陸上風力發(fā)電機組液壓系統(tǒng)是支撐機組安全運行和高效發(fā)電的核心動力系統(tǒng)。
一、系統(tǒng)組成
動力元件:主要指液壓泵,如齒輪泵、柱塞泵或葉片泵等,其作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,為整個液壓系統(tǒng)提供動力。
控制元件:包括方向閥(如電磁換向閥)、壓力閥(如溢流閥、減壓閥)、流量閥(如節(jié)流閥)及比例閥等,用于調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流向,實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的精確控制。
執(zhí)行元件:有液壓缸和液壓馬達,液壓缸可實現(xiàn)直線運動,如變槳距油缸驅(qū)動葉片角度變化;液壓馬達實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動,用于驅(qū)動機艙偏航等。
輔助元件:包含油箱、濾油器、蓄能器、密封件等。油箱用于儲存油液、冷卻和清潔油液;濾油器保持液壓油清潔;蓄能器在液壓泵停機時維持系統(tǒng)壓力。
工作介質(zhì):通常為礦物油或合成液壓油,用于傳遞能量并潤滑元件,需定期檢測其清潔度與污染度。
二、主要功能
變槳距控制:控制器根據(jù)風速或功率信號生成控制電壓,比例閥將電信號轉(zhuǎn)換為液壓信號,調(diào)節(jié)油缸進油量與方向,帶動葉片旋轉(zhuǎn),優(yōu)化風能捕獲效率并控制功率輸出。當風速過高時,液壓系統(tǒng)驅(qū)動葉片向順槳位置移動,降低風輪轉(zhuǎn)速。
偏航與制動控制:液壓馬達驅(qū)動機艙偏航,液壓閥控制油路方向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向;偏航制動器通過液壓壓力維持阻尼,減少機械沖擊。制動系統(tǒng)中,液壓缸推動剎車片夾緊剎車盤,實現(xiàn)緊急停機時的快速抱閘。
安全保護機制:設有超速保護,當葉輪轉(zhuǎn)速超過閾值,突開閥自動開啟泄壓,觸發(fā)緊急停機;壓力傳感器實時監(jiān)測系統(tǒng)壓力,異常時觸發(fā)停機或報警。
三、系統(tǒng)類型
可設計為集中式系統(tǒng)或分散式系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)由一個液壓站驅(qū)動幾個不同的執(zhí)行機構(gòu);分散式系統(tǒng)中,一個液壓站只驅(qū)動一個執(zhí)行機構(gòu),具體采用哪種方式需考慮功能的安全要求、液壓站和執(zhí)行機構(gòu)之間的距離、零部件及安裝調(diào)試和維護的成本等因素。
四、典型應用場景
用于偏航制動、主軸制動以及風輪鎖銷控制等。例如,在涼山州布拖、會理尖山、會理黎溪等陸上風力發(fā)電項目中,偏航及剎車液壓系統(tǒng)就發(fā)揮了重要作用,其高度集成、結(jié)構(gòu)緊湊,采用無泄漏閥,保壓效果好、使用壽命長。