[00325597]液压型风力发电机组

　　风能作为清洁能源的重要组成部分，对能源产业结构的调整具有非常重要的战略意义，同时国家着眼于长远绿色发展的要求，高度重视风电产业，为风电发展提供了良好契机。近年来越来越多的风电研究机构和制造厂商致力于研究大型乃至于超大型的风力发电机组研究，液压型风力发电机组作为一种新型机型，逐渐成为大型风力发电机组重要研究方向。

　　液压型风力发电机组的主传动系统采用定量泵-变量马达闭式容积调速系统，风力机带动定量泵转动将风能转化为液压能，经液压管路驱动变量马达将液压能转化为机械能，变量马达带动同步发电机将机械能转化为电能并网发电，通过改变变量马达的摆角实现液压传动比实时可调，控制发电机工作于同步转速。

　　液压型风力发电机组与传统机型相比，一方面，用液压传动取代了双馈机型中齿轮箱的刚性传动，解决了齿轮箱传动故障率高的问题；另一方面，采用液压柔性传动解决了直驱机型中直驱电机体积过大、用铜量高、制造成本高的问题。液压型风力发电机组优点描述为：

　　(1)采用液压传动形式，传动比实时可调，系统灵活性高，且可实现柔性控制，可抑制风速波动对电能质量的影响；

　　(2)实现励磁同步发电机在风力发电领域的应用，以准同期方式并入电网。省去变频逆变设备，降低对电网的冲击，可根据电网需求调整功率因数发出相应的有功功率和无功功率，磁力同步发电机具有较强的低电压穿越能力；

　　(3)省去齿轮箱、逆变器和箱式变压器，大大减小风力发电机组重量，降低安装和维护成本，能很好地适应海上和陆上风力发电机组的要求。

　　液压型风力发电机组已经过实验室测试，攻破了一系列的关键技术，具体如下：

　　(1)提出了液压型风力发电机组准同期并网控制技术

　　 提出了液压型风力发电机组并网转速控制策略，实现了液压系统在任意风速作用下可精确调节变量马达转速稳定在1500±6r/min范围内，从根本上解决了液压型风力发电机组并网转速控制问题；

　　 提出了液压型风力发电机组准同期并网控制策略，实现了准同期并网过程中冲击转矩和冲击电流的抑制；

　　 提出了风力机定量泵-并联变量马达主传动系统并网控制，为实现液压型风力发电机组在大型及超大型机组中的应用奠定了基础。

　　(2)提出了液压型风力发电机组输出功率控制技术

　　 提出了液压型风力发电机组最佳功率追踪控制策略，有效地解决了理论最佳功率追踪控制器工程应用中依赖模型参数精度的问题，提高了风电机组的风能利用率；

　　 提出了液压型风力发电机组功率平抑控制策略，有效地解决了风电行业机组输出功率波动问题；

　　 提出了液压型风力发电机组转矩波动抑制策略，从抑制液压转矩波动的角度解决了机组输出功率波动问题。

　　(3)提出了液压型风力发电机组低电压穿越控制技术

　　 分析了液压型风力发电机组低电压穿越工况下的运行特性，解决了低电压实际运行过程中无法分析机组运行规律的问题；

　　 液压型风力发电机组低电压穿越电磁转矩补偿，有效地解决了机组低电压穿越过程中液压马达转矩波动和转速失稳的问题；

　　 提出了液压型风力发电机组低电压穿越控制策略，从整机角度解决了低电压穿越过程中能量调控问题。

　　(4)提出了液压型落地式风力发电机组谐振机理与抑制控制技术

　　 分析了液压型落地式风力发电机组长管道谐振特性，明确了机组在考虑管道效应情况下谐振规律，为实现谐振抑制控制提供了前期基础与方向；

　　 提出了液压型落地式风力发电机组谐振抑制控制策略，解决了液压型落地式风力发电机组稳定运行问题，提高了机组的安全性与使用寿命，为液压型风力发电机组的工程化应用奠定了基础。

　　本产品拥有自主知识产权，申请发明专利12项，其中授权3项；授权实用新型专利3项。在《机械工程学报》、《动力工程学报》、《控制理论与应用》、《太阳能学报》以及《中国机械工程》等期刊上发表学术论文28篇，《机械工程学报》编辑部在微信公众平台上推荐了液压型风力发电机组，一篇文章获《中国机械工程》优秀论文三等奖。同时以液压型风力发电机组作为参赛产品获得河北省第四届创新创业大赛暨中国第五届创新创业大赛（河北赛区）一等奖，得到了企业界的认可。

　　实施条件：

　　该机型发电效率高、使用寿命长，可大规模投资于风力资源丰富的内地或沿海任何地方，对原材料、厂房、人力资源等方面的要求不高。

　　原材料：机组所涉及的液压标准件、风轮等均可通过外购实现，交货期短，并且设备维护和更换方便。

　　设备：安装工序简化、便捷，安装时间大大缩短，叶片和轮毂可以在地面直接对装，也不用提升到风叶半径高度以上翻转90度或者在塔筒顶部组装。设备机舱内还自带起吊设备，能将主要组件吊入机舱内或吊出机舱外。

　　人力资源：只需投建组装车间、配置相关组装设备，普通装备工人即可实现机组的生产制造与安装。

　　厂房：生产商只需构建2万平方米的组装车间，配置相关的组装设备，液压标准件、风轮等可直接进行外购，即可实现5台液压型风力发电机组的同时在线安装以及调试，不需要再购置其他生产设备。

　　环境：机组生产过程中对环境危害很小，产品运行期间会产生一定的噪声污染。