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术语表 · 风电

偏航系统

让风机机舱绕塔筒轴线转动、使风轮始终对准来风方向的电机、齿轮、轴承和制动器。

水平轴风机必须让风轮对准来风才能捕获能量。偏航系统由塔顶和机舱之间的大型回转支承、若干台带行星齿轮箱并与齿圈啮合的电动(偶尔是液压)偏航驱动,以及在两次转动之间锁定位置的摩擦或液压制动器组成。大型海上风机可能装有 10–20 台偏航驱动。

控制器通过机舱风向标或超声波风速仪读取风向,越来越多地辅以机舱激光雷达;当平均对风偏差超过阈值(通常为 5–10°)时启动偏航。偏航速度很慢,约每秒 0.3–0.5°,以限制风轮上的陀螺载荷。

对风偏差造成的功率损失大致为:

P(γ) ≈ P0 cosx(γ),   x ≈ 1.8–3

持续 8° 的偏差(常由风向标校准不准引起)会损失约 1–3% 的发电量。用激光雷达或 SCADA 数据分析纠正静态偏航偏差,是运营方提升发电量最便宜的办法之一。

偏航还有别的作用:转满几圈后解开扭绞的电缆,风暴中让风轮安全停机,以及为尾流转向有意偏转。下风向风机和部分漂浮式设计采用被动偏航,让气动力把风轮自动对准。偏航轴承和齿轮磨损一直是公认的维护项目,在湍流大的场址尤其如此。

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