50kw垂直轴风力发电机(LP-50KW)_德州瑞迪姆新能源科研有限公司

采购龙向能源框架式垂直轴风力发电机首先需要填写一下资料，以便公司技术人员依据提供信息资料数据做出合理产品配置，达到为您量身定制，龙向能源所有产品都是根据客户提供数据做支撑经过详细计算得到***优配置，为客户提供可再生能源供应，并不是一台机器卖遍全世界的。请您联系公司技术人员。

龙向能源-中国南海岛礁电力供应解决方案龙向能源50kW产品技术参数：

50kW产品技术参数：

类型：垂直式、多叶片，侧风向直对式，不受风向的影响。

额定功率：50KW

叶轮直径：8m

叶片数量：9*4*2.5

叶片类型：阻力型

转动类型：直接驱动

发电机类型：永磁同步发电机

控制系统：电回流控制发电机转速，使其稳压在***优状态。

切入风速：2.5-4m/s

额定风速：9.6m/s

安全风速：50m/s

***大风能利用系数：Cpmax≥0.72

噪声：LWA≤50DB（A）（距地面发电机10米，8m/s风速标准状况下）。

年均可利用率：≥65%

设计使用寿命：≥35年

型式：17极永磁同步发电机（根据需要配置适合实际需要的发电机）

转子：永磁，位于绕阻外围

额定电压：690vDC

转速范围：3-8rpm

绝缘等级：F

防护等级：IP54

发电机外径：1310mm

定子长度：1000mm

绕阻：采用Rof:L线

浸漆方式：真空浸漆

整机重量：56T

表面防腐：热镀锌（除发电机外）

机组接地电阻值：4Ω

防雷设施：接地防雷

防雷设计标准：IEC61400-24

阻力面积：216M²

风场设备平均可利用率：99.2%

生存环境：-40-55℃（需要客户在填表时确定***低温度数值，及***高数值）

发电机设计寿命：35年

风速（m/s）	年发电量（平均风速）	输出功率（KW）
2.5	23450.52	2.677
3	31991.52	3.652
3.5	49730.52	5.677
4	66199.32	7.557
5	100389.6	11.46
6	178371.12	20.362
7	249922.8	28.53
8	318338.4	36.34
9	386710.2	44.145
9.8	438000	50
10	438000	50
11	438000	50
12		50
13		50
14		50
15		50

龙向能源50kw风速功率曲线图

wind speed(m/s）

龙向能源技术部

2016年7月12日

一、南海区域风能资源

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。

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。

二、垂直轴风力发电机介绍

2.1 风机选型配置依据

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。

四、风电电气方案

4.1 风机位置

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：

独立电网及负载电器

风力发电机离网逆变器

离网运行解决方案备选：

60kw*4风力发电机组

蓄电池储能组单元

垂直轴风力发电机离网控制柜

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。

六、风力发电机地基

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

设计工况	基桩拔力	基桩平均竖向力Nk (kN)	桩顶***大竖向力Nkmax(kN)	单桩水平力Hik(kN)	单桩抗裂弯矩Mk（kN.M）
正常运行荷载工况	基桩抗拔容许值	≤Ra	≤1.2Ra	≤Rh	≤Mcr
多遇地震工况	基桩抗拔容许值	≤1.25Ra	≤1.5Ra	≤Rh	≤Mcr
极端荷载工况	基桩抗拔容许值	≤Ra	≤1.2Ra	≤Rh	≤Mcr

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	10m高度		30m高度		50m高度		应用于风力发电
风功率密度等级	风功率密度/ （w/m²）	年平均风速参考值/(m/s)	风功率密度/ （w/m²）	年平均风速参考值/(m/s)	风功率密度/ （w/m²）	年平均风速参考值/(m/s)	应用于风力发电
1	<100	4.4	<160	5.1	<200	5.6
2	100~150	5.1	160~240	5.9	200~300	6.4
3	150~200	5.6	240~320	6.5	300~400	7.0	较好
4	200~250	6.0	320~400	7.0	400~500	7.5	好
5	250~300	6.4	400~480	7.4	500~600	8.0	很好
6	300~400	7.0	480~640	8.2	600~800	8.8	很好
7	400~1000	9.4	640~1600	11.0	800~2000	11.9	很好
注 1不同高度的年平均风速参考值是按风切变指数为1/7推算的。 2 与风功率密度上限值对应的年平均风速参考值，按海平面标准大气压及风速频率符合瑞利分布的情况推算

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