风力发电工程项目管理论文范文

风力发电工程项目管理论文范文第1篇

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是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB2894安全标志及其使用导则

GB/T2900.53电工术语风力发电机组 GB/T6096安全带测试方法

GB7000.1灯具第l部分:-般要求与试验 GB18451.1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

GB26164.1电业安全工作规程第1部分:热力和机械 GB26859电力安全工作规程电力线路部分

GB26860电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分 GB50016建筑设计防火规范

GB50140建筑灭火器配置设计规范

GB50303建筑电气工程施工质量验收规范 DLiT572电力变压器运行规程

DLiT574变压器分接开关运行维修导则 DLiT587微机继电保护装置运行管理规程 DLiT741架空输电线路运行规程 DLiT969变电站运行导则

DLiT5248履带起重机安全操作规程 DLiT5250汽车起重机安全操作规程 JGJ46施工现场临时用电安全技术规范 3. 术语和定义 3.1 下列术语和定义适用于本标准。

风电场输变电设备electricaltransmissionandtransformationequipmentofwindfarm 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fallarrestsystems 高处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 飞车runaway 风力发电机组制动系统失效，风轮转速超过允许或额定转速，且机组处于失控状态。 3.4 安全链safetychain 由风力发电机组重要保护元件串联形成，并独立于机组逻辑控制的硬件保护回路。 4. 总则

4.1 风电场安全工作必须坚持"安全第

一、预防为主、综合治理"的方针，加强人员安全培训，完善安全生产条件，严格执行安全技术要求，确保人身和设备安全。

4.2 风电场应根据现场实际情况编制自然灾害类、事故灾难类、公共卫生事件类和社会安全事件类等各类突发事件应急预案，并定期进行演练。 5. 基本要求 5.1 人员基本要求 5.1.1 风电场工作人员应没有妨碍工作的病症，患有高血压、恐高症、癫痛、晕厥、心脏病、美尼尔病、四肢骨关节及运动功能障碍等病症的人员，不应从事风电场的高处作业。 5.1.2 风电场工作人员应具备必要的机械、电气、安装知识，熟悉风电场输变电设备、风力发电机组的工作原理和基本结构，掌握判断一般故障的产生原因及处理方法，掌握监控系统的使用方法。 5.1.3 风电场工作人员应掌握坠落悬挂安全带(以下简称"安全带")、防坠器、安全帽、防护服和工作鞋等个人防护设备的正确使用方法，具备高处作业、高空逃生及高空救援相关知识和技能，特殊作业应取得相应特殊作业操作证。 5.1.4 风电场工作人员应熟练掌握触电、窒息急救法，熟悉有关烧伤、烫伤、外伤、气体中毒等急救常识，学会正确使用消防器材、安全工器具和检修工器具。 5.1.5 外单位工作人员应持有相应的职业资格证书，了解和掌握工作范围内的危险因素和防范措施，并经过考试合格方可开展工作。 5.1.6 临时用工人员应进行现场安全教育和培训，应被告知其作业现场和工作岗位存在的危险因素、防范措施及事故紧急处理措施后，方可参加指定的工作。 5.2 作业现场基本要求 5.2.1 风电场配置的安全设施、安全工器具和检修工器具等应检验合格且符合国家或行业标准的规定;风电场安全标志标识应符合GB2894的规定。 5.2.2 风力发电机组底部应设置"未经允许、禁止入内"标示牌:基础附近应增设"请勿靠近，当心落物"、"雷雨天气，禁止靠近"警示牌:塔架爬梯旁应设置“必须系安全带”、“必须戴安全帽”、"必须穿防护鞋"指令标识;36V及以上带电设备应在醒目位置设置"当心触电"标识。 5.2.3 风力发电机组内无防护罩的旋转部件应粘贴"禁止踩踏"标识:机组内易发生机械卷入、轧压、碾压、剪切等机械伤害的作业地点应设置"当心机械伤人"标识:机组内安全绳固定点、高空应急逃生定位点、机舱和部件起吊点应清晰标明:塔架平台、机舱的顶部和机舱的底部壳体、导流罩等作业人员工作时站立的承台等应标明最大承受重量。 5.2.4 风电场场区各主要路口及危险路段内应设立相应的交通安全标志和防护设施。 5.2.5 塔架内照明设施应满足现场工作需要，照明灯具选用应符合GB7000.1的规定，灯具的安装应符合GB50016的要求。 5.2.6 机舱和塔架底部平台应配置灭火器，灭火器配置应符合GB50140的规定。 5.2.7 风电场现场作业使用交通运输工具上应配备急救箱、应急灯、缓降器等应急用品，并定期检查、补充或更换。 5.2.8 机组内所有可能被触碰的220VJJ<.以上低压配电回路电源，应装设满足要求的剩余电流动作保护器。

5.3 安全件业基本要求 5.3.1 风电场作业应进行安全风险分析，对雷电、冰冻、大风、气温、野生动物、昆虫、龙卷风、台风、流沙、雪崩、泥石流等可能造成的危险进行识别，做好防范措施;作业时，应遵守设备相关安全警示或提示。 5.3.2 风电场升压站和风力发电机组升压变安全工作应遵循GB26860的规定。风电场集电线路安全工作应遵循GB26859的规定。 5.3.3 进入工作现场必须戴安全帽，登塔作业必须系安全带、穿防护鞋、戴防滑手套、使用防坠落保护装置，登塔人员体重及负重之和不宜超过100kg。身体不适、情绪不稳定，不应登塔作业。 5.3.4 安全工器具和个人安全防护装置应按照、GB26859规定的周期进行检查和测试;坠洛悬挂安全带测试应按照GB/T6096的规定执行:禁止使用破损及未经检验合格的安舍工器具和个人防护用品。 5.3.5 风速超过25m1s及以上时，禁止人员户外作业:攀爬风力发电机组时，风速不应高于该机型允许登塔风速，但风速超过18m1s及以上时，禁止任何人员攀爬机组。 5.3.6 雷雨天气不应安装、检修、维护和巡检机组，发生雷雨天气后一小时内禁止靠近风力发电机组;叶片有结冰现象且有掉落危险时，禁止人员靠近，并应在风电场各入口处设置安全警7}牌:培架爬梯有冰雪覆盖时，应确定无高处落物风险并将覆盖的冰雪清除后方可攀爬。 5.3.7 攀爬机组前，应将机组置于停机状态，禁止两人在同一段塔架内同时攀爬:上下攀爬机组时，通过塔架平台盖板后，应立即随于关闭;随身携带工具人员应后上塔、先下塔;到达1苔架顶部平台或工作位置，应先挂好安全绳，后解防坠器;在塔架爬梯上作业，应系好安全绳和定位绳，安全绳严禁低挂高用。 5.3.8 出舱工作必须使用安全带，系两根安全绳:在机舱顶部作业时，应站在防滑表面:安全绳应挂在安全绳定位点或牢固构件上，使用机舱顶部栏杆作为安全绳挂钩定位点时，每个栏杆最多悬挂两个。 5.3.9 高处作业时，使用的工器具和其他物品应放入专用工具袋中，不应随手携带:工作中所需零部件、工器具必须传递，不应空中抛接;工器具使用完后应及时放回工具袋或箱中，工作结束后应清点。

5.3.10 现场作业时，必须保持可靠通信，随时保持各作业点、监控中心之间的联络，禁止人员在机组内单独作业;车辆应停泊在机组上风向并与塔架保持20m及以上的安全距离;作业前应切断机组的远程控制或切换到就地控制:有人员在机舱内、塔架平台或塔架爬梯上时，禁止将机组启动并网运行。

5.3.11 机组内作业需接引工作电源时，应装设满足要求的剩余电流动作保护器，工作前应检查电缆绝缘良好，剩余电流动作保护器动作可靠。

5.3.12 使用机组升降机从塔底运送物件到机舱时，应便吊链和起吊物件与周围带电设备保持足够的安全距离，应将机舱偏航至与带电设备最大安全距离后方可起吊作业:物品起吊后，禁止人员在起吊物品下方逗留。

5.3.13 严禁在机组内吸烟和燃烧废弃物品，工作中产生的废弃物品应统一收集和处理。 6. 安装 6.1 一般规定 6.1.1 风力发电机组吊装起重作业应严格遵循DLiT52

48、DLiT5250和GB26164.1规定的要求。 6.1.2 塔架、机舱、叶轮、叶片等部件吊装时，风速不应高于该机型安装技术规定。未明确相关吊装风速的，风速超过8m1s时，不宜进行叶片和叶轮吊装:风速超过10mls时，不宜进行塔架、机舱、轮毅、发电机等设备吊装工作。 6.1.3 遇有大雾，雷雨天，照明不足，指挥人员看不清各工作地点，或起重驾驶员看不见起重指挥人员等情况时，不应进行起重工作。 6.1.4 吊装场地应满足作业需要，并应有足够的零部件存放场地;风电场道路应平整、通畅，所有桥涵、道路能够保证各种施工车辆安全通行。 6.1.5 机组吊装施工现场应设置警示标牌，在吊装场地周围设立警戒线，非作业人员不应入内。 6.1.6 吊装前应正确选择吊具，并确保起吊点无误;吊装物各部件保持完好，固定牢固。 6.1.7 在吊绳被拉紧时，不应用手接触起吊部位，禁止人员和车辆在起重作业半径内停留。 6.1.8 吊装作业区有带电设备时，起重设施和吊物、缆风绳等与带电体的最小安全距离不得小于GB26860的规定，并应设专人监护。吊装时采用的临时缆绳应由非导电材料制成，并确保足够强度。 6.1.9 塔架、机舱就位后，应立即按照紧固技术要求进行紧固。使用的各类紧固器具，应经过检测合格井有检验合格标识。

6.1.10 机组电气设备的安装应符合GB50303的规定要求。

6.1.11 施工现场临时用电应采取可靠的安全措施，井应符合JGJ46的要求。 6.2 塔架安装 6.2.1 塔架安装之前必须先完成机组基础验收，其接地电阻必须满足技术要求。 6.2.2 起吊塔架时，应保证塔架直立后下端处于水平位置，并至少有一根导向绳导向。 6.2.3 塔架就位时，工作人员不应将身体部位伸出塔架之外。 6.2.4 底部塔架安装完成后应立即与接地网进行连接，其他塔架安装就位后应立即连接引雷导线。 6.2.5 在塔架的安装过程中，应安装临时防坠装置。如无临时防坠装置，攀爬塔架时应使用双钩安全绳进行交替固定。 6.2.6 顶段塔架安装完成后，应立即进行机舱安装。如遇特殊情况，不能完成机舱安装，人员离开时必须将塔架门关闭，并采取将塔架顶部封闭等防止塔架摆动措施。 6.3 机舱安装 6.3.1 起吊机舱时，起吊点应确保无误。在吊装中必须保证有一名作业人员在塔架平台协助工作。 6.3.2 机舱和塔架对接时应缓慢而平稳，避免机舱与塔架之间发生碰撞。 6.3.3 起吊机舱时，禁止人员随机舱一起起吊。 6.3.4 机舱与塔架固定连接螺栓达到技术要求的紧固力矩后，方可松开吊钩、移除吊具。 6.3.5 完成机舱安装，人员撤离现场时，应恢复顶部盖板井关闭机舱所有窗口。 6.4 叶轮和叶片安装 6.4.1 叶轮和叶片起吊时，应使用经检验合格的吊具。 6.4.2 起吊叶轮和叶片时至少有两根导向绳，导向绳长度和强度应足够;应有足够人员拉紧导向绳，保证起吊方向。 6.4.3 起吊变桨距机组叶轮时，叶片桨距角必须处于顺桨位置，井可靠锁定。 6.4.4 叶片吊装前，应检查叶片引雷线连接良好，叶片各接闪器至根部引雷线阻值不大于该机组规定值。 6.4.5 叶轮在地面组装完成未起吊前，必须可靠固定。 6.5 其他 6.5.1 机组安装完成后，应将刹车系统松闸，使机组处于自由旋转状态。 6.5.2 机组安装完成后，应测量和核实机组叶片根部至底部引雷通道阻值符合技术规定，并检查机组等电位连接无异常。 7. 调试、检修和维护 7.1 一般规定 7.1.1 风力发电机组调试、检修和维护工作均应参照GB26860的规定执行工作票制度、工作监护制度和工作许可制度、工作间断转移和终结制度，动火作业必须开动火工作票;风力发电机组工作票样式见附录A。 7.1.2 风速超过12m1s时，不应打开机舱盖(含天窗);风速超过14m1s时，应关闭机舱盖;风速超过12m1s，不应在机舱外和轮载内工作主风速超过18m1s时，不应在机舱内工作。 7.1.3 测量机组网侧电压和相序时必须佩戴绝缘手套，并站在干燥的绝缘台或绝缘垫上:启动并网前，应确保电气柜柜门关闭，外壳可靠接地:检查和更换电容器前，应将电容器充分放电。 7.1.4 检修液压系统时，应先将液压系统泄压，拆卸液压站部件时，应带防护手套和护目眼镜;拆除制动装置应先切断液压、机械与电气连接，安装制动装置应最后连接液压、机械与电气装置。 7.1.4 检修液压系统时，应先将液压系统泄压，拆卸液压站部件时，应带防护手套和护目眼镜;拆除制动装置应先切断液压、机械与电气连接，安装制动装置应最后连接液压、机械与电气装置。 7.1.5 机组测试工作结束，应核对机组各项保护参数，恢复正常设置:超速试验时，试验人员应在塔架底部控制柜进行操作，人员不应滞留在机舱塔架爬梯上，并应设专人监护。 7.1.6 机组高速轴和刹车系统防护罩赖在时，禁止启『动阁 7.1.7 进入轮毅或在叶轮上工.首先必每单旦#虱是如定，锁定时轮时，风速不应高于机组规定的最高允许风速:进入变桨距极组轮载囱启准，必须将变桨舵手E靠锁定、 7.1.8 月在叶轮转动造~~锁定销，禁止锁定销未完全堪出插子D可松开制动器。 7.1.9 检修和维护时写部负痒，应符合GB19155的技术要求。呼温低于零下20°C时禁止使用吊篮，当工作处阵风戚速段1f8.3m1s时，不应在吊篮上工作』

7.1.10 需要停电且通tJ在一经合闸即送电到作业点的卉关操作把手上应挂战禁止合闸，有人工作" 警示牌。

7.2 调试安全 7.2.1 机组调试事期间，应在控制盘、远程控制系统处挂禁止操作标示牌。 7.2.2 独立变桨的机组调试变桨系统时，严禁同时调试多支时片。 7.2.3 机组其他测试项目未完成前，禁止进行超速试验。 7.2.4 新安装机组在启动前应具备以下条件 a). 各电缆连接正确，接触良好。 b). 设备绝缘良好

c). 相序校核，测量电压值和电压平衡性。 d). 检测所面螺栓力矩达到标准力矩值

e). 正常停机实验及安全停机、事故停机试验无异常。 f). 完成安全链回路所有元件检测和试验，并正确动作。

g). 完成液压系统、变桨系统、变频系统、偏航系统、刹车系统、测风装置性能测试，达到启动要求。

h). 核对保护定值设置无误. i). 填写调试报告。 7.3 检修和维护安全 7.3.1 每半年至少对机组的变桨系统、液压系统、刹车机构、安全链等重要安全保护装置进行检测试验一次。 7.3.2 机组添加油品时必须与原油品型号相一致。更换替代油品时应通过试验，满足技术要求。 7.3.3 维护和检修发电机前必须停电并验明三相确无电压。 7.3.4 拆除能够造成叶轮失去制动的部件前，应首先锁定叶轮。 7.3.5 禁止使用车辆作为缆绳支点和起吊动力器械:严禁用铲车、装载机等作为高处作业的攀爬设施。 7.3.6 每半年对塔架内安全钢丝绳、爬梯、工作平台、门防风挂钩检查一次:每年对机组加热装置、冷却装置检测一次:每年在雷雨季节前对避雷系统检测一次，至少每三个月对变桨系统的后备电源、充电电池组进行充放电试验一次。 7.3.7 清理润滑油脂必须戴防护手套，避免接触到皮肤或者衣服;打开齿轮箱盖及液压站油箱时，应防止吸入热蒸气:进行清理滑环、更换碳刷、维修打磨叶片等粉尘环境的作业时，应佩戴防毒防尘面具。 7.3.8 使用弹簧阻尼偏航系统卡钳固是螺栓扭矩和功率消耗应每半年检查一次。采用滑动轴承的偏航系统固定螺栓力矩值应每半年检查一次。 8. 运行安全

8.1 经调试、检修和维护后的风力发电机组，启动前应办理工作票终结手续。 8.2 机组投入运行时，严禁将控制回路信号短接和屏蔽，禁止将回路的接地线拆除:未经授权，严禁修改机组设备参数及保护定值。

8.3 手动启动机组前叶轮上应无结冰、积雪现象:机组内发生冰冻情况时，禁止使用自动升降机等辅助的爬升设备;停运叶片结冰的机组，应采用远程停机方式。 8.4 在寒冷、潮湿和盐雾腐蚀严重地区，停止运行一个星期以上的机组在投运前应检查绝缘，合格后才允许启动。受台风影响停运的机组，投入运行前必须检查机组绝缘，合格后方可恢复运行。

8.5 机组投入运行后，禁止在装置进气口和排气口附近存放物品。

8.6 应每年对机组的接地电阻进行测试一次，电阻值不直高于4Ω;每年对轮毅至塔架底部的引雷通道进行检查和测试一次，电阻值不应高于0.5Ω。

8.7 每半年对塔架内安全钢丝绳、爬梯、工作平台、门防风挂钩检查一次;风电场安装的测风塔每半年对拉线进行紧固和检查，海边等盐雾腐蚀严重地区，拉线应至少每两年更换一次。 9. 应急处理 9.1 应急处理原则 9.1.1 发生事故时，应立即启动相应的应急预案，并按照国家事故报告有关要求如实上报事故情况，事故的应急处理应坚持"以人为本"的原则。 9.1.2 事故应急处理可不开工作票，但是事故后续处置工作应补办工作票，及时将事故发生经过和处理情况，如实记录在运行记录簿上。 9.2 应急处理注意事项 9.2.1 风电场升压站、集电线路、风力发电机组升压变事故处理应遵循DLiT96

9、DLlT57

2、DLiT7

风力发电工程项目管理论文范文第2篇

第一章 绪论... 2

1.1项目背景... 2

1.2 主要结论... 3

1.2.1 项目投资估算... 3

1.2.2 项目投资效益... 3

第二章风力发电概述... 5

2.1风力发电背景... 5

2.2国外风力发电情况... 6

2.3我国风力发电现状... 12

2.4我国风力发电的有关优惠政策... 13

第三章风力发电场项目简介... 16

3.1建设背景... 16

3.2风力发电项目情况... 17

第四章风力发电场项目市场需求研究... 19

4.1风力发电市场需求预测... 19

4.2市场需求预测... 21

4.3规模的确定... 23

第五章风力发电场项目投资及筹资分析... 25

5.1项目成本构成... 25

5.2项目总投资估算... 25

5.3发电机组的投资估算... 26

5.4项目筹资方案... 27

第六章风力发电场项目经济效益分析... 30

6.1财务评价分析... 30

6.2资金使用分析... 30

6.3投资收益分析... 33

6.4敏感性分析... 34

第七章风力发电场项目社会效益分析... 36

7.1环境效益分析... 36

7.2社会经济效益分析... 37

第八章风力发电项目风险分析... 38

8.1风力发电场建设存在的外部环境风险... 38

8.2规避风险对策... 39

第九章可行性研究结论... 41

参考文献... 42

摘要... 43

附表... 48

附表6-1：固定资产投资估算表... 48

附表6-2：投资计划与资金筹措表... 48

附表6-4：损益表... 52

附表6-5：还本付息计算表... 55

附表6-6：财务现金流量表(全部投资) 56

附表6-7：财务现金流量表(资本金) 57

附表6-8：资金来源与运用表... 59

附表6-9：资产负债表... 61

表格

表格 1项目投资估算... 5

表格 2世界风电装机容量地区及国家分布表... 9

表格 3 2006世界风力发电总量前十名... 11

表格 4世界各国对风力发电的政策... 12

表格 5 GWEC预测未来风电装机容量... 13

表格 6地区地区年供电量变化表年份销售额(亿千瓦时)... 24

表格 7 风力发电场估算价... 28

表格 8网电价测算表... 34

风力发电工程项目管理论文范文第3篇

第一章 绪论... 2

1.1项目背景... 2

1.2 主要结论... 3

1.2.1 项目投资估算... 3

1.2.2 项目投资效益... 3

第二章风力发电概述... 5

2.1风力发电背景... 5

2.2国外风力发电情况... 6

2.3我国风力发电现状... 12

2.4我国风力发电的有关优惠政策... 13

第三章风力发电场项目简介... 16

3.1建设背景... 16

3.2风力发电项目情况... 17

第四章风力发电场项目市场需求研究... 19

4.1风力发电市场需求预测... 19

4.2市场需求预测... 21

4.3规模的确定... 23

第五章风力发电场项目投资及筹资分析... 25

5.1项目成本构成... 25

5.2项目总投资估算... 25

5.3发电机组的投资估算... 26

5.4项目筹资方案... 27

第六章风力发电场项目经济效益分析... 30

6.1财务评价分析... 30

6.2资金使用分析... 30

6.3投资收益分析... 33

6.4敏感性分析... 34

第七章风力发电场项目社会效益分析... 36

7.1环境效益分析... 36

7.2社会经济效益分析... 37

第八章风力发电项目风险分析... 38

8.1风力发电场建设存在的外部环境风险... 38

8.2规避风险对策... 39

第九章可行性研究结论... 41

参考文献... 42

摘要... 43

附表... 48

附表6-1：固定资产投资估算表... 48

附表6-2：投资计划与资金筹措表... 48

附表6-4：损益表... 52

附表6-5：还本付息计算表... 55

附表6-6：财务现金流量表(全部投资) 56

附表6-7：财务现金流量表(资本金) 57

附表6-8：资金来源与运用表... 59

附表6-9：资产负债表... 61

表格

表格 1项目投资估算... 5

表格 2世界风电装机容量地区及国家分布表... 9

表格 3 2006世界风力发电总量前十名... 11

表格 4世界各国对风力发电的政策... 12

表格 5 GWEC预测未来风电装机容量... 13

表格 6地区地区年供电量变化表年份销售额(亿千瓦时)... 24

表格 7 风力发电场估算价... 28

表格 8网电价测算表... 34

风力发电工程项目管理论文范文第4篇

【摘  要】与水平轴风力发电机组相比，垂直轴风力发电机组在叶片设计方法、安全性、环境保护、发电效率、经济效益、结构、维护等方面具有系列优点。技术因素和经济因素是制约垂直轴风力发电机组发展的两大因素。基于广阔的市场空间和已经取得的技术进步，在政策引导和经济杠杆的积极推动下，垂直轴风力发电机组将呈现广阔的发展前景。

【

【关键词】垂直轴风力发电机组;优点;影响因素;发展前景

【

1 引言

风轮的旋转轴垂直于地面或者来流方向的风力发电机组称为垂直轴风力发电机组。其主要的特征是旋转轴垂直于地面，风轮旋转平面与风向平行。由于一定的经济与技术原因，目前国内风电场所使用的大型风力发电机组中，绝大部分是水平轴风力发电机组。随着风能开发力度的不断加大，垂直轴风力发电机组相关技术研发及其应用正日益受到重视，成为风电装备制造领域和风电开发应用的重点课题。

2 与水平轴风力发电机组相比，垂直轴风力发电机组具有系列优点

2.1 支撑叶片设计的方法相对科学

目前，支撑水平轴风力发电机组叶片设计的主要是动量-叶素理论，Glauert法和Wilson法是其常用的方法。但由于叶素理论忽略了各叶素间的流动干扰，在应用相关理论设计叶片时，忽略了翼型的阻力，导致计算结果不准确，虽然这种简化对于叶片外形设计影响较小，但对风轮风能利用率的影响却比较大。同时，由于风轮各叶片之间的干扰非常强烈，整个气流较复杂，如果只依靠叶素理论，很难获得精确的結果。

随着计算流体动力学（CFD）的技术快速发展，目前的CFD技术完全能够在计算机上模拟复杂外形下的复杂流动，如叶片的激波运动和强度、流动的分离、表面压力分布、涡的生成与传播、受力大小以及力的变化等，都可以通过计算机运算并形象地在屏幕上显示出来。运用CFD方法设计垂直轴风力发电机组的叶片，其精度远比叶素理论高得多;同时，在CFD技术的实际应用方面，对Darrieus式H风轮，叶片的每个截面都相同，这样就可以简化为二维模型，使计算网格数大大下降。

2.2 安全性较高

①安全性。根据空气动力学及工作原理，垂直轴风力发电机组可分为阻力型和升力型两类。阻力型主要是利用空气流过叶片时所产生的阻力作为驱动力，而升力型则是利用空气流过叶片时所产生的升力作为驱动力。垂直轴风力发电机组的叶片有Φ式、H式、S式、平板摆转式、风杯式等，相比于水平轴风力发电机组的三叶片，垂直轴风力发电机组的叶片有良好的气动外形，轻便灵活、安全稳定，主要受力点集中于轮毂，因此，叶片不容易脱落、断裂和飞出。②抗风能力。垂直轴风力发电机组采用了水平旋转和三角形双支点设计原理，使其减小受风的压力，有的可以抵抗45m/s的强台风。③制动装置。为了抵御强台风，风力发电机需要具备制动刹车功能。垂直轴风力发电机组配置机械手动及电子自动制动两种制动装置，能有效地降低风机在强风速时的振动，提高安全性和可靠性。

2.3 更环保

随着越来越多的大型风电场的建立，一些由风力发电机组引发的环保问题也逐渐凸显出来，包括噪声和对当地生态环境的负面影响，但垂直轴风力发电机组在这方面表现相对较佳。

①噪声。垂直轴风力发动机组的叶片应用CFD技术设计以及采用了水平面旋转的方法，能使噪声降低到在自然环境下监测不到的程度。②对当地生态环境影响。水平轴风轮的叶尖速比一般为5～7，在这样的高速下，叶片切割气流将会产生很大的气动噪声，这将导致很多鸟类难以生存，民居、城市公共设施等成为风电布局的禁区。而垂直轴风轮的叶尖速比则比水平轴的小得多，一般是在1.5～2，基本上不产生气动噪声，达到了静音的效果，完全可以避免上述问题的出现。

2.4 发电效率和经济效益更高

①回转半径更小，发电特性较佳。得益于垂直轴风力发电机组的设计结构和运转原理，在保持相同功率的情况下，其回转半径可以做到更小，既节省空间，又提高了效率。相关的风洞实验表明，Darrieus式H型风轮机的起动风速只需2m/s即可，远低于水平轴风力发电机组的起动风速。另外，垂直轴风力机发电功率曲线上升幅度较平缓，在5～8m/s风速范围内，其发电量比其他类型的风力发电机组高10%～30%。

②利用风速范围较宽，风能利用率较高。垂直轴风力发电机组采用了特殊的控制原理，把适合运行的风速范围扩大到2.5～25m/s，使它在最大限度利用风力资源的同时，获得更大的发电总量，提高了风电设备的经济效益。中国空气动力研究与发展中心曾做过相关的风洞实验，实测小型水平轴风力发电机组利用率为23%～29%。而通过CFD模拟的结果来看，垂直轴风轮的风能利用率比水平轴的高，国外有机构通过实验也表明，垂直轴风轮机的风能利用率在40%以上。

2.5 结构更合理，维护更方便

①疲劳寿命长。水平轴风力发电机组的叶片具有展向长、弦向短的特点，在旋转过程中，受到气动力、惯性力、弹性力和重力等的综合作用，属于交变载荷;同时，剧烈的振动也会加速叶片材料的疲劳，减小其使用寿命。垂直轴风轮的叶片则不同，在旋转过程中的受力情况比水平轴好得多，所受到的惯性力与重力相对恒定，因此，其疲劳寿命要比水平轴的长。②结构相对简单，可以适应不同方向的来风。垂直轴风力发电机组可以接受任意方向的来风，具有利用风能的自适应性，因此，它不需要安装对风专用的偏航装置，既降低了机组成本，又可以减少风轮对风时的陀螺力，提高了系统的安全可靠性。③抗形变能力较强。水平轴风力发电机叶片呈悬臂梁形状，展向较长，叶片容易发生弯曲和扭转变形，这些变形会使气动力发生改变，当气动力与机械振动相互作用时，会引起叶片颤动，当叶片的颤动十分强烈时，会直接导致叶片破坏。而垂直轴风力发电机组的叶片形状相当部分是片状结构，空气动力性能优越，轻便灵活，转速也比较低，叶片不容易发生弯曲及扭转变形，因此，使用寿命更长。④安装维护方便。水平轴的发电机放置于几十米，甚至上百米的高空，对发电机的安装维护检修都极不方便，而垂直轴的发电机、传动机构及控制机构等布置在风轮的下部或地面上，利于安装维护，方便检修。

3 制约垂直轴风力发电机组发展的主要因素

3.1 技术因素

影响垂直轴风力发电机组发展的技术因素主要有：

①垂直轴风轮中的空气流动相对复杂。垂直轴风轮中的空气流动属于典型的严重分离非定常流动，比水平轴风轮中的空气流动复杂得多，不再适合用叶素理论来进行分析和设计，而目前主要依赖CFD技术来设计。目前，CFD技术可以比较精准地模拟分析复杂外形下的气体流动情况，但仍待进一步完善和发展。这在一定程度上阻滞了垂直轴风力发电机组的研发和应用步伐。②一些技术难点亟须突破。首先，叶片翼型须根据空气动力学原理进行设计，当它与叶片安装攻角、风轮适度等机械因素维持特定的匹配的组合时，风机效率才高;偏离越多，则风机效率衰减就越明显。其次，即使风轮机械因素处于最佳组合状态，风力发电机也不一定能获得最佳的发电效率，而只有发电机的功率扭矩曲线和风轮的最佳功率扭矩曲线相同时，才能获得最佳的发电效率。最后，风轮可以在任意转速下旋转，要达到最佳功率的输出效果，还必须控制转速，使其工作在最佳的功率输出状态。因此，要使垂直轴风力发电机组获得最佳的效率并非易事，需解决的关键技术较多。例如，垂直轴风力发电机组的攻角控制就比较麻烦：由于其攻角在风轮旋转时不断变化，即使风速不变，只要叶片相对于圆周的位置不同，攻角也就不相同，因此，叶片控转机构需要有很高的灵活性和可靠性，而目前用于控制的數学模型还不成熟，尚无真正的应用案例。

3.2 经济因素

当前，我国的大型风电场主要分布在平坦的内陆地区，如新疆、内蒙古等地区以及东南沿海，这些地区的大型风力发电机组大都采用兆瓦级的大型水平轴风力发电机组。一是由于大型水平轴风力发电机组的技术研发积淀深厚，具有较为丰富的应用管理经验;而大中型垂直轴风力发电机组开发应用史较短，布局较少，仅布局于贵州等少数内陆地区。二是水平轴风力发电机组在现有技术条件下，具有较佳的性价比，基于企业利益的最大化和急功近利的心理，相当部分的风电开发企业和风电装备制造企业会选择水平轴大型风力发电机组作为研发和投资方向;大型垂直轴风力发电机组则由于其专项制造加工较复杂、控制系统可靠性要求较严苛、研发成本较高等原因而受到了抑制。

4 垂直轴风力发电机组的发展前景

4.1 垂直轴风力发电机组的优点与其市场需求终将融合

相对于水平轴风力发电机组，垂直轴风力发电机组具有无须对风向、无噪声、安全可靠性高、结构简单、维护方便等优点，特别适合应用于内陆地区风电资源的开发;而广大的内陆地区，特别是城市和乡村的道路两旁边、建筑物楼（房）顶等都是布局中小型垂直轴风力发电机组的理想场所。但目前相应的市场几乎是空白的，这其中自然蕴藏着巨大商机。伴随相关技术的进步与成熟，垂直轴风力发电机组的优点与其市场需求终将融合，开启垂直轴风力发电机组应用的广阔前景，成为未来风力发电机组研发的一个重要方向。

4.2 政策引导和资金扶助成为垂直轴风力发电机组技术研发应用的助推剂

在西欧的一些国家，小微型垂直轴风力发电机组已经广泛应用于乡村屋顶，一些大中型的垂直轴风力发电机组也开始应用于山地和近海地区。我国的风能资源丰富，人口相对稠密，在广大城乡居民聚集区域，推广应用中小微型垂直轴风力发电机组具有积极的现实意义。可以预见，随着国家对垂直轴风力发电机组研发和应用推广的扶持力度加大，在政策引导和经济杠杆的作用下，垂直轴风力发电机组必将呈现出生机勃勃的发展势头。

4.3 垂直轴风力发电机组的相关理论及技术成果喜人

随着计算机技术的快速发展，计算流体动力学也得到了飞速的发展，从最初的小扰动速势方程，再到欧拉方程及更加复杂的N-S方程，尤其是进入21世纪以后，CFD已经可以通过计算机的数值计算和图像显示，对流体流动系统作出准确的分析，为垂直轴风力发电机组的研究提供了有力的技术支持。目前，可以采用微处理器控制叶片不同位置的摆角，根据功率要求和风向与风速来调节叶片的摆角，使叶片在各个位置都能产生最大的转矩。采用这种技术的达里厄风力发电机组，其效率完全可以达到水平轴风力发电机组的水平。

目前，相关理论研究和技术研发也取得一些喜人的成果。例如，陈兴华等以垂直轴磁悬浮风力机的支撑结构为研究对象，运用动力学仿真软件，建立了垂直轴磁悬浮风力机主轴结构跌落仿真模型，为磁悬浮支承结构的保护装置的改进与优化提供了理论参考依据。朱煌秋等结合磁通切换电机单位体积内气隙磁密大的优点，设计了一个三极混合磁轴承作为支承结构的发电机。理论与试验结果表明，该发电机实现了低风速启动，提高了风能转换效率。吴文凯等提出一种基于磁悬浮技术的小型垂直轴微风发电单元的设计方案。相关装置采用了主动磁悬浮支承技术，有效降低了机械摩擦，进而降低了发电机的启动风速。基于目前的垂直轴风力发电机的风翼板只是做简单的循环周期转动，风翼板与竖直轴方向的夹角是固定不变的，因此，其受风区域和有效面积受到了很大限制，王锦亚等提出了一种可将风翼板的迎风区域和背风区域进行周期性变换的新型可变翼风力发电机，达到了提高风能利用效率的目的。山东中泰新能源集团有限公司成功研发出50～100MW特大型垂直轴风力发电装置，是垂直轴风力发电机组研发领域中令人鼓舞的一个尝试。

5 結语

随着国家系列政策和资金扶持力度的加大和企业科研责任意识的提高，与垂直轴风力发电机组相关的研发氛围将愈发浓厚和活跃，其优势和潜能将得以释放，其潜在的市场将得到规模化的开发，系列喜人成果将陆续涌现并得以推广应用。垂直轴风力发电机组的发展和应用必将迎来春天。

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风力发电工程项目管理论文范文第5篇

【摘 要】电力系统对风电场接入电网时的要求愈来愈严苛，而低电压穿越被公认为风电机组设计及控制的难点，制约着风电机组的大规模应用，本文笔者结合多年实践简要探讨了风电机组低电压穿越的问题。

【关键词】风电;低电压穿越;应用设计

引 言

低电压穿越（LVRT，Low voltage ride through），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而穿越这个低电压时区。所以，LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。

1、风机低电压穿越的要求

通俗而言，LVRT就是风电机组的端电压降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行，甚至继续为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的风力发电机能大大减少风电机组在故障时反复并网次数和对电网的冲击，因为其可躲过保护动作时间，故障切除后恢复正常运行。

在出现电网故障电压降低的情形下，具备了低电压穿越能力的风电机组则可尽最大可能与电网连接，延续电力运能，减轻电网波动。一般而言，230KV及以上高电压等级线路的故障，在6个周波(120ms)内被切除，100ms内电压可恢复到15%的正常水平，而1s内可恢复到75%的正常水平甚至更高的电压水准，低电压穿越能力实则是一种风电机组在故障电压短时间消失期间，能够保持持续运行的能力，但此后电压仍处在低压，则风电机组则将会被低压保护装置切除。

对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省级电网（区域级电网），则要求该电网区域内运行的风电场应具备低电压穿越能力。通常要求，风电场内的风电机组要具备在并网点电压跌至额定电压的20%时，能够保证不脱网连续运行625ms的能力；风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。此外，当电网发生三相短路故障引起的并网点电压跌落状况下、当电网发生两相短路故障引起的并网点电压跌落状况下、当电网发生单相接地短路故障引起的并网点电压跌落状况下，风电场并网点各线电压在规定电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须要具备保证不脱网连续运行的能力；风电场并网点任意相电压低于或部分低于规定电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。

2、低电压穿越方案

在当前技术条件下，通常通过三种方案来实现风电机组的低电压穿越，其一是引入新型拓扑结构；其二是采用转子短路保护技术；其三是采用合理的励磁控制算法。

在了解了电网电压突然降低对发电机造成的影响及后果后，我们就会知道为什么风电机组应该具备低电压穿越的能力。在电网故障出现时，发电机机端电压的突然降低，势必形成发电机绕组磁通的变化，在定子和转子侧都形成过流。在传统机组中，励磁系统可以通过强励方式把电压支撑在1 pu，可以支持短路点的短路电流，如果发生磁通突变，如果转子和定子的超载能力仍在过流数值之上，机组仍能保持造成运行。在系统发生故障后，LVRT能力可以保证风电机组的不间断并网运行，如果LVRT不具备，则发生电网电压跌落状况下，风机自身的保护系统动作会切断风机与电网的连接，电网电压会降的更低，这对电网而言无疑是雪上加霜的打击，严重情况下势必引发系统整体崩溃。

风电机组相对于传统机组而言，在低电压穿越时要考虑诸多因素，包括：附加的应力、转矩对机械部分造成损坏的可能性；电气、机械功率的不平衡对机组稳定运行的影响（若电网发送低电压穿越，由于电气、机械功率的不平衡会影响机组的稳定运行）；暂态过程引发的发电机过流问题，对机组器件的损坏性影响（暂态过程会导致发电机中出现过流，可能损坏器件，另外，附加的转矩、应力可能损坏机械部分）；机端电压支撑能力；高风速期间，输电网故障引起的大量风电切除会导致系统潮流的大幅变化，引发大面积的停电的肯能行，以及继而带来的频率稳定问题等。

3、低电压穿越的难点及实现对策

低电压穿越的难点主要体现在以下方面：首先是风电场、风电机组的低电压穿越能力的提升，势必会大幅度增加工程的造价，随着电网对LVRT要的越来越高，工程造价的提升幅度也一定会越来越大；其次，当电网电压跌落时，不同类型机组的暂态特性时不同的。就目前而言，风电市场上的机组类型大概有：FSIG、PMSG和DFIG，也即：直接并网的定速异步电机、同步直驱式风机、双馈异步式风机。

FSIG和DFIG的相同点是定子侧直接连接电网。那么该直接耦合模式就会使得电网电压的降落直接反映在电机定子端电压上，在电网电压瞬间跌落的情况下，定子磁链不能跟随定子端电压突变，而转子继续旋转，从而产生大滑差，势必造成转子绕组过压过流。如果风速高，即使切除了故障，DFIG的电磁转矩有所增加，对于电机转速的上升也不容易抑制，会使得吸收的无功功率继续增加，定子端电压下降，继而阻碍电网电压的恢复。

PMSG的定子经AC／DC／AC与电网相连，发电机和电网不存在直接耦合。瞬间降低的电网电压会导致输出功率减小，发电机的输出功率不变，这种功率不匹配引发直流母线电压升高。

FSIG机型较早，鼠笼式转子从电压跌落到恢复的时间内能承受短时过流而不会受损烧毁。故障发生后，利用快速变桨降低输入机械转矩，限制转速提升，加装无功补偿装置，实时进行无功补偿可解决；由于PMSG的定子经变流器接电网，与电网解耦，电网电压降落不会影响发电机，只会对网侧变流器的运行产生一定影响，允许网侧逆变器电流加大以输出更多的能量，改进变流器的过流和耐压值，提高直流电容的额定电压，储存额外电能，以此实现LVRT；DFIG受到小容量变流器制约会在电压跌落时受较大威胁，通过增大IGBT（转子变流器）电流容量，使得IGBT在短期内处理更大的电流容量和电流，且可以快速地恢复对双馈电机定子侧和电网之间的有功、无功功率的交换控制。

风力发电的发展趋势必定是建立更多具备低电压穿越能力的风电场。现行的低电压穿越技术仅能应对短时间的电压跌落，且还存在诸多不足。在我国，面对具体区域电网和具体接入点如何合理的运用低电压穿越技术，是摆在电网、风电运营商、和风机厂商面前亟待解决的共同课题。

参考文献

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