风轮系统-叶片
• 风机叶片采用德国翼型设计技术，玻璃纤维 复合材料制造,最宽弦长达3.1米。
• 优异的翼型可以使风能利用系数达到0.49.
风轮系统-变桨
• 变桨系统作用是风速超过额 定风速时，改变迎风角度来 控制稳定的功率输出；同时 在风机故障或风速过高时顺 桨保护风机。
• 变桨系统由变桨控制柜控制 变桨电机转动，带动变桨减 速箱，通过齿轮传动带动变 桨轴承转动，从而带动叶片 变桨。
塔架系统
• 各段塔筒间通过L型，高强度合金钢环锻法 兰及高强度螺栓连接，保证足够可靠的连 接强度。
• 塔筒顶部直径2550mm，底部4200mm，总重 量108t，总高度63m。
五、TD-1500风力发电机组优异特点小结
TD-1500机组技术设计优点
✓轮毂的仰角、锥角以及刚性叶片的应用，使机组 重心接近塔架中心 ✓变速运行，恒频输出 ✓高可靠性的齿轮箱 ✓优化的控制策略，有效的降低了机组的疲劳和极 限载荷 ✓基于载荷计算的设计方案，运行平稳可靠 ✓完善的低电压穿越能力 ✓采用冗余设计、UPS电源与软刹车技术，具有更高 的安全性 ✓优异的叶片翼型设计，转换效率高 ✓采用软并网、软启动技术，延长风机使用寿命
• 风机经受住了在较大风速、阵风和风向多变条件 的考验；
• 关键部件疲劳寿命均高于20年； • 风机可利用率达97%。
5.3超低温运行
• 环境温度为-35℃时，仍能够继续安全运行。 • 创新点：
– 低温材质。 – 耐低温油品油脂。 – 灵敏的温控系统，优化加热系统、低温启动运行参
数，极端低温能生存，超低温能发电。 – 优化的结构设计，减少大温差范围胀差影响。 – 以5万KW的风电场为例，与目前运行温度为-30℃的
• 强效的抽风系统能对机舱温度过高时，进行有效冷却 。
• 科学的加热器分布设计，保证机舱内各重点区域的充 分加热。
塔架系统
• 三段式圆筒设计，保证运输便利性及制作工 艺性。
• 精确的塔筒固有频率计算，保证与传动链固 有频率足够的偏差，杜绝共振产生的可能性 。
• 塔筒采用Q345-E焊接而成，拥有优良的焊接 性能与足够的强度，同时在低温环境下有足 够的冲击韧性。
双馈异步优点：
（1）双馈感应发电机可通过调节转子励磁电流的幅值、频率与相位， 在原动机速度变化时也可保证发出恒定频率的电能，从而提高了机组的 运行效率，延长了机组的使用寿命。
（2）简化了调整装置，减少了调速时的机械应力。同时使机组控制更 加灵活、方便，提高了机组运行效率。
（3）通过交流励磁使发电机吸收更多无功功率，参与电网的无功功率 调节，解决电网电压升高的弊病，从而提高电网运行效率、电能质量与 稳定性。
传动系统-支撑方式
• 天地风能TD77-1500传动链主体采用经典的三点 悬浮式支撑方式。前端采用球面双列滚柱可调 心轴承支撑，可承受较强轴向载荷，且可减弱 传动链弯矩对轴承、齿轮箱的影响，后端齿轮 箱通过两弹性支撑支撑，可大大减小对齿轮箱 ，包括主轴、轴承的冲击。
传动系统-主轴
• 主轴安装在风轮和齿轮箱之间，前端通过 螺栓与轮毂刚性连接，后端与齿轮箱低速 轴连接，承力大且复杂。
传动系统-轴承座
• 与主轴与轴承配套的轴承座采用与轮毂相 同的QT350或QT400材料，拥有良好吸收冲 击及抗震性能。
• 良好的润滑油路及腔室设计以及耐久的密 封机构设计保证轴承的使用寿命大大延长 。
传动系统-齿轮箱
• 除了直驱式风力发电机组外，其他型式的 机组都要应用齿轮箱，齿轮箱是通过齿轮 副进行动力传输的。传动比1:100。
• 气动刹车：风机停机时叶片顺桨。
• 机械刹车：机组紧急停机时，叶片气动刹车后，待风轮转 速降到一定速度时，高速轴制动器通过液压系统给力抱死 刹车盘，机组平稳停机。
• 手动锁紧：风轮内部维护时，在气动刹车、机械刹车都实 施的前提下，插上主轴锁销，保证在风轮内人员的安全。
机舱温控系统
• 机舱温控系统对机舱内的温度进行自动控制，保证机 舱温度处于各部件的工作温度范围。
2010年12月30日，样机单日最高发电量37005kwh； 2010年4月29日，机组设计取得中国船级社评估认证证 书； 2010年度，机组设计进行了近200项的优化改进； 2010年底，公司完成了小批量生产，机组在内蒙古赤 峰全部并网运行。 2012年度，公司完成了小批量生产，机组在新疆哈密 全部并网运行。 2013年度，公司在哈密地区，投资建成生产设备厂。
– 创新点：
• 宽幅叶片设计。叶片扫风面积较同类叶片多6%，发 电量较同类风机增加10%；
• 精致的系统集成； • 卓越的控制策略。
5.2 高可靠性
• 风机经受了近一个月连续满负荷运行的考验（ 962798kwh），电机、变频、齿轮箱、变桨系统 工作可靠，无异常响声；
• 在瞬态风达到30米/秒和风向极不稳定的条件下 ，机舱整体无异常振动；
同类风机相比，单日可增加发电收入40万元。
5.4电网友好
• 风机具有有功无功调节和低电压穿越能力，确保电网发生波动 时风机不解列；
• 拥有风功率预测系统，能够完成风电场48小时内的短期功率预 测和15分钟至4小时的超短期功率预测；
• 集中优化配置有功功率和无功功率控制系统，实现风机的远程 调节控制。
风轮系统-轮毂
• 轮毂是将叶片和叶片组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。
• 承载叶片的轮毂采用球型三通形式，有良好的制造及安 装性能。
风轮系统-轮毂
• 轮毂是将叶片和叶片组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。
• 承载叶片的轮毂采用球型三通形式，有良好的制造及安 装性能。
传动系统-齿轮箱
• 配有高效率的润滑和风冷系统,保证齿轮箱良好的运 行状态及使用寿命。
• 在齿轮箱的在线过滤装置外另设计离线过滤装置作为 辅助过滤系统选配。能延长换油周期一至两年，大大 节约业主维护成本及维护工作量。
传动系统-联轴器
• 传动链后端通过联轴器将齿轮箱与发电机相连。
• 联轴器采用德国CENTA连杆式联轴器。对装配误差 有极佳的容错性。同时对运动过程中的振动有良好 的抗震纠错能力
底架及偏航系统
• 底架上承载着风轮系统及传动系统，是整个机舱与风轮的 基座。风轮传递过来的载荷，通过底架传递到塔筒。
• 底架由Q345-E材料焊接而成，生产周期短，拥有较好的强 度及可焊接性，以及不错的低温韧性，在低温下有良好的 耐冲击性能。
底架及偏航系统
• 偏航系统由偏航减速器、偏航轴承、偏航 制动器及偏航解缆装置组成。
• 充分考虑废油回收，给每个润滑点设计单独的废油回收装 置，保证不外泄，不污染环境。
液压系统
• 液压系统给偏航刹车及高速轴刹车提供动 力。
• 液压系统采用高性能HAWE液压站，满足液 压动力需求、准确迅速的压力响应及较低 的故障率。
刹车系统
• 刹车系统分为气动、机械刹车及手动锁紧。满足GL设计规 范，几种刹车形式配合使用，满足更高安全性的需要。
TD-1500机组实际运行优势
➢ 高发电效率 ➢ 高可靠性 ➢ 超低温运行 ➢ 电网友好 ➢ 抗沙尘抗雷暴 ➢ 操作简便 ➢ 易维护
5.1 高发电效率
– 额定风速低：10.8m/s；气温低于-10℃时，仅 为9.6m/s。
– 满载范围宽：9.6m/s-25m/s，单日最高发电量 达37005KWh。
三、风力发电机组构成
一般的风电机组的基本结构包括：
风轮、机舱、塔架、基础。
风轮：包括叶片、轮 毂、变桨系统等
机舱：
主
发
联
主
齿
轴 与
电
轴
机
器
控 系 统
轮Leabharlann 主箱轴 承
变
桨
轮
系
毂
统
温
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制
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润
控
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底
航
雷
滑
系
系
系
架
系
系
系
统
统
统
统
统
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塔架：
基础：
四、TD-1500风力发电机组部件组成
TD-1500风力发电机组部件系统
（4）双馈感应发电机通过对转子实施交流励磁，精确地调节发电机定 子输出电压，使其满足并网要求，实现安全快速的“柔性”并网操作。
（5）需要变频控制的功率仅是电机额定容量的一部分，使变频装置体 积减小，成本降低，投资减少。
双馈异步缺点：
（1）双馈式风力发电机组低风速下的风轮机转速也很低， 直接用风轮机带动双馈电机转子将满足不了双馈发电机对 转子转速的要求，必须引入齿轮箱升速后，再同双馈发电 机转子连接进行发电。然而齿轮箱成本很高，且易出现故 障，需要经常维护，可靠性差；同时齿轮箱也是风力发电 系统产生噪声污染的一个主要因素。 （2）当低负荷运行时，效率低。 （3）电机转子绕组带有滑环、碳刷，增加维护和故障率。 （4）控制系统结构复杂。
二、有关风力发电机组的基本概念及分类
原理：是将风的动能转换为电能的系统 类型：永磁直驱与双馈异步
双馈风力发电机与直驱风力发电机的主要 区别是有无齿轮箱的使用。
双馈机组有齿轮箱，但是变流器是部分 功率逆变；
直驱机组无齿轮箱，是全功率逆变的。
永磁直驱优点：
（1）由于传动系统部件的减少，提高了风力发电机组的可靠 性； （2）发电机与电网之间采用全功率变流器，发电机与电网之 间的相互影响减小； （3）机械传动部件的减少降低了风力发电机组的噪音； （4）可靠性的提高降低了风力发电机组的运行维护成本； （5）机械传动部件的减少降低了机械损失，提高了整机效率； （6）可以实现对电网有功、无功功率的灵活控制； （7）由于减少了部件数量，使整机的生产周期大大缩短。