火電廠生技部實(shí)習(xí)報(bào)告
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通過在學(xué)校的學(xué)習(xí)對(duì)電廠的基本知識(shí)有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，通過結(jié)合電廠實(shí)際情況對(duì)風(fēng)力發(fā)電廠有一個(gè)更加清晰的認(rèn)識(shí)。
一、風(fēng)電廠的主要設(shè)備及其簡(jiǎn)介
大風(fēng)壩風(fēng)電廠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于大型水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)，其組件簡(jiǎn)介如下:
1、大型水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)組件
2、轉(zhuǎn)子葉片——捕獲風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能
3、轉(zhuǎn)軸——將轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)移到發(fā)電機(jī)內(nèi)
4、發(fā)動(dòng)機(jī)箱——一個(gè)箱子，其中包含:
5、變速箱——用于增加轉(zhuǎn)子中心和發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸速度
6、發(fā)電機(jī)——利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能，通過電磁性發(fā)電
7、電子控制裝置——監(jiān)視系統(tǒng)，用于在出現(xiàn)故障時(shí)關(guān)閉渦輪和控制偏航裝置。
8、偏航控制器——移動(dòng)轉(zhuǎn)子使其與風(fēng)向保持一致
9、制動(dòng)裝置——在出現(xiàn)電力超載或系統(tǒng)故障時(shí)停止轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
10、塔架——支撐轉(zhuǎn)子和發(fā)動(dòng)機(jī)箱，并將整個(gè)裝置上升到更高位置，使葉片不會(huì)碰到地面。
11、電力設(shè)備——從發(fā)電機(jī)向下通過塔架輸送電流，還可控制渦輪機(jī)的多個(gè)安全部件
風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械，又稱風(fēng)車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。許多世紀(jì)以來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)同水力機(jī)械一樣，作為動(dòng)力源替代人力、畜力，對(duì)生產(chǎn)力的發(fā)展發(fā)揮過重要作用。近代機(jī)電動(dòng)力的廣泛應(yīng)用以及二十世紀(jì)50年代中東油田的發(fā)現(xiàn)，使風(fēng)力機(jī)的發(fā)展緩慢下來。
70年代初期，由于“石油危機(jī)”，出現(xiàn)了能源緊張的問題，人們認(rèn)識(shí)到常規(guī)礦物能源供應(yīng)的不穩(wěn)定性和有限性，于是尋求清潔的可再生能源遂成為現(xiàn)代世界的一個(gè)重要課題。風(fēng)能作為可再生的、無污染的自然能源又重新引起了人們重視。
根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的區(qū)別，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī):旋轉(zhuǎn)軸與葉片垂直，一般與地面平行，旋轉(zhuǎn)軸處于水平的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī):旋轉(zhuǎn)軸與葉片平行，一般與地面吹垂直，旋轉(zhuǎn)軸處于垂直的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
目前占市場(chǎng)主流的是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，平時(shí)說的風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常也是指水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目前水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率最大已經(jīng)做到了5wm左右。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)雖然最早被人類利用，但是用來發(fā)電還是近10多年的事。與傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有不用對(duì)風(fēng)向，轉(zhuǎn)速低，無噪音等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在起動(dòng)風(fēng)速高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，這都制約了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用。
根據(jù)定槳矩失速型風(fēng)機(jī)和變速恒頻變槳矩風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)，國內(nèi)目前裝機(jī)的電機(jī)一般分為二類:
異步型
(1)籠型異步發(fā)電機(jī);功率為600/125kw750kw800kw1250180kw定子向電網(wǎng)輸送不同功率的50hz交流電
(2)繞線式雙饋異步發(fā)電機(jī);功率為1500kw定子向電網(wǎng)輸送50hz交流電，轉(zhuǎn)子由變頻器控制，向電網(wǎng)間接輸送有功或無功功率。
同步型
(1)永磁同步發(fā)電機(jī);功率為750kw1200kw1500kw由永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，定子輸出經(jīng)全功率整流逆變后向電網(wǎng)輸送50hz交流電
(2)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī);由外接到轉(zhuǎn)子上的直流電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，定子輸出經(jīng)全功率整流逆變后向電網(wǎng)輸送50hz交流電
二、風(fēng)機(jī)發(fā)電原理
風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)中，渦輪葉片旨在捕獲風(fēng)中的動(dòng)能。其余結(jié)構(gòu)幾乎與水力發(fā)電裝置完全一樣:當(dāng)渦輪葉片捕獲風(fēng)能并開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子中心與發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸。發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電力。就其本質(zhì)而言，通過風(fēng)來發(fā)電就是將能量從一種介質(zhì)中轉(zhuǎn)移到另一種介質(zhì)。風(fēng)能完全來自于太陽。當(dāng)太陽加熱某塊陸地時(shí)，這塊陸地周圍的空氣會(huì)吸收掉部分熱量。達(dá)到一定溫度后，較熱的空氣開始非常快地上升，因?yàn)樵隗w積相同的情況下，熱空氣比冷空氣要輕。移動(dòng)較快(較熱)的空氣粒子比移動(dòng)較慢的粒子產(chǎn)生的壓力大，因此在給定高度下維持正常氣壓所需的粒子較少(要了解有關(guān)空氣溫度和壓力的更多信息，請(qǐng)參見熱氣球工作原理)。當(dāng)較輕的.熱空氣突然上升時(shí)，較冷的空氣會(huì)快速流入以填補(bǔ)熱空氣留下的空隙。這股流入以填補(bǔ)空隙的空氣就是風(fēng)。在朝著風(fēng)所經(jīng)過的通道上放置類似轉(zhuǎn)子葉片的物體，風(fēng)將推動(dòng)它，從而將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到葉片上。這就是風(fēng)力渦輪機(jī)從風(fēng)中捕獲能量的方式。
三、風(fēng)力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程
無論是風(fēng)力發(fā)電、火力發(fā)電、水力發(fā)電。其發(fā)電原理都是一樣的，唯一的不同只是作用在發(fā)電機(jī)上的動(dòng)力源不同�；鹆Πl(fā)電廠是依靠化石燃料軟換成熱能，這個(gè)過程在蒸汽鍋爐或燃?xì)鈾C(jī)的燃燒室內(nèi)完成;而后熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。而水力發(fā)電即是利用水的勢(shì)能推動(dòng)水輪機(jī)，再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)則是利用風(fēng)能作用在漿葉上，漿葉轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成風(fēng)能和電能的轉(zhuǎn)換。這樣的發(fā)電方式無任何副產(chǎn)物殘留，環(huán)保低碳，但卻對(duì)自然條件的要求較為嚴(yán)格。
風(fēng)電廠共有64臺(tái)750kw的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，屬于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。在機(jī)組成功克服了高海拔風(fēng)電場(chǎng)空氣密度低、高潮濕、多雷暴、易凝露、強(qiáng)紫外線等一系列不利因素，保持了長時(shí)間無故障地穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組可利用率在99、5%以上。風(fēng)機(jī)漿葉在受到風(fēng)力推動(dòng)后，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后發(fā)電機(jī)發(fā)出690v電壓，經(jīng)過風(fēng)機(jī)下的變壓裝置進(jìn)行一次升壓到35kv，然后進(jìn)過場(chǎng)內(nèi)變電站進(jìn)行二次升壓到110kv，然后對(duì)時(shí)切入電網(wǎng)。
四、風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要控制系統(tǒng)
渦輪機(jī)中最常用的敏感性安全系統(tǒng)可能是受超過閾值的風(fēng)速觸發(fā)的“制動(dòng)”系統(tǒng)。這些裝置使用電源控制系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)速過高時(shí)啟動(dòng)制動(dòng)裝置，當(dāng)風(fēng)速下降低于45mph(20米/秒)時(shí)“松開制動(dòng)裝置”�，F(xiàn)代大型渦輪機(jī)設(shè)計(jì)使用多種不同類型的制動(dòng)系統(tǒng):
角度控制——渦輪機(jī)的電子控制器監(jiān)視渦輪的功率輸出。當(dāng)風(fēng)速高于45mph(20米/秒)時(shí)，輸出功率將過高，此時(shí)控制器通知葉片改變角度，使葉片與風(fēng)向不一致。這樣做可以減慢葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)。角度控制系統(tǒng)要求(轉(zhuǎn)子上的)葉片安裝角度是可調(diào)整的。
被動(dòng)停止控制——葉片以固定角度安裝在轉(zhuǎn)子上，但設(shè)計(jì)使得葉片中的扭曲角度可在風(fēng)速過高時(shí)對(duì)葉片進(jìn)行制動(dòng)。葉片具有一個(gè)特殊的角度，可在風(fēng)速超過某一值時(shí)導(dǎo)致葉片的逆風(fēng)面產(chǎn)生湍流，從而使葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)。簡(jiǎn)單來說，當(dāng)面對(duì)風(fēng)向的葉片角度過陡，以至于開始消除上升力，從而降低葉片速度時(shí)，空氣動(dòng)力學(xué)作用將停止。
主動(dòng)停止控制——這種功率控制系統(tǒng)的葉片可以調(diào)整角度，類似角度控制系統(tǒng)中的葉片。主動(dòng)停止系統(tǒng)按照角度控制系統(tǒng)的方式讀取功率輸出，但不是調(diào)整葉片角度使其與風(fēng)向不一致，而是調(diào)整角度使它們停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
五、對(duì)風(fēng)力發(fā)電的認(rèn)識(shí)
風(fēng)能是一種清潔能源，是可以再生的，在自然界中的永恒產(chǎn)物，在以后的世界能源中很定占據(jù)一定的席位。
世界不可再生資源已隨著我們的戰(zhàn)爭(zhēng)，我們的工業(yè)化的發(fā)展，被洗的很干凈，我們的原油價(jià)格漲得嚇人，還一直見不到頂，我國的稀土，隨著出口的劇增，為自己后代保留不多。
我們的煤炭，全送到火力發(fā)電站燃燒殆盡。然后給整個(gè)空氣污染貢獻(xiàn)力量�，F(xiàn)有可再生資源不能再利用了!
我們渴求新能源的崛起!將資源的開發(fā)轉(zhuǎn)移到新能源的開發(fā)中來吧!給未來留下希望!還世界一個(gè)干凈的明天!為新能源奮斗!
為風(fēng)能的發(fā)展而奮斗!看好達(dá)坂城風(fēng)力發(fā)電站!看好風(fēng)能產(chǎn)業(yè)。
六、主要收獲體會(huì):
1、通過此次參觀實(shí)習(xí)使我初步了解了新疆的風(fēng)能資源的分布狀況，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?jié)摿εc趨勢(shì)，理解了風(fēng)力發(fā)電的基本情況和風(fēng)力發(fā)電所需的基本條件。對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)加深了認(rèn)識(shí)。
2、體會(huì)到了電氣自動(dòng)化專業(yè)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的重大作用，更加提高了我對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)的興趣，以及作為一個(gè)當(dāng)代大學(xué)生的偉大使命。在這次實(shí)習(xí)中，我受益頗多，使我們所學(xué)的理論知識(shí)得以鞏固和擴(kuò)大，增加我們的專業(yè)實(shí)際知識(shí);為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打下一定的基礎(chǔ);進(jìn)一步培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。
3、了解了達(dá)坂城谷地風(fēng)能的風(fēng)速、風(fēng)能密度及谷地風(fēng)的產(chǎn)生以及測(cè)量風(fēng)能密度及風(fēng)速的方法。認(rèn)識(shí)和了解了各種配電室和高壓電發(fā)電技術(shù)。改變了自己原本對(duì)風(fēng)力發(fā)電有關(guān)知識(shí)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，例如:風(fēng)速越大對(duì)發(fā)電越有利。現(xiàn)在明白了風(fēng)力發(fā)電的速度范圍，及風(fēng)速過大對(duì)發(fā)電的影響和對(duì)風(fēng)機(jī)的壽命的影響。
4、通過本次認(rèn)識(shí)電氣自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室的實(shí)習(xí)我們了解了變電所電氣設(shè)備的構(gòu)成，了解配電裝置的布置形式及特點(diǎn)，了解控制屏，保護(hù)屏的布置情況及主控室的總體布置
5、了解了自動(dòng)控制理論在風(fēng)力發(fā)電及電網(wǎng)方面的應(yīng)用，并對(duì)自動(dòng)控制應(yīng)用于實(shí)際有了更新認(rèn)識(shí)�？吹搅丝稍偕Y源及潔凈能源應(yīng)用電力事業(yè)的前景，體會(huì)到了當(dāng)代大學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)課本上的知識(shí)更重要的是如何將它應(yīng)用到實(shí)踐的重要性。
七、存在的問題:
1、對(duì)風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)理論知識(shí)很缺乏。
2、對(duì)風(fēng)力發(fā)電的原理了解得還不是很透徹，對(duì)有些概念還有點(diǎn)模糊，對(duì)風(fēng)力發(fā)電中的自動(dòng)控制理論了解得不是很深。由于時(shí)間比較倉促，對(duì)風(fēng)機(jī)的各種詳細(xì)情況沒有系統(tǒng)的了解，還存在一定的疑惑有待解決。
3、對(duì)各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏認(rèn)識(shí)和所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際結(jié)合的不夠透徹。
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