5MW海上風電機組傳動鏈設計

【摘要】：保證能源供應是人類社會賴以生存和發(fā)展的最重要條件之一。當今世界，能源與環(huán)境問題并列成為人類社會共同面臨的重大挑戰(zhàn)，影響著人類社會發(fā)展的進程與未來。緩解能源危機、開發(fā)可再生能源、實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展成為世界各國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重大舉措。風電作為可再生能源中現(xiàn)階段能大規(guī)模商業(yè)化應用的重要類別，近年來在世界各國發(fā)展迅速，丹麥和德國等風電開發(fā)利用較好的歐洲國家計劃在2020年左右風力發(fā)電量占到其國內總發(fā)電量的20%甚至更多。我國風電具有大規(guī)模發(fā)展的前景，我國可開發(fā)的風力資源至少有10億千瓦，而我國目前的風電裝機容量不到全國總裝機容量的0.8%。隨著風力發(fā)電的迅速發(fā)展，陸地風力發(fā)電的一些問題，如占用土地、影響自然景觀、噪音、對周圍居民生活帶來不便等，逐漸暴露出來。由于海上風況整體優(yōu)于陸地，隨著風力發(fā)電技術的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大，海上風電受到了人們越來越多的關注，并逐漸成為風電開發(fā)利用一個重要組成部分，歐洲已呈現(xiàn)出將風電機組從陸地移向近海的趨勢。我國擁有18000km以上的海岸線，同時邊緣海中島嶼5000多個，風能資源極其豐富，其中，沿海水深2-15米近海區(qū)域的風力資源可開發(fā)儲量有7.5億千瓦、是陸地風力資源的3倍，而且靠近我國的用電負荷中心。開發(fā)近海風電有利于實現(xiàn)我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標，是實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重大舉措。 要想開發(fā)好海上風電，首先要開發(fā)出好的海上風力發(fā)電機組。而作為海上風電機組整機設計中最初的一個流程，傳動鏈設計設計結果的好壞將直接導致整個設計的成敗，是對整個設計結果影響最大的一個環(huán)節(jié)。本課題旨在通過對現(xiàn)有海上風電機組的研究以及對風電行業(yè)的發(fā)展方向的分析的基礎上，通過兩種獨立的風電機組選型思路；然后經(jīng)過匯總，以專家打分等定性的方式統(tǒng)一成對3種傳動鏈形式進行詳細分析；最后在初步三維造型及零部件選型的基礎上，經(jīng)過bladed等軟件進行初步載荷計算，用定量的載荷數(shù)據(jù)、零部件重量及各零部件的估計價格作為支撐，決定出一種最合適的5MW海上風力發(fā)電機組的傳動鏈設計方案。 【關鍵詞】：海上風電 傳動鏈 5MW
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景和意義9-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀12
• 1.3 論文主要工作及結構安排12-15
• 第2章 風電機組設計基礎15-23
• 2.1 風力發(fā)電15-16
• 2.2 風力發(fā)電的發(fā)展16-18
• 2.3 風電機組的工作原理18-23
• 2.3.1 風電機組的種類18-19
• 2.3.2 并網(wǎng)型風力發(fā)電機組的原理和組成19-23
• 第3章 機械設計23-39
• 3.1 總體設計原則及思路23-24
• 3.1.1 設計輸出總體目標23
• 3.1.2 設計輸出目標分解23
• 3.1.3 設計過程總體原則23
• 3.1.4 設計方法23-24
• 3.2 設計過程24-36
• 3.2.1 概述24
• 3.2.2 現(xiàn)有海上風電機組整機及部件供應商技術路線分析24-26
• 3.2.3 未來海上風電機組整機及部件供應商發(fā)展趨勢分析26-29
• 3.2.4 總體參數(shù)設計29-36
• 3.3 本章小結36-39
• 第4章 電氣設計39-55
• 4.1 海上風電機組特點39
• 4.2 技術路線的選擇依據(jù)和約束條件39-40
• 4.2.1 選擇依據(jù)39-40
• 4.2.2 約束條件40
• 4.3 技術路線介紹40-42
• 4.4 選擇何種發(fā)電機和變頻器42-48
• 4.4.1 高速路線42-46
• 4.4.2 中速方案46-47
• 4.4.3 方案比較47-48
• 4.5 變頻器電壓等級和變壓器安裝位置48-49
• 4.5.1 電壓等級選擇48
• 4.5.2 變壓器安裝位置48-49
• 4.6 約束條件對技術路線的影響49-52
• 4.6.1 技術風險49
• 4.6.2 項目進度及供應商信息49-50
• 4.6.3 產(chǎn)業(yè)化難度50-52
• 4.7 其他因素52-53
• 4.7.1 重量統(tǒng)計52
• 4.7.2 其他整機公司經(jīng)驗52
• 4.7.3 雙饋發(fā)電機和高速永磁發(fā)電機的可替換性52-53
• 4.8 本章小結53-55
• 結論55-57
• 參考文獻57-59
• 致謝59-60
• 個人簡歷60

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