蘭國峰

摘 要：風力發(fā)電是目前應用效果較好的發(fā)電方式，但其技術水平仍然有待提高，液壓技術是機械傳動方式的一種，由于風力發(fā)電機組在發(fā)電過程中對動力系統(tǒng)和調節(jié)系統(tǒng)的要求較高，液壓系統(tǒng)具有功率大、結構簡單、控制靈活、精度高等優(yōu)點，符合風力發(fā)電的特殊要求，在風力發(fā)電中發(fā)揮著重要的作用?；诖?，本文概述了風力發(fā)電機，闡述了風力發(fā)電中液壓技術應用的意義，對風力發(fā)電中液壓技術的實踐應用進行了探討分析。

關鍵詞：風力發(fā)電；液壓技術；運用；意義；實踐

一、風力發(fā)電機的概述

當前有著各種型式的風力發(fā)電機，其中常用的是螺旋槳葉片型水平軸風力發(fā)電機。這種類型的風力發(fā)電機，在葉片的作用下，能夠將風能轉化為相應的回轉力，相應的隨著葉片的角度不斷調整，能夠促進風電機組逐漸獲取到最大限度的風能資源，這樣葉片將會更加隨著風配合機艙轉動效果，增強整個風電機組的運行效率。

二、風力發(fā)電中液壓技術應用的意義

開展風力發(fā)電工作需要積極采用切實有效技術手段作為支撐和保障。針對風能的產(chǎn)生和利用，主要是運用了貝茲理論，將風力的動能轉化為電能。風力發(fā)電系統(tǒng)在實際運用過程中，高度集成了空氣動力學、控制科學、電機以及機械等方面的多項技術，現(xiàn)階段大型化的風電機組是重要的發(fā)展方向。但是需要注意的是，風力發(fā)電系統(tǒng)中的風電機組擁有著龐大的體積，這樣就需要有大功率的輸出和可靠性較高的控制精度作為支撐，這是針對動力系統(tǒng)和調節(jié)系統(tǒng)進行要求的。液壓系統(tǒng)，在實際應用過程中，能夠表現(xiàn)出較多的優(yōu)勢和特征，不僅重量輕、體積小，同時還能夠擁有良好的動態(tài)響應性，并且不需要采用變速結構，在當前風電系統(tǒng)之中發(fā)揮著積極的作用和意義。通過液壓系統(tǒng)，能針對大中型的風電機組進行有效控制，積極開展相應的動作，促進風電機組的良好運行。其次，液壓系統(tǒng)還能積極應用在風電機組的剎車裝置中，保證機組上剎車裝置的安全性和可靠性，減少火災事故的產(chǎn)生，控制風電機組的損壞情況。再者，在風電機組的運行過程中，輸出功率本身理論上存在著無限性，但是受到多種情況的限制，其將會表現(xiàn)出一定的限度，如果超出了這個限度，風電機組中的一些設備，將會出現(xiàn)損害情況，影響到機組的正常運行。這時候積極使用液壓變槳，將能夠起到良好的效果，主要是在于其能夠進行遠距離控制，結構較為簡單，并且傳動的扭矩較大，這樣在風電機組的運行過程中，將能夠起到積極的效果。

三、風力發(fā)電中液壓技術的實踐應用分析

1、風力發(fā)電中定槳距風力機功率控制液壓技術的實踐應用分析。在定槳距控制的風力機組中，風輪吸收功率隨風速的變化而變化（槳葉的結構使得它在風的作用下發(fā)生彈性變形）。當風速超過額定風速時，必須通過葉片失速效應來降低風能利用率。失速控制一般采用葉尖擾流器控制。其方法是將一個液壓單元裝在葉輪輪轂處， 在每個槳葉端部各裝一個液壓缸，葉尖擾流器同液壓單元相聯(lián)，通過連接在液壓缸活塞桿和葉尖軸之間的鋼絲繩驅動葉尖運動。當風輪轉速低于額定轉速，發(fā)電機輸出功率未達到額定功率時，液壓缸驅動葉尖收回，使葉尖與葉片主體靠攏成一條直線。當風速超過額定風速，發(fā)電機輸出功率超過最大功率限度時，液壓系統(tǒng)開始泄壓，葉尖在離心力和彈簧力的作用下彈出，在葉尖軸上的螺旋導槽的作用下，與葉片主體成90°，增大阻力葉輪轉速降低。典型的葉尖擾流器液壓系統(tǒng)工作原理：啟動風力機時，電磁換向閥通電，斷開液壓缸的回油路，液壓泵輸出壓力油，收緊葉尖。油壓繼續(xù)上升，到過壓繼電器控制動作的壓力時，過壓繼電器發(fā)出信號，經(jīng)控制器延時后，停止電動機轉動，在延時過程中，壓力繼續(xù)上升，達到溢流閥設定的壓力值時溢流閥動作，系統(tǒng)壓力不再升高。由于液壓系統(tǒng)不可避免的泄漏，使液壓缸壓力下降，當?shù)陀诘蛪豪^電器設定壓力時，低壓繼電器發(fā)出信號，液壓泵重新啟動，補充油壓。當發(fā)電機輸出功率超過最高功率限制時，電磁換向閥斷電，液壓缸的油液流回油箱，系統(tǒng)泄壓，葉尖在離心力和彈簧力作用下打開，葉輪轉速降低。

2、主軸剎車系統(tǒng)中的液壓技術應用分析。風電機組停機分為正常停機與故障停機，又將故障停機分解為安全停機和緊急停機。當前風力發(fā)電過程中，多數(shù)的風電機組都積極使用了剎車卡鉗，將其安裝在了高速軸之中，這主要是因為在低速軸安裝液壓卡鉗將會對剎車的力矩有所增大。在變槳距風電機組之中，積極使用剎車系統(tǒng)，這其中都是使用了一個液壓卡鉗。風電機組運行的過程中，啟動液壓泵，這時候將電磁換向閥通電，這時候，在單向閥的作用下，高壓油將能夠進入到液壓缸的有桿腔之中。這樣，當剎車的彈簧力和液壓缸另側的液壓力小于供油壓力的時候，活塞桿將會向著缸里運動。通常情況下，液壓系統(tǒng)本身的壓力，需要有蓄能器作為支持，同樣還需要有液壓元器件作為支撐，這時候其需要具有良好的密封性，液壓系統(tǒng)本身需要保持著12小時以上的保壓時間，減少液壓泵頻繁啟動情況的出現(xiàn)，這樣將能夠有效維持液壓系統(tǒng)的使用壽命，更好的發(fā)揮液壓系統(tǒng)本身的作用和優(yōu)勢。需要注意的是，當風電機組出現(xiàn)超速急停的時候，需要停止液壓泵的工作，積極發(fā)揮液壓剎車卡鉗的作用，實現(xiàn)剎車的目的。

3、風力發(fā)電偏航剎車系統(tǒng)液壓技術的應用分析。在風電機組系統(tǒng)運行過程中，偏航剎車系統(tǒng)是當前水平軸式風力發(fā)電機組中的重要組成部分。針對偏航剎車系統(tǒng)進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)其主要是圍繞著塔架中心線進行不斷旋轉的，這樣能夠促進機組控制系統(tǒng)和可用風速范圍進行有效的配合，使得風輪能夠一直保持著良好的迎風狀態(tài)，這樣能夠保證和提升風力發(fā)電機本身的發(fā)電能力，并使其保持在最大限度。偏航剎車系統(tǒng)在實際運行的過程中，能夠產(chǎn)生較多方面的動作，通常情況下是集中在了自動解纜、人工偏航、風向標控制的自動偏航以及阻尼剎車控制方面。

4、風電機組儲能系統(tǒng)液壓技術應用。風能具有不固定的特點，因此風力發(fā)電機組為了保證持續(xù)穩(wěn)定的供電，必須要設置蓄能裝置，這樣才能在風力較小或無風的情況下仍然保持良好的運行狀態(tài)。風力發(fā)電的液壓儲能原理是在傳動系統(tǒng)中，葉輪直接驅動液壓泵轉動，輸出高壓油，油液經(jīng)過液壓管路送至地面，通過穩(wěn)壓泵站進入蓄能器以液壓能的形式存儲起來。當需要電能的情況下，可以利用穩(wěn)壓泵站控制液壓馬達工作，再通過液壓馬達實現(xiàn)風力發(fā)電機組的高速運轉，同時利用穩(wěn)壓泵站來調節(jié)液壓馬達的速度，保證電壓的穩(wěn)定性。如果風速較小或無風的情況下，可以利用蓄能器和液壓泵對液壓馬達提供能源，保證風力發(fā)電機組的有效運行。液壓儲能系統(tǒng)應配合液壓傳動型風電機組使用，同時為風電機組內(nèi)其它液壓系統(tǒng)提供支持，這仍處于理論研究階段。其相對于其蓄電池，超級電容器等儲能設備，有著安全，環(huán)保，重復利用率高等明顯優(yōu)勢。

結束語

綜上所述，風力發(fā)電機在當前能源開發(fā)應用中發(fā)揮著積極作用，其能夠為人們的生產(chǎn)生活提供大量的可再生性清潔能源，有效緩解當前能源稀缺的情況，同時還能夠起到保護環(huán)境的積極作用。在風力發(fā)電工作中的液壓技術應用，能夠有效提升風力發(fā)電機的運行效率以及保障其安全運行。

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