[新品] 50kw垂直轴风力发电机(LP-50KW)

南海地理位置优越、自然资源丰富，合理开发管理南海可宣示国家主权。风能是一种清洁可再生能源，对其开发利用可为南海建设提供无污染的能源供给。研究基于2006-2009年1096幅QuikSCAT风场数据计算海面10m高度风功率密度，对南海风力发电进行评价。结果表明：①南海海面风功率密度等级为4-7级，能很好的应用于风力发电；②南海海面风功率密度在季节上呈“逐渐递增”趋势，春、夏季风功率密度较小，秋、冬季风功率密度较大；③各岛礁风电装机容量中，西沙群岛综合而言***高，东沙群岛、中沙群岛均为第三级别，南沙群岛大多为一、二级别；④东沙群岛的东沙岛、中沙群岛的黄岩岛、西沙群岛的华光礁、浪花礁、赵述岛以及南沙群岛的南海礁、日积礁、南华礁风电装机容量较高，可优先进行风力发电建设。

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南沙群岛具有丰富的风能资源，有效利用风力发电转化为清洁能源，符合国家政策发展要求，可为南沙群岛航道运输、渔民捕捞、岛礁驻守、油气开发、岛民居住、旅游建设等提供电力能源供给，前景十分广阔。

依据安装地域的气候条件及安装载体的特性要求，经过龙向能源技术部的精确计算以及实际操作的经验积累，综合各方面的要素选择配置4台龙向能源LP-60kW-500kw框架式超低速永磁直驱同步垂直轴风力发电机组。

2.2 垂直轴风力发电机特性

垂直轴风力发电机具有噪音低、无需对风、发电量高、度电成本低、免运维，可以在恶劣环境下生存（台湾基地机组经受住了麦德姆、威尔逊、苏迪罗等台风的考验）等优点，主要性能如下：

1、发电效率高，叶片独特的设计结构无需对风，任何方向的风都可以驱动叶片，减少对风损失。

2、启动风速低，独特的叶片设计可以做到风速2米/秒启动，启动叶片转动就发电，气流扰动对该风机不但没有任何影响还可以提高发电量。

3、无需电网支撑，该机组只需要风吹动叶片就可以发电，无需电网启动，也没有耗电设备。

4、机组结构简单，由发电机、旋转轴、塔架、叶片四部分构成，故障率几乎为零。

5、安装简单方便，采用叠加安装方式，电机在地面，无需专用吊装设备。

6、基本免运维，机组五年免维护，根据当地环境每1-2年适当的查看防腐情况。

7、无噪音，该机组为超低速风力发电机，每分钟在3-8转的额定范围内，所以没有任何声音，不会对人和动物产生影响。

8、使用寿命长，机组设计寿命为35年。

9、机组超低的转速，以及独创的抗15级台风系统，耐腐蚀性强且稳定可靠，全年365*24小时不间断发电（只要有风）。

 10、独特的整体设计和结构，只有发电机没有其他电器系统，解决了低温、高湿多雨、冰雹和雷电的复杂环境对电器部件的损害。

2.3 垂直轴风力发电机抗台风性能

垂直轴机组叶片类型属于低转速大扭矩，特点为***大接受风能面积做功发电，当超过额定转速后，叶片会形成阻力，不管风速有多大，都保持在额定的转速。我们在台湾基地的机组经受了威尔逊、麦德姆、苏迪罗等台风考验，在15级台风中，机组仍然可以正常运行发电，证明机组抗台风性能优良。

3.3 垂直轴风力发电机寿命

龙向能源专业执着、精益求精，恪守世界******工业品质标准，所有机组部件材料采用******材料，轴承为SKF，机组使用寿命35年。

通过确认，预留位置安装四台单机容量LP-60kW的风机，风机位置示意图（见设计平台图纸）。

4.2 接入电力系统的方式

本项目位于岛礁，本工程中共设计额定功率为60kW的垂直轴风机4台，将4台风机相互“T”接之后，将400V交流电经一路电缆直接并入岛礁运行电网能源中心400V低压母线，实现柴油风电互补的功能。

并网运行方案：

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离网运行解决方案备选：

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4.3 电气主接线

本项目中风机通过1回400kV线路接入能源中心400V母线。电气主接线示意图如下：

风机电气主接线示意图

4.4 风电场集电线路方案

本项目中设计风机容量240kW，装设4台60kW垂直轴风力发电机组。每台风力发电机组低压侧额定电压均为0.4kV。

风力发电机组间通过电缆连接，风机额定功率为60kW，则400V 侧输出的额定电流为86.61A（额定时），4台风力发电机组之间相互“T”用电缆拟选用YJY23-0.6/1kV 3x50+1x25规格的电缆，4台风机相互“T”接之后，***终通过1#、2#、3#、4#风机接入能源管理中心，接入电缆拟选用YJY23-0.6/1kV 3x70+1x35规格的电缆。

4.5 机组设备清单

包含永磁直驱同步超低速发电机、支撑塔架，旋转轴、旋转支臂及阻力型叶片、塔架连接件、旋转轴连接件，专用控制柜、并网型逆变器及附属配件。

4.6主要电气设备选择

导体及设备选择依据短路电流计算结果、《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222-2005进行，并确定以下条件：

1 柜内及电缆沟(隧)道内***高环境温度，按40℃考虑。

2 噪音：电器的连续性噪音水平不应大于85dB，非连续性噪音水平不大于90dB。(测试位置距设备外沿垂直面的水平距离为2m，离地高度1~1.5m处)。

3 电器及金具在1.1倍***高工作电压下，晴天夜晚不出现可见电晕。

拟选用接入断路器的参数如下：

（１）额定壳架电流为500A；

（２）额定电压为三相AC 400V；

（３）极数：3P+N（a、b、c三相有断开点，N线不断）；

（４）极限分段能力为125kA；

断路器应具备的功能：

（１）具备可指示断路器分合闸状态的辅助触点；

（２）具备分励线圈；

（３）具备失压线圈；

（４）具备由以下原因引起的脱口指示：过载、短路、接地、漏电、分励线圈、失压线圈引起的脱口；

（５）具备通信接口，可将断路器的状态信息接至监控后台，断路器距离监控后台的距离为50~650m.

4.7 过电压保护及接地

由于风力发电机组其控制柜配置有过压保护及避雷装置。

本工程中风力发电机组工作接地、保护接地和过电压保护接地使用一个总的接地装置，接地装置的接地电阻值需满足选定风电机组对接地阻值的要求，赞按Rjd≤ 4Ω设计。

4.8 电缆敷设及防火

本工程中集电线路电缆在岛礁铺设，按照国家***新标准执行，

为有效阻止电缆火灾延燃，全线0.4kV电力电缆、控制电缆选用阻燃低烟无卤式电缆。

电缆穿管敷设完毕后应将保护管的两头封堵。

4.9 机组抗腐蚀介绍

首先全部钢铁件***层我们采用热镀锌，其次第二层由岛礁单位统一喷涂甲板专用防腐涂层，做到防腐周期一致。

五、风电电气二次

5.1风电机组控制

为便于风机的运行管理，提高自动化水平，风电机组提供远程数据接口。

5.2风电机组保护

风力发电机设有过载、短路、缺相、三相不平衡、过压等保护。

5.3 电能量计量系统

按照电能计量装置技术管理规程的要求：

I、II类计量装置配置专用电压0.2级、电流0.2S级互感器或专用二次绕组。

电压、电流互感器计量绕组的实际二次负荷应在0——100%额定二次负荷范围内，其误差也应在0—100%额定二次负荷范围内满足铭牌标称的精度要求。

数据通信接口的电能表，其通信规约符合DL/T645的要求。

电能表装设电压失压计时器。

本工程中电能量计量关口点暂按设在400V并网点处考虑。电能量计费表精度要求为0.2S级，电能表采用静止式多功能电能表，事件记录功能，配有标准通信接口，具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能，采集信息应接入电网调度机构的电能信息采集系统。

6.1设计依据

根据《风电机组地基基础设计规定》（试行）FD003-2007，风电机组地基基础设计计算和验算内容，主要包括地基承载力计算、软弱下卧层验算、基础抗滑抗倾覆稳定计算、基础沉降和变形计算、基础裂缝宽度验算、基础内力配筋和材料强度验算、采用桩基基础时桩顶作用效应计算、桩基竖向承载力计算、抗拔桩基承载力验算、以及桩基沉降计算等。根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008及《风电机组地基基础设计规定》（试行）FD003-2007，本工程风机桩基基础设计主要的设计控制指标见表 51。

表 51风机桩基础设计控制指标

注：表中Ra为基础竖向承载力特征值，Rh为基桩水平承载力特征值，Mcr为单桩抗裂弯矩检验值。

6.2设计荷载、分项系数等取值

荷载、荷载工况与荷载效应组合及分项系数等根据《风电机组地基基础设计规定》（试行）FD003-2007、《风力发电机组安全要求》GB18451.1-2001规定执行。

本工程单机容量60kW, 风电机地基基础设计安全等级为一级，结构重要性系数取1.1。风机荷载计入修正安全系数1.35。基本组合，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.5；标准组合和偶然组合，荷载分项系数均为1.0。

6.3 地基配置

详见风力发电机基础图纸。

七、风力发电量估算

根据南海海面丰富的风能资源，10M海面风功率密度等级为4-7级。海上岛礁离海平面高度大约为5米，垂直轴风机的高度15.38米，总的高度大约为20.38米。查阅风功率密度等级表显示南海海面10M高度年平均风速在6-9.4米/秒，30M高度年平均风速在7-11米/秒,20米高度年平均风速区间为6-11米/秒，这是非常优质的风能数据，非常适合风力发电。

风功率密度等级表：

八、太阳能发电、水平轴风力发电及柴油发电机

太阳能在南海岛礁已经有过案例，所解决不了的问题：1、大风、冰雹，2、防腐，3占用面积不现实，4、发电的成本，5、运行的维护费用，6、太阳能电池板本身的特性，能量衰减这是不争的事实，7、发电的条件局限性。

水平轴风力发电机所不能解决的问题：1、水平轴特性小风不发电、大风不让它发电，2、需要电网做支撑，3、对风找向，4、冰雹，5、地域特点风的不确定性。这样使得水平轴在南海安装理论上就不能通过，现在的海上风电几乎是靠近内陆的浅滩地域的近海，独岛运行还没有这样的先例（20kw以上水平轴三叶片风力发电机）。

柴油发电机笨重且噪音巨大，污染严重，用电成本高昂。龙向能源历尽15年，自主研发生产的的风力发电机组彻底解决了这些世界性难题，具有耐腐蚀、抗台风、无噪音、占地面积小、发电量高等优点，高效利用大海的风能，实现柴油风电互补，满足岛屿设备日常供电需求。可以为雷达基站等提供清洁动力能源。

九、结论

根据实际需求做出适合自己的选择，为蓝天白云而努力，让没有污染的地方更多一些，不要让人类自己再次损害自然环境，让自然的海岛更加美丽原生态，请选择清洁能源。