火電廠生技部實習(xí)報告
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通過在學(xué)校的學(xué)習(xí)對電廠的基本知識有一個基本的認(rèn)識，通過結(jié)合電廠實際情況對風(fēng)力發(fā)電廠有一個更加清晰的認(rèn)識。
一、風(fēng)電廠的主要設(shè)備及其簡介
大風(fēng)壩風(fēng)電廠的風(fēng)力發(fā)電機屬于大型水平軸風(fēng)力渦輪機，其組件簡介如下:
1、大型水平軸風(fēng)力渦輪機組件
2、轉(zhuǎn)子葉片——捕獲風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動能
3、轉(zhuǎn)軸——將轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)移到發(fā)電機內(nèi)
4、發(fā)動機箱——一個箱子，其中包含:
5、變速箱——用于增加轉(zhuǎn)子中心和發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)軸速度
6、發(fā)電機——利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動能，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)故障時關(guān)閉渦輪和控制偏航裝置。
8、偏航控制器——移動轉(zhuǎn)子使其與風(fēng)向保持一致
9、制動裝置——在出現(xiàn)電力超載或系統(tǒng)故障時停止轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
10、塔架——支撐轉(zhuǎn)子和發(fā)動機箱，并將整個裝置上升到更高位置，使葉片不會碰到地面。
11、電力設(shè)備——從發(fā)電機向下通過塔架輸送電流，還可控制渦輪機的多個安全部件
風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，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)動機。許多世紀(jì)以來，風(fēng)力發(fā)電機同水力機械一樣，作為動力源替代人力、畜力，對生產(chǎn)力的發(fā)展發(fā)揮過重要作用。近代機電動力的廣泛應(yīng)用以及二十世紀(jì)50年代中東油田的發(fā)現(xiàn)，使風(fēng)力機的發(fā)展緩慢下來。
70年代初期，由于“石油危機”，出現(xiàn)了能源緊張的問題，人們認(rèn)識到常規(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)電機旋轉(zhuǎn)軸的區(qū)別，風(fēng)力發(fā)電機可以分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機: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。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機: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。
目前占市場主流的是水平軸風(fēng)力發(fā)電機，平時說的風(fēng)力發(fā)電機通常也是指水平軸風(fēng)力發(fā)電機。目前水平軸風(fēng)力發(fā)電機的功率最大已經(jīng)做到了5wm左右。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機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)電機相比，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機具有不用對風(fēng)向，轉(zhuǎn)速低，無噪音等優(yōu)點，但同時也存在起動風(fēng)速高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點，這都制約了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的應(yīng)用。
根據(jù)定槳矩失速型風(fēng)機和變速恒頻變槳矩風(fēng)機的特點，國內(nèi)目前裝機的電機一般分為二類:
異步型
(1)籠型異步發(fā)電機;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;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;功率為750kw1200kw1500kw由永磁體產(chǎn)生磁場，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)電勵磁同步發(fā)電機;由外接到轉(zhuǎn)子上的直流電流產(chǎn)生磁場，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)機發(fā)電原理
風(fēng)力發(fā)電渦輪機中，渦輪葉片旨在捕獲風(fēng)中的動能。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)動時，它們會轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子中心與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)軸。發(fā)電機將轉(zhuǎn)動能轉(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，這塊陸地周圍的空氣會吸收掉部分熱量。達到一定溫度后，較熱的空氣開始非常快地上升，因為在體積相同的情況下，熱空氣比冷空氣要輕。移動較快(較熱)的空氣粒子比移動較慢的粒子產(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，請參見熱氣球工作原理)。當(dāng)較輕的.熱空氣突然上升時，較冷的空氣會快速流入以填補熱空氣留下的空隙。這股流入以填補空隙的空氣就是風(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)將推動它，從而將部分動能轉(zhuǎn)移到葉片上。這就是風(fēng)力渦輪機從風(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)電機上的動力源不同。火力發(fā)電廠是依靠化石燃料軟換成熱能，這個過程在蒸汽鍋爐或燃氣機的燃燒室內(nèi)完成;而后熱能轉(zhuǎn)換成機械能。而水力發(fā)電即是利用水的勢能推動水輪機，再由水輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機則是利用風(fēng)能作用在漿葉上，漿葉轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，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，但卻對自然條件的要求較為嚴(yán)格。
風(fēng)電廠共有64臺750kw的風(fēng)力發(fā)電機組，屬于水平軸風(fēng)力發(fā)電機。在機組成功克服了高海拔風(fēng)電場空氣密度低、高潮濕、多雷暴、易凝露、強紫外線等一系列不利因素，保持了長時間無故障地穩(wěn)定運行，機組可利用率在99、5%以上。風(fēng)機漿葉在受到風(fēng)力推動后，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，然后發(fā)電機發(fā)出690v電壓，經(jīng)過風(fēng)機下的變壓裝置進行一次升壓到35kv，然后進過場內(nèi)變電站進行二次升壓到110kv，然后對時切入電網(wǎng)。
四、風(fēng)力發(fā)電機主要控制系統(tǒng)
渦輪機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”系統(tǒng)。這些裝置使用電源控制系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)速過高時啟動制動裝置，當(dāng)風(fēng)速下降低于45mph(20米/秒)時“松開制動裝置”。現(xiàn)代大型渦輪機設(shè)計使用多種不同類型的制動系統(tǒng):
角度控制——渦輪機的電子控制器監(jiān)視渦輪的功率輸出。當(dāng)風(fēng)速高于45mph(20米/秒)時，輸出功率將過高，此時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。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。
被動停止控制——葉片以固定角度安裝在轉(zhuǎn)子上，但設(shè)計使得葉片中的扭曲角度可在風(fēng)速過高時對葉片進行制動。葉片具有一個特殊的角度，可在風(fēng)速超過某一值時導(dǎo)致葉片的逆風(fēng)面產(chǎn)生湍流，從而使葉片停止轉(zhuǎn)動。簡單來說，當(dāng)面對風(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，空氣動力學(xué)作用將停止。
主動停止控制——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。
五、對風(fēng)力發(fā)電的認(rèn)識
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，我們的工業(yè)化的發(fā)展，被洗的很干凈，我們的原油價格漲得嚇人，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。然后給整個空氣污染貢獻力量。現(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:
1、通過此次參觀實習(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，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。對電氣自動化專業(yè)加深了認(rèn)識。
2、體會到了電氣自動化專業(yè)對風(fēng)力發(fā)電的重大作用，更加提高了我對電氣自動化專業(yè)的興趣，以及作為一個當(dāng)代大學(xué)生的偉大使命。在這次實習(xí)中，我受益頗多，使我們所學(xué)的理論知識得以鞏固和擴大，增加我們的專業(yè)實際知識;為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打下一定的基礎(chǔ);進一步培養(yǎng)了我們運用所學(xué)理論知識分析生產(chǎn)實際問題的能力。
3、了解了達坂城谷地風(fēng)能的風(fēng)速、風(fēng)能密度及谷地風(fēng)的產(chǎn)生以及測量風(fēng)能密度及風(fēng)速的方法。認(rèn)識和了解了各種配電室和高壓電發(fā)電技術(shù)。改變了自己原本對風(fēng)力發(fā)電有關(guān)知識的錯誤認(rèn)識，例如:風(fēng)速越大對發(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)速過大對發(fā)電的影響和對風(fēng)機的壽命的影響。
4、通過本次認(rèn)識電氣自動化實驗室的實習(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，了解控制屏，保護屏的布置情況及主控室的總體布置
5、了解了自動控制理論在風(fēng)力發(fā)電及電網(wǎng)方面的應(yīng)用，并對自動控制應(yīng)用于實際有了更新認(rèn)識。看到了可再生資源及潔凈能源應(yīng)用電力事業(yè)的前景，體會到了當(dāng)代大學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)課本上的知識更重要的是如何將它應(yīng)用到實踐的重要性。
七、存在的問題:
1、對風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)理論知識很缺乏。
2、對風(fēng)力發(fā)電的原理了解得還不是很透徹，對有些概念還有點模糊，對風(fēng)力發(fā)電中的自動控制理論了解得不是很深。由于時間比較倉促，對風(fēng)機的各種詳細情況沒有系統(tǒng)的了解，還存在一定的疑惑有待解決。
3、對各種實驗設(shè)備缺乏認(rèn)識和所學(xué)的理論知識與實際結(jié)合的不夠透徹。
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