工作原理风机的组成部分根据旋转轴的不同，风机主要分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。下以市场上占主流地位的水平轴风机为例介绍风机的组成。华北电力大学硕士毕业论文从整体上看，风机可分为风轮机舱塔架和基础四大部分，见图。风机组成部分具体示意图见图。图水平轴风力发电机组成部分整体示意图图水平轴风力发电机组成部分注叶片轮毂机舱叶轮轴与主轴连接主轴齿轮箱刹车机构联轴器发电机散热器冷却风扇风速仪和风向标控制系统液压系统偏航驱动偏航轴承机舱盖塔架变桨距部分风机叶轮风机叶轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别于其他动力机的主要标志。风轮的作用是捕捉和吸收风能，并将风能转变成机械能，华北电力大学硕士毕业论文是整个风力发电系统的原动机。风机叶轮由叶片和轮毂组成。叶片是风力机捕捉风能的最重要部件，风能利用效率取决于良好的叶片的空气动力外型轮毂是将叶片和叶片固定到转轴上的装置，它将风轮的力和力矩传递到主传动机构中。传动系统风机叶轮与发电机的链接纽带，齿轮箱是其关键零部件。齿轮箱承受传动机械作用力，主要功用是将风机叶轮在封路作用下产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。主轴也称为低速轴，安装在风机叶轮和齿轮箱之间，前端通过螺栓与轮毂刚性连接，后端与齿轮箱低速连接，承力大而且复杂。偏航系统也称为对风装置，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳对准风向，使风机叶轮的扫掠面始终与风向垂直，使风机叶轮获得最大的风能，减少风机叶轮的载荷。液压系统实现正常功能下的偏航制度主轴制动。发电机是将风轮轴传来的机械能转变成电能的设备，是风电系统的关键部件。齿轮箱是机组中个重要的机械部件，其承受传动机械的作用力，主要功用是将风轮在风力作用下产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，要达到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故齿轮箱也被称为增速箱。制动系统是使风机叶轮减速和停止运转的系统。塔架和基础塔架用于支撑位于空中的风力发电系统，也是安装维护人员上下机舱的通道。塔架与基础相连接，承受风力发电系统运行引起的各种载荷，同时传递这些载荷到基础，使整个风力发电机组能稳定可靠地运行。风机的工作原理风机的工作原理简单说来就是将风能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。现代风机种类多样，结构复杂，但它们基本的工作原理是样的，即风力带动风机叶片转动，叶片的转动通过主轴齿轮箱等部件将机械能传递到发电机，发电机在转速范围内将机械能转换为电能。风机主要技术参数风轮扫风面积以风轮的叶片长为半径的圆，是风机叶片旋转略过的面积。风轮扫风面积决定机组能够在多大的范围内获取风能。额定功率正常工作条件下，风机设计要达到的最大连续输出电功华北电力大学硕士毕业论文率。功率曲线风机实际输出功率和风速的对应曲线。启动风速风机可以启动发电的风速，般左右，持续分钟左右风机自动启动，开始运行。额定风速风机以额定功率运行时的风速。切出风速风速过高时，风力发电机自动停止运行的风速，般为以上，分为瞬时切出风速和持续切出风速两种。单机容量机组满负荷运行时的发电量。风机选型风机选型概述风机是风电场的主要设备，风机投资约占风电场总投资的。风机选型不仅影响风电场的建造成本，还影响风电场投产后的发电量和运营成本，最终将影响上网电价。可见风机选型对风电场的年发电量和经济指标具有重要的意义。风机选型即根据风电场建设要求，首先粗略选择出两种或两种以上适合机型，再通过风机选型方法挑选出最适合机型的过程。国内主要风机制造商与现有风机类型国内主要风机制造商我国从上世纪年代开始，先后通过国家科技攻关计划和科研课题等方式支持研制单机容量为至的风电机组，但尚未实现产业化。“九五”和“十五”期间，政府支持建设了几家风机整体制造企业。通过引进国外先进技术并对其进行消化吸收，部分企业初步掌握了单机容量为和的定桨距风电机组总装技术关键零部件的设计制造技术和机组整体设计技术，并初步实现了规模化生产，进而迈出了风电机组产业化的第步。年国家发改委颁布国家发改委关于风电建设管理有关要求的通知，规定风电设备国产化率要达到以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设。在此政策的支持下，国内大量企业和高校都大举进军风电机组整机制造业，通过引进生产许可证建立合资企业开展自主研发或与国外联合开发等方式，先后研制出了兆瓦级和多兆瓦级风电机组，我国国产机组的市场占有率迅速提高。据不完全统计，目前已在国内设厂的整机制造企业有近家，其中国有企业约家，民营企业约家，合资企业约家。华北电力大学硕士毕业论文近年来等早期在我国市场占有率较高的进口品牌市场份额锐减，而以华锐风电金风科技和东方电气为代表的国产风电机组的市场份额增速迅猛。年，中国风电新增装机容量排名前的企业占据了国内的市场份额，其中金风科技新增装机容量排名保持第，达到，占据的市场份额。其次为联合动力明阳风电远景能源和湘电风能，新增装机容量分别为和。年，新增装机排名前的风电机组制造商所占市场份额由年的进步下降至，同比下降了近个百分点。排名前五的风电机组制造商中，除联合动力新增装机量同比下降之外，金风科技明阳风电远景能源和湘电风能的新增装机容量同比均有提高，分别上升了和。年中国风电累计装机排名前的机组制造商见表。年中国风电新增装机排名前的机组制造商见表。表年中国风电累计装机排名前的机组制造商年中国风电累计装机排名前的机组制造商序号制造商装机容量装机容量占比金凤华锐联合动力东汽明阳湘电风能上海电气远景能源重庆海装华创运达南车风电华仪华北电力大学硕士毕业论文续表三电气许继电器其他合计数据来源中国风能协会年中国风电装机容量统计表年中国风电新增装机排名前的机组制造商年中国风电新增装机排名前的机组制造商序号制造商装机容量装机容量占比金凤联合动力明阳远景能源湘电风能上海电气华锐重庆海装东汽运达华创南车风电华仪太原重工三重能许继风电久和能源其他总计数据来源中国风能协会年中国风电装机容量统计专业硕士学位论文陆地风电场风机选型方案决策研究呼斯楞年月国内图书分类号学校代码国际图书分类号密级公开专业硕士学位论文陆地风电场风机选型方案决策研究硕士研究生呼斯楞导师李泽红教授企业导师王维兵工程师申请学位工程硕士专业领域工业工程培养方式在职所在学院经济与管理学院答辩日期年月授予学位单位华北电力大学，华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明此处所提交的硕士学位论文陆地风电场风机选型研究，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名日期年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书陆地风电场风机选型研究系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的