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一、风力发电的标准配置

风力发电系统主要包括多个关键组件，其中风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构、储能装置和逆变器是核心组成部分。风轮作为风力发电的关键部件，其设计旨在高效地捕捉风能，通过叶片将风力转化为机械能。发电机部分则将机械能转换为电能，其中包括机头、转体和尾翼等部分。机头负责将风能转化为机械能，转体则使机头能够灵活旋转，以适应不同方向的风力。

调向器的功能是确保风轮始终迎风，从而最大化风能的利用率。塔架作为支撑结构，承载整个风力发电机组，保证其稳定运行。限速安全机构则在风速过高的情况下，自动调节叶片角度，以避免设备损坏。储能装置用于存储多余的电能，以应对风力波动造成的电力供应不稳定。逆变器的作用是将发电机产生的直流电转换为交流电，以便于输电和使用。

叶片的设计至关重要，其形状和材料决定了风力发电系统的效率。叶片通常采用轻质高强度材料制造，以确保其在高速旋转时的安全性和稳定性。尾翼的作用是通过调整角度，确保风轮始终面向风向，从而优化风能捕捉效果。转体则通过精密的机械结构，使机头能够灵活转动，适应不同风向的变化。

二、风光互补发电系统的结构

风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，系统结构图见附图。该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。
(1)风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；
(2)光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；
(3)逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；
(4)控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；
(5)蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。
风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况，可以在以下三种模式下运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发电机组和光伏发电系统联合向负载供电。
风光互补发电比单独风力发电或光伏发电有以下优点：
●利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性；
●在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量[5]；
●通过合理地设计与匹配，可以基本上由风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。

风力发电机组的组成

风力发电机组主要由测风系统，变桨系统，变流系统，发电机冷却系统，安全链系统，偏航系统，液压系统的组成。

测风系统由气象传感器，数据记录仪，电源系统，轻型百叶箱，野外防护箱和不锈钢支架等组成。涉风系统可以测量风的速度和风向角。气象传感器里面设置了数据存储器，可以将风能数据传送到中心数据库用于分析和处理。

变桨系统是安装在风机内部，位置位于轮毂内，通过改变叶片旋转的角度，对机组运行进行功率控制的装置。是风力发电机组的控制和保护的装置。变桨按执行机构划分，主要分为液压变桨系统和电动变桨系统。液压变液压变桨主要通过液压系统推动桨叶转动，改变桨叶节距角。电机变桨系统利用电动机对桨叶进行单独控制，由于其机构紧凑可靠，没有像液压变桨系统那样传动结构相对复杂，所以也得到许多生产厂家的青睐。

变流系统是指风力发电机发出不符合电网要求的电能通过变流器使其电压，频率，相位和其他电量或特性发生变化符合电网要求的电气设备。变流器包括整流，逆变，交流变换，直流变换，控制功率开关软件，通过通断触发电路实现对电能的调节。

发电机将机械能转化为电能的同时，会产生大量的热量，为避免线圈绕组因温度升高，从而降低绝缘强度，甚至引起绝缘损坏，必须设置发电机冷却系统及时排除由损耗产生的热量，以保证发电机在允许的温度下正常运行。由于冷却介质和冷却方式的不同，冷却系统也就不同。

安全链系统采用反逻辑的串联回路设计，将在机组运行时对风力机组造成损害的可能故障节点，串联为一个硬件安全链回路。有紧急停机按钮（塔底主控柜），发电机过速模块，纽揽开关，变桨系统安全链信号，紧急停机按钮（机舱控制柜），振动开关，PLC急停信号。其中一个节点动作，将引起整个回路断电，机组进入紧急停机过程，使主控系统和变流系统处于闭锁状态。

偏航系统即对风装置，安装在风力发电机机舱上部，其作用在于当风速的方向发生变化时，能够快速平稳地对准风向，以便叶轮能获得最大的风能。

一个完整的液压系统由五个部分组成：动力元件，执行元件，控制元件，辅助元件，液压油。液压系统的作用通过改变压强增大作用力，风力发电机组中液压的作用主要是偏航制动。

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