风力发电机组设计
内容简介
本书主要针对大型风电机组的设计需求，阐述相关的理论基础与设计方法。书中讨论了风电机组的设计依据和设计标准等问题，介绍了风电机组设计的相关理论，包括空气动力学、载荷分析、结构分析、疲劳强度设计等；在此基础上，论述了风电机组总体设计方法，并重点针对风轮叶片、传动系统和塔架基础等主要部件设计中的基础性问题进行了分析，给出比较系统且尽可能具体的设计方法；同时，介绍了风电机组动力学设计的基础知识。
本书可供从事大型风电机组设计、运行、维护和管理等方面工作的专业技术人员阅读，也可作为高等院校相关专业的本科高年级学生和研究生的参考书。
书摘与插图
此阶段是需要从风电机组的总体功能角度出发，分析各部件、子系统、附件和设备的布置形式与技术要求，开展对各部件和子系统的技术组成、原理分析、结构形式和功能参数选择等工作。同B寸需要对整机的结构承力构件布置、承载形式和传力路线进行分析，选择合理的设计分离面和接口形式，以便明确划分各部件设计界面，保证总体设计的质量。此阶段的设计要求是尽可能地详尽分析风电机组各子系统构成方案的可行性，使之布置合理、协调、紧凑，便于安装，且能可靠保证正常运行和维护需要。提供风电机组的总体布置图(包括部件和基础)，最好建立总体的三维数字模型，并编写有关报告和设计说明文件。
4) 载荷分析与风电机组基本性能的预评估
在设计初期，必须对载荷作预评估，以准确确定风电机组的结构设计依据。风电机组应能够承受正常运行中
的任何载荷，同时也具备一定的承受极端载荷的能力。最重要的载荷产生于风轮及其叶片，且风轮上的任何载荷都会对其他子系统产生影响。该阶段要注意查阅并依据相关设计标准，结合具体的风电机组运行工况要求，对所有载荷都应予以仔细分析评估。
5) 发电成本估算
设计阶段估计发电成本是非常重要的一个步骤，因为风电机组总体性能与总体成本是影响发电成本的关键因
素。在设计早期，可以通过功率曲线来预测风电机组性能，这既是风轮总体设计的重要功能目标之一，同时也受到发电机类型、传动系统效率、运行方式(恒速或变速)以及控制方式的影响。
6) 各部件和子系统的设计方案
根据整机总体结构方案设计，开展包括对各部件和系统的要求、组成、原理分析、结构形式、参数及附件的
选择等设计工作。设计有关部件的结构方案模型图和有关系统的原理图，并编写有关的报告和技术说明。
7) 配套附件
选择和确定整机配套附件和备件等设备，对新研制的部件要确定技术要求和协作关系。提交协作及采购清单
等有关文件。
总体设计阶段将解决全局性的重大问题，必须精心和慎重地进行，要尽可能充分利用已有的经验，以求总体
设计阶段中的重大决策建立在可靠的理论分析和试验基础上，避免以后出现不应有的重大反复，导致设计的失误和延期。
上述总体设计的各阶段属于静态设计，设计结果是：风电机组总体设计方案图、总体布置图和设计计算报告
、风电机组性能分析与载荷初步分析报告、各部件和子系统的初步技术要求与设计示意图、系统原理图、对制造方面的协作和采购要求清单等，以及对其他有关经济性和使用性能等均应有明确的技术文件。
(2)风电机组结构动力学分析
在初步完成风电机组总体设计的基础上，需要进一步对风电机组动特性进行详细的分析。动特性分析属于风
电机组结构动力学研究范畴，主要涉及动载荷分析、振动及结构动特性分析等方面的内容。
1)动载荷问题
作用于风轮叶片上的周期性气动和机械载荷会引起叶片等构件的动态响应，而此响应又反馈于外部气动负载
。因此，这实质上是一种流固耦合响应问题，对风轮等零部件的疲劳会……
目录
前言
第1章 风电机组设计概论
1.1 风电机组的基本功能构成与分类
1.1.1 风电机组的基本功能构成
1.1.2 风电机组的分类
1.2 水平轴风电机组的结构特征
1.2.1 风轮
1.2.2 机舱及其安装部件
1.2.3 塔架与基础
1.3 风电设备的技术现状与发展趋势
1.3.1 技术现状
1.3.2 发展趋势
1.4 风电机组设计的基本内容与步骤
1.4.1 确定设计目标
1.4.2 总体设计
1.4.3 风电机组零部件结构设计
1.4.4 样机测试与设计验证
1.5 风电机组与风电场设计软件简介
1.5.1 风资源评估与风电场设计管理类软件
1.5.2 风电机组性能的分析与仿真软件
1.5.3 风电机组结构的分析与设计软件
第2章 风电机组的设计基础
2.1 风电机组相关设计标准
2.1.1 国外重要的风电设计标准
2.1.2 我国主要风电标准
2.2 风电机组设计的外部条件
2.2.1 风电机组分级
2.2.2 正常风况
2.2.3 极端外部条件
2.3 空气动力学基础与数学模型
2.3.1 风能的简单分析
2.3.2 动量模型
2.3.3 叶素理论
2.3.4 动量叶素理论
2.3.5 其他理论模型简介
2.4 风电机组载荷分析基础
2.4.1 载荷的类型
2.4.2 设计工况与载荷状况
2.4.3 载荷分析的基本要求
2.5 极限状态分析
2.5.1 设计要求
2.5.2 极限强度分析的安全系数
2.5.3 疲劳失效分析的安全系数
2.5.4 稳定性与临界挠度分析的安全系数
2.6 疲劳强度分析基础
2.6.1 疲劳强度设计概述
2.6.2 疲劳设计的基本方法
2.6.3 设计风电机组疲劳强度时需考虑的问题
第3章 风电机组总体设计
3.1 风电机组总体参数设计
3.1.1 风电机组设计风速与功率
3.1.2 风轮特性参数及其分析
3.2 风电机组的功能设计
3.2.1 风轮功率的调节方式
3.2.2 影响风电机组功率特性的其他因素
3.2.3 风轮的力学特性
3.3 风电机组发电机系统选型设计
3.3.1 恒速恒频发电系统
3.3.2 变速恒频发电系统
3.4 风电机组总体布局设计
3.4.1 主传动链布局
3.4.2 变桨距系统布局
3.4.3 机舱与偏航系统布局
3.4.4 风电机组制动系统布局
第4章 风轮叶片设计
4.1 设计概述
4.1.1 基本设计过程与内容
4.1.2 设计要求
4.1.3 叶片相关术语
4.1.4 翼型介绍
4.2 叶片气动外形设计
4.2.1 简化设计方法
4.2.2 葛劳渥方法
4.2.3 维尔森方法
4.2.4 气动外形的优化设计
4.2.5 气动外形的逆向设计方法
4.2.6 气动外形设计方法的综合应用算例
4.3 叶片载荷分析
4.3.1 计算坐标系
4.3.2 几种类型的载荷
4.3.3 叶片载荷分析算例
4.4 叶片结构设计
4.4.1 叶片材料选择
4.4.2 叶片剖面结构
4.4.3 铺层设计
4.4.4 叶片总体结构
4.4.5 叶根设计
第5章 风电机组传动系统设计
第6章 塔架与基础
第7章 风电机组结构动力学分析
附录
参考文献
原文地址：https://www.doczj.com/doc/ef12230264.html,/baike/1393.html
CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范 CGC/GF 030:2013 CNCA/CTS XXXX-2013 风力发电机组出质保验收技术规范 2013-××-××发布2013-××-××实施 北京鉴衡认证中心发布
目次 前言....................................................................................................................................... I I 引言...................................................................................................................................... I II 1 目的和范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语及定义 (1) 4 验收依据 (2) 5 验收过程 (3) 6 验收内容和方法 (3) 6.1文档资料验收 (3) 6.2单台机组验收 (4) 6.2.1一致性检查 (4) 6.2.2机组运行数据分析 (5) 6.2.3机组及主要部件检查 (6) 6.2.4附属设备 (6) 6.3其他验收项目 (7) 6.3.1应用软件 (7) 6.3.2专用工具、备品备件及消耗品 (7) 7 验收结论与整改要求 (7) 7.1验收结论 (7) 7.2整改要求 (8) 7.3遗留问题 (8) 8 验收报告 (8) 附录A质保期满验收所需资料清单 (9) 附录B功率曲线和发电量考核方法 (10) 附录C可利用率考核方法 (14) 附录D机组部件检查方法 (17) D.1整体情况检查 (17) D.2主要系统检查 (17) D.3主要部件检查 (20)
4风力发电机组安装 4.1风力发电机安装 （1）风机设备吊装总体部署 结合风电场区域地形条件，根据吊装重量及起吊高度，吊装车辆采用800t 履带吊作为风机及塔架的主力吊装机械，150t液压汽车吊一台作为辅助机械，配合主吊车提升塔架和叶轮，使部件在吊装时保持向上位置，同时还可单独用于在地面组装叶轮。另外，还需配备2台50t吊车，用于在设备安装期间风场内搬运设备附件和重型工具。 风机设备安装采用组合与散装相结合的施工方案，总体安装顺序如下： 塔架下段吊装→塔架中段吊装→塔架上段吊装→机舱吊装→叶轮组合→叶轮组件吊装。 （2）塔架安装 ①塔架下段吊装 在塔架中下法兰对角安装2个“塔架中下段吊具”，在塔架下法兰安装1个“塔架辅助吊具”。 使用800t履带吊吊住塔架中下法兰面上的2个“塔架中下段吊具”；辅吊抬吊塔架下法兰的1个“塔架辅助吊具”。两车配合将塔架立直，然后辅吊摘钩，由主吊将塔架下段吊装就位。 ②塔架中段吊装 在塔架中下法兰安装1个“塔架辅助吊具”，在塔架中上法兰对角安装2个“塔架中下段吊具”。 使用主吊住塔架中上法兰面上的2个“塔架中上段吊具”，辅吊抬吊塔架中下法兰的1个“塔架辅助吊具”，两车配合将塔架立直，然后辅吊摘钩，由主吊单车将塔架中段吊装就位。 ③塔架上段吊装 在塔架上段法兰安装2个“塔架上段吊具”，在塔架中上法兰对角安装1个“塔架辅助吊具”。 使用主吊吊住塔架上法兰面上的2个“塔架上段吊具”，辅吊抬吊塔架中上法兰的1个“塔架辅助吊具”，两车配合将塔架立直，然后汽车吊摘钩，由主吊单车将塔架上段吊装就位。 （3）机舱安装 该项工作需用800t履带吊一台。 i）将固定机舱和塔架的螺栓及固定叶轮的螺栓放置在机舱内。 ii）将机舱专用吊具安装在机舱的四个吊点上，挂上吊钩。 iii）起吊机舱时机舱纵轴线应处于偏离主风向90°的位置，以便于叶轮的安装。 iv）使用800t履带吊缓慢吊起机舱至上法兰约1厘米处，安装人员用导正棒调整机舱的相对位置，同时指挥吊车缓慢下落机舱，拧上连接螺栓，按对角线顺序均匀地紧固上法兰与偏航轴承连接螺栓。 v）进入机舱，卸开吊具。 （4）叶轮组合及安装 ①叶轮组合
风力发电标准大全 本文从国家标准、电力行业标准、机械行业标准、农业标准、IEC标准、AGMA美国齿轮制造商协会标准、ARINC美国航空无线电设备公司标准、ASTM 美国材料和实验协会标准等几个方面总结风力发电标准大全。1、风力发电国家标准 GB/T 2900.53-2001电工术语风力发电机组 GB 8116—1987风力发电机组型式与基本参数 GB/T 10760.1-2003离网型风力发电机组用发电机第1部分：技术条件 GB/T 10760.2-2003离网型风力发电机组用发电机第2部分：试验方法 GB/T 13981—1992风力设计通用要求 GB/T 16437—1996小型风力发电机组结构安全要求GB 17646-1998小型风力发电机组安全要求 GB 18451.1-2001风力发电机组安全要求 GB/T 18451.2-2003风力发电机组功率特性试验 GB/T 18709—2002风电场风能资源测量方法 GB/T 18710—2002风电场风能资源评估方法 GB/T 19068.1-2003离网型风力发电机组第1部分技术条件 GB/T 19068.2-2003离网型风力发电机组第2部分试验方法 GB/T 19068.3-2003离网型风力发电机组第3部分风洞试验方法 GB/T 19069-2003风力发电机组控制器技术条件 GB/T 19070-2003风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19071.1-2003风力发电机组异步发电机第1部分技术条件
GB/T 19071.2-2003风力发电机组异步发电机第2部分试验方法 GB/T 19072-2003风力发电机组塔架 GB/T 19073-2003风力发电机组齿轮箱 GB/T 19115.1-2003离网型户用风光互补发电系统第1部分:技术条件 GB/T 19115.2-2003离网型户用风光互补发电系统第2部分：试验方法 GB/T 19568-2004风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19960.1-2005风力发电机组第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.2-2005风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 20319-2006风力发电机组验收规范 GB/T 20320-2006风力发电机组电能质量测量和评估方法GB/T 20321.1-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器第1部分：技术条件 GB/T 21150-2007失速型风力发电机组 GB/T 21407-2008双馈式变速恒频风力发电机组 2、风力发电电力行业标准 DL/T 666-1999风力发电场运行规程 DL 796-2001风力发电场安全规程 DL/T 797—2001风力发电厂检修规程 DL/T 5067—1996风力发电场项目可行性研究报告编制规程 DL/T 5191—2004风力发电场项目建设工程验收规程DL/T 5383-2007风力发电场设计技术规范3、风力发电机械行业标准 JB/T 6939.1—2004离网型风力发电机组用控制器第1部分：技术条件
2.风电工程专用标准 2.1 风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准 FD001—2007 2.2 风电场工程等级划分及安全标准（试行） FD002—2007 2.3 风电机组地基基础设计规定（试行） FD003—2007 2.4 风电场工程概算定额 FD004—2007 2.5 风力发电厂设计技术规范 DL/T 5383—2007 2.6 风力发电工程施工组织设计规范 DL/T 5384—2007 2.7 风力发电场项目建设工程验收规程 DL /T 5191—2004 2.8 风力发电机组验收规范 GB/T 20319—2006 2.9风力发电场运行规程 DL/T 666-2012 2.10风力发电场安全规程 DL 796-2012 2.11风力发电场检修规程 DL/T 797-2012 2.12风力发电场项目可行性研究报告编制规程 DL/T 5067-1996 2.13风力发电机组设计要求GB/T18451.1 2.15风电场风能资源测量方法 GB/T 18709-2002 2.16风电场风能资源评估方法 GB/T 18710-2002 2.17风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19568-2004 2.18风电场场址工程地质勘察技术规定发改能源[2003]1403号 2.19风电特许权项目前期工作管理办法发改能源[2003]1403号 2.20风电场工程前期工作管理暂行办法发改办能源[2005]899号 2.21风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法发改能源[2005]1511号 2.22风电工程安全设施竣工验收办法水电规办[2008]001号 2.23风力发电机组第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.1-2005 2.24风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 19960.2-2005 2.25风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T 20320-2014 2.26风力发电机组异步发电机第1部分：技术条件 GB/T 19071.1-2003 2.27风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法 GB/T 19071.2-2003 2.28风力发电机组塔架 GB/T 19072-2010 2.29风力发电机组功率特性试验 GB/T 18451.2-2012 2.30风力发电机组电工术语 GB/T 2900.53-2001 2.31风力发电机组控制器技术条件 GB/T 19069-2003 2.32风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19070-2003 2.33风力发电机组齿轮箱 GB/T 19073-2008 2.34风力发电机组风轮叶片 JB/T 10194-2000
风力发电机机组基础预算
目录 引言 750KW风力发电机组基础土建工程 750KW风力发电机组基础电气工程 750KW风力发电机组基础预算书 750KW风力发电机组基础单位工程预表750KW风力发电机组基础单位工程费用表汇总表 总结
关键词： 施工图预算：施工图预算是指一般意义上的预算，指当工程项目的施工图设计完成后，在单位工程开工前，根据施工图纸和设计说明、预算定额、预算基价以及费用定额等，对工程项目所应发生费用的较详细的计算。它是确定单位工程、单项工程预算造价的依据；是确定招标工程标底和投标报价，签订工程承包合同价的依据；是建设单位与施工单位拨付工程款项和竣工决算的依据；也是施工企业编制施工组织设计、进行成本核算的不可缺少的文件。 单位工程：单位工程指具有独特的设计文件，独立的施工条件，但建成后不能够独立发挥生产能力和效益的工程。 直接工程费：直接工程费是指施工企业直接用与施工生产上的费用。它由直接费、其他直接费和现场经费组成。 间接费：间接费是指施工企业用与经营管理的费用，它由企业管理费、财务费用和其他费用组成。
风力发电机机组主要包括：机舱（主机）、叶轮、塔架、基础、控制系统等等。风力发电机机组基础是风力发电机重要组成成分之一，一般陆地风电场风力发电机机组基础占风力发电机总造价16%左右；海上风电场风力发电机机组基础占风力发电机总造价25%左右。 风力发电机机组基础的外型为正八边形，一般是依据地质报告和冻土层深度可分为三种基础：标准基础、深基础、加深基础。 风力发电机机组基础预算计算主要包括：挖基坑、回填土、自卸汽车运土、混凝土基础垫层、钢筋、现浇砼独立基础。 以新疆达坂城风电三场一期30MW项目工程750KW机组基础预算工程量计算为例：
风机发电场安全规程 1 范围 本标准规定了风力发电场人员、环境、安全作业的基本要求，风力发电机组安装、调试、检修和维护的安全要求，以及风力发电机组应急处理的相关安全要求。 本标准适用于陆上并网型风力发电场。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡不是注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 2894 安全标志及其使用导则 GB/T 2900.53 电工术语风力发电机组 GB/T6096安全带测试方法 GB 7000.1 灯具第一部分：一般要求与试验 GB 18451.1 风力发电机组设计要求 GB19155 高处作业吊篮 GB/T20319 风力发电机组验收规范 GB 26164.1电业安全工作规程第一部分：热力和机械 GB 26859电力安全工作规程电力线路部分 GB 26860 电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分
GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50140建筑灭火器配置设计规范 GB 50303建筑电气工程施工质量验收规范 DL/T 572 电力变压器运行规程 DL/T 574 变压器分接开关运行维修导则 DL/T 587 微机继电保护装置运行管理规程 DL/T 741 架空输电线路运行规程 DL/T 969 变电站运行导则 DL/T 5284 履带起重机安全操作规程 DL/T 5250 汽车起重机安全操作规程 JGJ 46 施工现场临时用电安全技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 风电场输变电设备 风电场升压站电气设备、集电线路、风力发电机组升压变等。3.2 坠落悬挂安全带 高出作业或登高人员发生坠落时，将坠落人员安全悬挂的安全带。 3.3
高等教育自学考试毕业设计（论文） 风力发电机设计题目 级机电一体化工程09专业班级 姓名高级工程师指导教师姓名、职称
所属助学单位 2011年 4月1 日 目录 1 绪论………………………………………………………………………………… 1 1.1 风力发电机简介 (1) 1.2 风力发电机的发展史简介 (1) 1.3 我国现阶段风电技术发展状况 (2) 1.4 我国现阶段风电技术发展前景和未来发展 (2) 2 风力发电机结构设计……………………………………………………………… 3 2.1 单一风力发电机组成 (3) 2.2 叶片数目 (3) 2.3 机舱 (4) 2.4 转子叶片 (5) 3 风力发电机的回转体结构设计和参数计算 (5) 3.1联轴器的型号及主要参数 (5) 3.2 初步估计回转体危险轴颈的大小 (5) 3.3 叶片扫描半径单元叶尖速比 (6) 4 风轮桨叶的结构设计……………………………………………………………… 6 4.1桨叶轴复位斜板设计 (6) 4.2托架的基本结构设计 (6) 5 风力发电机的其他元件的设计 (6) 5.1 刹车装置的设计 (6) 6 风力发电机在设计中的3个关键技术问题 (7) 6.1空气动力学问题 (7) 6.2结构动力学问题 (7) 6.3控制技术问题 (7)
7 风力发电机的分类………………………………………………………………… 7 8 风力发电机的选取标准 (8) 9 风力发电机对风能以及其它的技术要求………………………………………… 8 9.1风力发电机对风能技术要求 (8) 9.2风力发电机建模的技术是暂态稳定系统 (9) 9.3风力电动机技术之间的能量转换 (10) 10 风力发电机在现实中的使用范例 (10) 结论 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 摘要 随着世界工业化进程不断加快，能源消耗不断增加，全球工业有害物质排放量与日俱增，造成了能源短缺和恶性疾病的多发，致使能源和环境成为当今世界两大问题。因此，风力发电的研究显得尤为重要。 我国风电场内无功补偿的方式是在风电场汇集站内装设集中无功补偿装置，这造成风电场无功补偿的投资很大。文章结合实例，通过对不同发电量下风电场的无功损耗和电压波动情况进行计算，提出利用风力发电机的无功功率可基本实现风电场的无功平衡，风电场母线电压的变化是无功补偿设备选型的依据，对于发电量变化引起的母线电压变化不超出电网要求的风电场，应利用风力发电机的无功功率减小汇集站内无功补偿装置的容量，降低无功补偿的投资。 关键词：风力发电、风电场、无功补偿、电压波动
认证技术规范《高原型风力发电机组技术规范》编制说明（一）制订技术规范的必要性； 随着我国风电产业的快速发展，高原地区风力资源得以大量开发，适用于高原地区的风力发电机组开始广泛应用，但仅限于整机制造企业对机组要求的一些研究和企业自发的内部设计。在国家标准和行业标准中仅仅考虑了主要的风资源条件，对高原型风力发电机组的设计和要求未作相关的规定。为了规范高原型风力发电机组的设计、制造、使用、维护以及检测认证，由北京鉴衡认证中心牵头，南车株洲电力机车研究所有限公司、东方汽轮机有限公司、新疆金风科技股份有限公司、天津瑞能电气有限公司、北车风电有限公司、中国明阳风电集团有限公司、华锐风电科技（集团）股份有限公司、国电联合动力技术有限公司、北京国华电力有限责任公司、龙源电力集团股份有限公司、华能新能源股份有限公司共同编写了此技术规范。 （二）与相关法律法规的关系； 本标准符合我国相关法律、法规，与有关现行法律、法规和强制性标准不抵触、不矛盾。 （三）与现行标准的关系，以及存在的差异及理由； 至今我国还没有高原型风力发电机组的国家标准和行业标准，有关风力发电机组的标准有GB 18451.1《风力发电机组安全要求》，这个标准规定了适用于一般环境条件下的风力发电机组的安全要求，而高原地区的环境条件不满足该标准的使用条件。由于高原型气候条件（比如空气密度小、太阳辐射强度高）会对机组的运行和安全产生严重影响，在满足GB 18451.1《风力发电机组安全要求》之外，还需对机组提出更高的设计要求。为此，标准起草小组参考了国外先进产品及有关标准制定了此认证技术规范。 （四）参与修订认证技术规范的主要单位情况； 北京鉴衡认证中心是经国家认证认可监督管理委员会批准，由中国计量科学
ICS 中华人民共和国国家标准 风电场接入电力系统技术规定 Technical rule for connecting wind farm to power system 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发 布
GB/T 19963—200 目次 前言...................................................................................................................................................................... I I 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 风电场送出线路 (2) 5 风电场有功功率 (2) 6 风电场功率预测 (3) 7 风电场无功容量 (3) 8 风电场电压控制 (3) 9 风电场低电压穿越 (4) 10 风电场运行适应性 (5) 11 风电场电能质量 (6) 12 风电场仿真模型和参数 (6) 13 风电场二次系统 (6) 14 风电场接入系统测试 (7) 参考文献 (9) I
GB/T 19963—200 II 前言 本标准根据国家标准化管理委员会下达的国标委综合【2009】93号《2009年第二批国家标准计划 项目》标准计划修订。 本标准与能源行业标准《大型风电场并网设计技术规范》共同规定了风电场并网的相关技术要求，能源行业标准规定了大型风电场并网的设计技术要求，本标准规定了风电场并网的通用技术要求。 本标准规定了对通过110（66）kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场的技术要求。 本标准由全国电力监管标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。 本标准参加编写单位：龙源电力集团股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、中国电力工程顾问集团公司。 本标准主要起草人：王伟胜、迟永宁、戴慧珠、赵海翔、石文辉、李琰、李庆、张博、范子超、陆志刚、胡玉峰、陈建斌、张琳、韩小琪。
海上风力发电机组基础设计
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一、前言
与陆上风电场相比,海上风电具有以下优 点：
风能资源储量大、环境污染小、不占用耕 地； 低风切变，低湍流强度——较低的疲劳载 荷； 高产出：海上风电场对噪音要求较低，可通 过增加转动速度及电压来提高电能产出； 海上风电场允许单机容量更大的风机，高者 可达5MW—10MW。
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一、前言
海上风力发电机组通常分为以下两个主 要部分： （1）塔头（风轮与机舱） （2）塔架 （3）基础（水下结构与地基）
与场址条件密切相关的特定设计； 约占整个工程成本的20%-30%； 对整机安全至关重要。
支撑 结构
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二、海上风电机组基础的形式
目前经常被讨论的基础形式主要涵盖参考 海洋平台的固定式基础，和处于概念阶段的漂 浮式基础，具体包括：
单桩基础； 重力式基础； 吸力式基础 ； 多桩基础 ； 漂浮式基础
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二、海上风电机组基础的形式
①单桩基础（如图2所 示）
采用直径3～5m 的大直径 钢管桩，在沉好桩后，桩顶固 定好过渡段，将塔架安装其 上。单桩基础一般安装至海床 下10-20m，深度取决于海床基 类型。此种方式受海底地质条 件和水深约束较大，需要防止 海流对海床的冲刷，不适合于 25m 以上的海域。
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图 2 单桩基础示意图
二、海上风电机组基础的形式
②重力式基础（如图3 所示）
重力式基础因混凝土沉箱 基础结构体积大，可靠重力 使风机保持垂直，其结构简 单，造价低且不受海床影 响，稳定性好。缺点是需要 进行海底准备，受冲刷影响 大，且仅适用于浅水区域。
图 3重力式基础示意图
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1．总体设计 一、气动布局方案 包括对各类构形、型式和气动布局方案的比较和选择、模型吹风，性能及其他气动特性的初步计算，确定整机和各部件（系统）主要参数，各部件相对位置等。最后，绘制整机三面图，并提交有关的分析计算报告。 二、整机总体布置方案 包括整机各部件、各系统、附件和设备等布置。此时要求考虑布置得合理、协调、紧凑，保证正常工作和便于维护等要求，并考虑有效合理的重心位置。最后绘制整机总体布置图，并编写有关报告和说明书。 三、整机总体结构方案 包括对整机结构承力件的布置，传力路线的分析，主要承力构件的承力型式分析，设计分离面和对接型式的选择，和各种结构材料的选择等。整机总体结构方案可结合总体布置一起进行，并在整机总体布置图上加以反映，也可绘制一些附加的图纸。需要有相应的报告和技术说明。 四、各部件和系统的方案 应包括对各部件和系统的要求、组成、原理分析、结构型式、参数及附件的选择等工作。最后，应绘制有关部件的理论图和有关系统的原理图，并编写有关的报告和技术说明。五、整机重量计算、重量分配和重心定位 包括整机总重量的确定、各部分重量的确定、重心和惯量计算等工作。最后应提交有关重量和重心等计算报告，并绘制重心定位图。 六、配套附件 整机配套附件和备件等设备的选择和确定，新材料和新工艺的选择，对新研制的部件要确定技术要求和协作关系。最后提交协作及采购清单等有关文件。总体设计阶段将解决全局性的重大问题，必须精心和慎重地进行，要尽可能充分利用已有的经验，以求总体设计阶段中的重大决策建立在可靠的理论分析和试验基础上，避免以后出现不应有重大反复。阶段的结果是应给出风力发电机组整机三面图，整机总体布置图，重心定位图，整机重量和重心计算报告，性能计算报告，初步的外负载计算报告，整机结构承力初步分析报告，各部件和系统的初步技术要求，部件理论图，系统原理图，新工艺、新材料等协作要求和采购清单等，以及其他有关经济性和使用性能等应有明确文件。 2．总体参数 在风轮气动设计前必须先确定下列总体参数。 一、风轮叶片数B 一般风轮叶片数取决于风轮的尖速比λ。目前用于风力发电一般属于高速风力发电机组，即λ＝4-7 左右，叶片数一般取2—3。用于风力提水的风力机一般属于低速风力机，叶片数较多。叶片数多的风力机在低尖速比运行时有较低的风能利用系数，即有较大的转矩，而且起动风速亦低，因此适用于提水。而叶片数少的风力发电机组的高尖速比运行时有较高的风能利用系数，且起动风速较高。另外，叶片数目确定应与实度一起考虑，既要考虑风能
国电电力山西新能源开发有限公司 风力发电机组验收规范为确保风力发电机组在现场安装调试完成后，综合检验风电机组的安全性、功率特性、电能质量、可利用率和噪声水平，并形成稳定生产能力，制定本验收标准。 一、编制依据： 1、风力发电机组验收规范 GB/T20319-2006 2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300 3、风力发电场项目建设工程验收规程 DL/T5191-2004 4、电气设备交接试验标准GB50150 5、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169 6、电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171 7、电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254 8、电器安装工程高压电器施工及验收规范GBJ147 9、建筑电气工程施工质量验收规范GB50303 10、风力发电厂运行规程DL/T666 11、电力建设施工及验收技术规程DL/T5007 12、联合动力风电机组技术说明书、使用手册和安装手册
13、风电机组订货合同中的有关技术性能指标要求 14、风力发电机组塔架及其基础设计图纸与有关标准 二、验收组织机构 风电机组工程调试完成后，建设单位组建验收领导小组，设组长1名、副组长4名、组员若干名，由建设、设计、监理、施工、安装、调试、生产厂家等有关单位负责人及有关专业技术人员组成。 三、验收程序 1 现场调试 （1）风力发电机组安装工程完成后，设备通电前应符合下列要求： （a）现场清扫整理完毕； （b）机组安装检查结束并经确认（内容见附表1）； （c）机组电气系统的接地装置连接可靠，接地电阻经检测符合机组的设计要求（小于4欧姆）； (d) 测定发电机定子绕组、转子绕组的对地绝缘电阻，符合机组的设计要求； (e) 发电机引出线相序正确，固定牢固，连接紧密； (f) 照明、通讯、安全防护装置齐全。 (2) 机组启动前应进行控制功能和安全保护功能的检查和试验，确认各项控制功能好安全保护动作准确、可靠。
风力发电机组安装工程质量验收标准
1、编制依据 1.1风力发电场项目工程验收规程 DL/T5191-2004； 1.2风力发电机组塔架 GB/T19072-2003； 1.3风力发电机组验收规范 GB/T 20319—2006； 1.4风力发电场运行规程 DL/T 666-1999； 1.5风力发电场安全规程DL 796-2001； 1.6风力发电场检修规程 DL/T 797-2001； 1.7风力发电机组安全要求 GB 18451.1-2001； 1.8风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19568-2004； 1.9风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 19960.2-2005； 1.10风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法 GB/T 19071.2-2003； 1.11风力发电机组功率特性试验 GB/T 18451.2-2003； 1.12风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19070-2003； 1.13风力发电机组齿轮箱 GB/T 19073-2003； 1.14风力发电机组风轮叶片JB/T 10194-2000； 1.15风力发电机组偏航系统第2部分：试验方法 JB/T 10425.2-2004； 1.16风力发电机组制动系统第2部分：试验方法 JB/T 10426.2-2004； 1.17风力发电机组一般液压系统 JB/T 10427-2004； 1.18电气设备交接试验标准 GB 50150-2006； 1.19电气装置安装工程质量检验及评定规程DL/T5161-2002； 1.20参照《风力发电工程施工与验收》中国水利水电出版社2009、华锐风电科技（集团）股份有限公司、广东明阳风电产业集团有限公司等风机生产厂家的风力发电机组安装手册。 2、总则 2.1 本标准适用于xxx风力发电有限公司所属1.5MW及以上风力发电机组安装工程的质量验收，其它型号的风电机组可参照执行。 2.2 相关单位应按本标准及有关规定的要求，及时进行质量检查验收并签证。对本标准中尚未涉及的项目和不具体、不完善的质量标准，由建设单位负责组织设计、制造、监理等单位代表，在现场依据有关标准，协商制订补充规定作为该工程质量检验依据。 2.3 本标准按每台机组安装为一个子单位工程，共有机舱叶轮安装、塔架安装和电缆敷设
摘要 自然风的速度和方向是随机变化的，风能具有不确定特点，如何使风力发电机的输出功率稳定，是风力发电技术的一个重要课题。迄今为止，已提出了多种改善风力品质的方法，例如采用变转速控制技术，可以利用风轮的转动惯量平滑输出功率。由于变转速风力发电组采用的是电力电子装置，当它将电能输出输送给电网时，会产生变化的电力协波，并使功率因素恶化。 风能利用发展中的关键技术问题风能技术是一项涉及多个学科的综合技术。而且，风力机具有不同于通常机械系统的特性：动力源是具有很强随机性和不连续性的自然风，叶片经常运行在失速工况，传动系统的动力输入异常不规则，疲劳负载高于通常旋转机械几十倍。 本文通过对风力发电机的总体设计，叶片、轮毂机构的设计，水平回转机构的设计，齿轮箱系统的设计，以达到利用风能发电的目的，有效利用风能资源，减少对不可再生资源的消耗，降低对环境的污染。 关键词：风能；风力发电机；叶片；轮毂；齿轮箱
Abstract Natural wind speed and direction of change is random, wind characteristics of uncertainty, how to make wind turbine output power stability, wind power technology is an important subject. So far, have raised a variety of ways to improve the quality of the wind, such as the use of variable speed control technology, can make use of wind round the moment of inertia smooth power output. Because variable speed wind power group using a power electronic devices, when it will transfer to the output of electric power grids, will change in the wave's power, and power factor deterioration. Use of wind energy in the development of key technical issues involved in wind energy technology is one of a number of integrated technical disciplines. Moreover, the wind turbine is usually different from the mechanical system characteristics: a strong power source is not random and continuity of the natural wind, the leaves often run in the stall condition, the power transmission system very irregular importation, fatigue load than Rotating Machinery usually several times. Based on the wind turbine design, leaves, the wheel design, level of rotating the design, gear box system design, use of wind power to achieve the objective of effective use of wind energy resources, reduce non-renewable resources Consumption, reduce the environmental pollution. Key words: wind power；wind power generators；blade；wheel；Gearbox
风电标准大全 GB/T 2900.50-1998电工术语发电、输电及配电通用术语 GB/T 2900.53-2001电工术语风力发电机组 GB/T 8116-87风力发电机组型式与基本参数 GB/T 10760.1-2003 离网型风力发电机组用发电机第1部分：技术条件GB/T 10760.2-2003离网型风力发电机组用发电机第2部分:试验方法 GB/T 13981-1992风力机设计通用要求 GB 17646-1998小型风力发电机组安全要求 GB 18451.1-2001风力发电机组安全要求 GB/T 18451.2-2003风力发电机组功率特性试验 GB/T 18709-2002 风电场风能资源测量方法 GB/T 18710-2002 风电场风能资源评估方法 GB/T 19068.1-2003离网型风力发电机组第1部分:技术条件 GB/T 19068.2-2003离网型风力发电机组第2部分:试验方法 GB/T 19068.3-2003离网型风力发电机组第3部分:风洞试验方法 GB/T 19069-2003风力发电机组控制器技术条件 GB/T 19070-2003风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19071.1-2003风力发电机组异步发电机第1部分:技术条件 GB/T 19071.2-2003风力发电机组异步发电机第2部分:试验方法 GB/T 19072-2003风力发电机组塔架 GB/T 19073-2003风力发电机组齿轮箱 GB/T 19115.1-2003离网型户用风光互补发电系统第1部分:技术条件 GB/T 19115.2-2003离网型户用风光互补发电系统第2部分:试验方法 GB/T 19568-2004风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19960.1-2005风力发电机组第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.2-2005风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/Z 19963-2005风电场接入电力系统技术规定 GB/T 20319-2006风力发电机组验收规范 GB/T 20320-2006风力发电机组电能质量测量和评估方法
风力发电场设计技术规范DL/T 2383-2007 Technical specification of wind power plant design 1. 范围本标准规定了风力发电场设计的基本技术要求。本标准适用于装机容量5MW 及以上风力发电场设计。 2. 规范性引用文件 GB 50059 35~110KV 变电所设计规范 GB 50061 66KV 及以下架空电力线路设计规范 DL/T 5092 110KV~500KV 架空送电线路设计技术规程 DL/T 5218 220KV~500KV 变电所设计技术规程 3. 总则 3.0.1 风力发电场的设计应执行国家的有关政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。 3.0.2 风力发电场的设计应结合工程的中长期发展规划进行，正确处理近期建设与远期发展的关系，考虑后期发展扩建的可能。 3.0.3 风力发电场的设计，必须坚持节约用地的原则。 3.0.4 风力发电场的设计应本着对场区环境保护的，减少对地面植被的破坏。 3.0.5 风力发电场的设计应考虑充分利用声区已有的设施，避免重复建设。 3.0.6 风力发电场的设计应本着“节能降耗”的原则，采用先进技术、先进方法，减少损耗。 3.0.7 风力发电场的设计除应执行本规范外，还应符合现行的国家有关标准和规范的规定。 4. 风力发电场总体布局 4.0.1 风力发电场总体布局依据：可行性研究报告、接入系统方案、土地征占用批准文件、地质勘测报告、环境影响评价报告、水土保持评价报告及国家、地方、行业有关的法律、法规等技术资料、 4.0.2 风力发电场总体布局设计应由以下部分组成： 1.风力发电机组的布置 2.中央监控室及场区建筑物布置 3.升压站布置。 4.场区集电线路布置 5.风力发电机组变电单元布置 6.中央监控通信系统布置 7.场区道路
一．总体参数设计 总体参数是设计风力发电机组总体结构和功能的基本参数，主要包括额定功率、发电机额定转速、风轮转速、设计寿命等。 1. 额定功率、设计寿命 根据《设计任务书》选定额定功率P r =3.5MW ；一般风力机组设计寿命至少为20年，这里选20年设计寿命。 2. 切出风速、切入风速、额定风速 切入风速 取 V in = 3m/s 切出风速 取 V out = 25m/s 额定风速 V r = 12m/s （对于一般变桨距风力发电机组（选 3.5MW ）的额定风速与平均风速之比为1.70左右,V r =1.70V ave =1.70×7.0≈12m/s ） 3. 重要几何尺寸 (1) 风轮直径和扫掠面积 由风力发电机组输出功率得叶片直径： m C V P D p r r 10495.096.095.045.012225.13500000 883 3 213≈???????==πηηηπρ 其中： P r ——风力发电机组额定输出功率，取3.5MW ； 错误！未找到引用源。——空气密度（一般取标准大气状态），取1.225kg/m 3； V r ——额定风速，取12m/s ； D ——风轮直径； 1η——传动系统效率，取0.95； 2η——发电机效率，取0.96； 错误！未找到引用源。3η——变流器效率，取0.95； C p ——额定功率下风能利用系数,取0.45。 由直径计算可得扫掠面积： 22 2 84824 1044 m D A =?= = ππ错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 综上可得风轮直径D=104m ，扫掠面积A=84822 m
4. 功率曲线 自然界风速的变化是随机的, 符合马尔可夫过程的特征, 下一时刻的风速和上一时刻的结果没什么可预测的规律。由于风速的这种特性, 可以把风力发电机组的功率随风速的变化用如下的模型来表示： )()()(△ t P t P t P s t a t += )(t P ——在真实湍流风作用下每一时刻产生的功率, 它由t 时刻的V(t)决定; )(t P stat ——在给定时间段内V(t)的平均值所对应的功率； )(△t P ——表示t 时刻由于风湍流引起的功率波动。 对功率曲线的绘制, 主要在于对风速模型的处理。若假定上式表示的风模型中P stat (t)的始终为零, 即视风速为不随时间变化的稳定值, 在切入风速到切出风速的范围内按照设定的风速步长, 得到对应风速下的最佳叶尖速比和功率系数,带入式： 32123 8 1ηηπηρD V C P r P = 1η——传动系统效率，取0.95； 2η——发电机效率，取0.96； 错误！未找到引用源。3η——变流器效率，取0.95； 错误！未找到引用源。——空气密度（一般取标准大气状态），取1.225kg/m 3； V r ——额定风速，取12m/s ； D ——风轮直径； C p ——额定功率下风能利用系数,取0.45。
风力发电机组安全要求 前言 (2) 1范围 (3) 2引用标准 (3) 3基本要素 (3) 4外部条件 (3) 4.1风力发电机组分级 (4) 4.2 风况 (4) 4.2.1正常风况 (4) 4.2.2极端风况 (5) 4.3 其他环境条件 (8) 4.3.1 其他正常环境条件 (8) 4.3.2 其他极端环境条件 (8) 4.4 电网条件 (10) 5结构设计相关安全要求 (10) 6控制和保护系统相关安全要求 (12) 6.1控制和保护系统应满足的基本要求 (12) 6.2风力机控制 (13) 6.3风力机安全保护 (13) 6.4监控和安全处理 (14) 6.5控制和保护的系统功能要求 (15) 7电气系统相关安全要求 (16) 7.1风力发电机组电气系统的一般要求 (16) 7.2电气接线和电气连接相关要求 (16) 7.3电气系统的保护相关要求 (17) 7.4接地系统 (17) 7.5电磁兼容性相关要求 (17) 7.6降低设备干扰效应相关措施 (17) 7.7控制电路相关要求 (18) 7.8测量和指示电路相关要求 (18) 7.9电缆的相关要求 (18) 7.10自励 (19) 7.11过压保护 (19) 7.12谐波和功率调节装置 (19) 7.13分离装置 (19) 8防雷系统的相关安全要求 (19) 8.1 雷电放电的分类及其防护 (19) 8.2 防雷区的划分 (20) 8.3 避雷器种类及其接线方式 (20) 8.4 接地分类及相关要求 (20) 8.5 WTGS的防雷等级要求 (21) 9运行和维护 (21)
前言 本文概述了风力发电机组（WTGS）最低的安全要求，但并不能作为完整的设计规范或结构设计手册来使用。 为了保证WTGS机构、结构、电气系统和控制系统的安全，本文给出了WTGS 的外部条件、结构设计、控制和保护系统、机械系统、电气系统、外部条件评估、组装/安装和竖立、试运行/运行和维护等方面的技术要求。
风力发电机组安装及验收规定 1.总则 1.1为加强风力发电场项目建设工程风力发电机组安装及验收管理工怍，确保风力发电机组安装质量，特制定本规定。 1.2本规定依据《风力发电机组装配和安装规范》（GB/T19568-2004）和《风力发电机组验收规范》（GB/T20319-2006）制定。 1.3本规定适用于公司实施风力发电场项目建设工程监理的各项目监理部。 2.风力发电机组安装的一般要求 2.1安装风力发电机组的地基应按照有效批准程序批准的技术文件进行施工，并且能够保证承受其安装后最大工作状态的强度。 2.2基础环应用水平仪校验，基础环与塔架接触面的水平度应符合厂家规定要求，以满足机组安装后塔架与水平面的垂直度要求。 2.3基础环和相应构件位置应准确无误并牢固地浇筑在基础上。 2.4基础应有良好的接地装置，其接地电阻值应符合设计要求。 2.5风力发电机组的部、组件运到现场后，应进行详细检查，防止在运输中碰伤、变形、构件脱落、松动等现象。不合格的产品不得安装。 2.6现场安装人员应具有一定的安装经验。关键工序，如吊装工、焊接及焊接检验人员应持有当地省市劳动部门颁发的上岗证，方可上岗。 2.7安装现场的工作人员应佩戴安全装备，如：安全鞋、安全帽、工作服、防护手套、安全带等。 2.8高空作业的现场地面不允许停留闲杂人员，不允许上下抛掷任何物体，也不允许将任何物体遗漏在高空作业场所。 2.9安全防护区应有警告标志。 2.10吊装物应固定牢靠，防止坠落，发生意外。 2.11大型零部件在运输时应采取有效措施，保证运输安全；应提出对道路的宽度、最小转弯半径、最大承载力的要求。 2.12平均风速大于10m/s时和雷雨气候下不允许进行吊装工作。 2.13应有吊装现场的风力发电机组和吊车在吊装中的位置图。 3.塔架安装