دوار الرياح

يُستخدم دوار الرياح لتحويل الطاقة الحركية للهواء إلى طاقة ميكانيكية. يعتمد توربين الرياح على نظام ثلاثي الشفرات، معاكس للرياح، يتم تعديله تلقائيًا من خلال آلية ميله. مادة الشفرات مصنوعة من الألياف الزجاجية المقواة.

 

الباسنة كنة المحرك

يتم توصيل المحرك بالمولد والبرج، والذي يحتوي على نظام نقل الانحراف، ونظام التحكم في المخمد، ونظام التحكم في توربينات الرياح، وأجهزة الاستشعار، ونظام قياس الرياح، ونظام تحذير الطيران، وممر الموظفين، وما إلى ذلك، كما هو موضح في الشكل،

آلية الملعب المستقلة ثلاثية الشفرات

يضبط ميل مُولِّد الطاقة (WTG) زاوية اتجاه الريشة، وتتمثل وظائفه الرئيسية في ضبط الطاقة والتحكم في سرعة الدوران. يتكون بشكل أساسي من محور، ومُخفِّض ميل، ومحرك دفع، ووحدة تحكم ميل، وجهاز كشف سرعة الزاوية، وغيرها. يتميز المحور بهيكل كروي، يتميز بقابلية صب جيدة ومتانة عالية، كما هو موضح في الصورة أدناه.

المولد ونظام الفرامل

يُحوّل المولد الطاقة الحركية الميكانيكية لدوار الرياح إلى طاقة كهربائية. ويتكوّن من الجزء الثابت، والدوار، وقرص الفرامل، ونظام الفرامل، وجهاز الكشف. يُكبح العمود الرئيسي لمولد الرياح لتحقيق فرملة الشفرة، والتي تتكون من قرص الفرامل ونظام الفرامل الهيدروليكي، كما هو موضح في الشكل أعلاه.

 

نظام الانحراف

يعتمد توربين الرياح على الانحراف النشط لتوجيه الرياح، ويتكون من ثلاثة أجهزة للتحكم في الانحراف: جهاز كشف زاوية الانحراف، وجهاز كشف الالتواء، وفرامل هيدروليكية. يتم كبح الانحراف بواسطة محرك تخفيض الانحراف، والذي يستخدم فرامل كهرومغناطيسية.

 

نظام تزييت

يتكون نظام تزييت مولد WTG من نظام تزييت أوتوماتيكي ويدوي. يعمل كل من المحمل المحوري وعمودي التشغيل الرئيسيين الأمامي والخلفي للمولد بنظام تزييت أوتوماتيكي مستقل. أما المحامل الثلاثة المستقلة، فكل منها مزود بخزان لتجميع الزيت المستعمل.

 

برج

يؤدي البرج دوراً رئيسياً في دعم هيكل المحرك والمولد ودوار الرياح. يتكون من البرج نفسه، والسلم، والإضاءة، وأجهزة حماية السلم. كل طابق من البرج مزود بمنصة للتركيب والاستراحة، وغيرها.

 

2.المعلمة التقنية

معلمات نظام مولد توربينات الرياح

الشركة المصنعة	شيامن ليانبانج التكنولوجيا المحدودة
بلد المنشأ	الصين
معامل	المواصفات
نموذج النظام	LBGP56-500、LBGP56-400
طراز الجهاز	LB56-500、LB56-400
معيار تصميم	IEC61400-1، NBT 31107-2017 WTGS بسرعة رياح منخفضة
صف التصميم	IEC S(DIIA)
النوع	محرك مغناطيسي دائم مباشر، ثلاث شفرات، محور أفقي، عكس اتجاه الريح
عمر التصميم	20 سنة
قطر الدوار	56m
ارتفاع المحور	ما يقرب من 51 م
نوع البرج	عمود أنبوبي
هاملت
تنظيم الطاقة	التحكم الفردي في الملعب
تصنيف السلطة	500 كيلو واط، 400 كيلو واط
المنطقة المكنسة	4.92 م2/كيلوواط، 6.15 متر2/كيلوواط
سرعة الدوران المقدرة	29 دورة في الدقيقة، 28 دورة في الدقيقة
أقصى سرعة الدوران	33 دورة في الدقيقة
قطع في سرعة الرياح	3m / ث
سرعة الرياح المقدرة	10.5 متر/ثانية، 9.5 متر/ثانية
سرعة الرياح المقطوعة	18 متر/ثانية (10 دقائق)، 22 متر/ثانية (10 ثوانٍ)
سرعة الرياح على قيد الحياة	52.5m / ث

 

معلمات مكونات توربينات الرياح

الوزن
شفرة	3*2.5 طن
محرك ومولد	حوالي 28 طن
برج	42 طن @ 49 م
نظام الفرامل
الفرامل الديناميكية الهوائية	التحكم النشط في درجة الصوت
الفرامل الميكانيكية	فرامل العمود الرئيسي الميكانيكية
الفرامل الكهرومغناطيسية	التحكم الإلكتروني في حمولة التفريغ
الانحراف والانفراج
وضع الانحراف	كهربائي
وضع فك الالتواء	فك الالتواء تلقائيًا
زاوية الالتواء	+1080°(+3 دوائر)
نظام التحكم
نظام التحكم	وحدة تحكم PLC الصناعية
نوع العاكس	عاكس الطاقة الكاملة
مراقبة	مكعب سكادا 3.0
مولد كهرباء
نوع المولد	المغناطيس الدائم
وضع محرك الأقراص	صندوق مباشر (صندوق بدون تروس)
الفولطية	400VAC
درجة العزل	فئة F
شفرة
مادة شفرة	الألياف الزجاجية (FRP)
طول شفرة	27m
كمية الشفرة	3
برج
المعالجة السطحية	اللوحة المضادة للصدأ
الطول	49m
خدمات أخرى
ضجيج مستوى	<58 ديسيبل (@79 متر)
موضع الجهاز	يتم وضع المحول في الجزء السفلي من البرج. يتم وضع البعض الآخر داخل غلاف المحرك.
الحماية من الصواعق	مستقبلات البرق لطرف الشفرة متصلة بالأرض من خلال حلقة. مقياس سرعة الرياح ومقياس سرعة الرياح مع مستقبلات البرق المنفصلة.

 

طلب البيئة

درجة حرارة البيئة
بيئة العمل	-20 ℃ ~ + 50 ℃
بيئة التخزين	-30 ℃ ~ + 60 ℃
الرطوبة النسبية	≤95٪
ارتفاع	≤2000م،>2000م، عملية تخفيض التصنيف
فئة حماية المولد	IP54، ISO12944-2 C5
طلب بيئي آخر	متوافق مع معيار EC 60721-2-1
مقاومة الأرض	Ω4Ω

 

طلب توصيل الشبكة

طلب توصيل الشبكة
نطاق الجهد على الشبكة	± 400V 15٪
نطاق التردد المسموح به	47.5 هرتز~51.5 هرتز
عدم توازن الجهد المسموح به	≤3٪
مدة الانقطاع	≤ 7 أيام
معايير الوصول إلى اتصال الشبكة	سلسلة توصيلات شبكة التوزيع القياسية البريطانية
مصدر الطاقة المساعد
عملية عادية	≤8 كيلو واط، 3P5L
الطاقة الاحتياطية	≤1.8 كيلو واط
استهلاك وضع الاستعداد لجهاز الكمبيوتر الشخصي	≤0.6 كيلو واط

 

3 أعدادات النظام

مخطط اتصال النظام

يتكون نظام مولد توربينات الرياح من مولد توربينات الرياح ووحدة تحكم على الشبكة وعاكس على الشبكة. (انظر الصورة التالية)

 

رسم النظام الكهربائي

 

4. أداء

منحنى الطاقة LB56-500

 

سرعة الرياح (م/ث)	3.0	3.5	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5
الطاقة (كيلوواط)	5.8	16.8	31.5	50.2	73.0	100.8	134.1	171.0
سرعة الرياح (م/ث)	7.0	7.5	8.0	8.5	9.0	9.5	10.0	10.5
الطاقة (كيلوواط)	213.8	262.7	317.8	370.3	417.4	455.5	483.8	500.0
سرعة الرياح (م/ث)	11.0	11.5	12.0	12.5	13.0	14.0	15.0	......
الطاقة (كيلوواط)	500.0	500.0	500.0	500.0	500.0	500.0	500.0	......

 

تعليمات الاستخدام لمنحنى الطاقة:

1. مصدر البيانات: مصدر بيانات منحنى الطاقة المدرج في الجدول هو نتيجة الحساب بناءً على بيانات الكفاءة الديناميكية الهوائية النظرية للشفرات وكفاءة كل مكون من مكونات نظام مولد توربينات الرياح، وهو ما يعادل البيانات تحت كثافة الهواء القياسية (1.225 جم / لتر).

2. المعيار المرجعي: lEC 61400-12-1، جميع مصادر البيانات هي متوسطات مدتها 10 دقائق.

٣. تطبيق عملي: عند تقييم الموقع، يجب تحويل منحنى القدرة وفقًا لكثافة الهواء الفعلية. للاطلاع على طرق التحويل ذات الصلة، يُرجى مراجعة المعيار IEC 61400-12-1.

 

الإنتاج الكهربائي السنوي LB56-500

 

متوسط ​​سرعة الرياح السنوية (م/ث)	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5	7.0
الإنتاج السنوي للكهرباء (ميغاواط/ساعة)	583	812	1052	1291	1513	1709	1874
الإنتاج السنوي للكهرباء (10 ميجاوات ساعة)	58.3	81.2	105.2	129.1	151.3	170.9	187.4
الساعات المكافئة (ساعة)	1166	1623	105.2	2581	3026	3419	3748

 

تعليمات الاستخدام لتوليد الكهرباء:

1. مصدر البيانات: توليد الكهرباء هو قيمة نظرية محسوبة وفقًا لطريقة حساب lEC 61400-12-1 استنادًا إلى منحنى الطاقة أعلاه

2. المعيار المرجعي: lEC 61400-12-1، على افتراض أن توزيع الرياح هو توزيع رايلي.

3. مخاوف التطبيق: يرتبط توليد الكهرباء الفعلي من توربينات الرياح بعوامل مثل درجة حرارة الموقع، والارتفاع، وتوزيع الرياح، والعقبات القريبة، والبيئة التي تتجاوز الحد الأقصى، وظروف نقل الشبكة.

 

منحنى الطاقة LB56-400

 

سرعة الرياح (م/ث)	3.0	3.5	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5
الطاقة (كيلوواط)	5.8	16.8	31.5	50.2	73.0	100.8	134.1	171.0
سرعة الرياح (م/ث)	7.0	7.5	8.0	8.5	9.0	9.5	10.0	10.5
الطاقة (كيلوواط)	213.8	261.9	309.3	352.4	387.2	400.0	400.0	400.0
سرعة الرياح (م/ث)	11.0	11.5	12.0	12.5	13.0	14.0	15.0	......
الطاقة (كيلوواط)	400.0	400.0	400.0	400.0	400.0	400.0	400.0	......

 

تعليمات الاستخدام لمنحنى الطاقة:

مصدر البيانات: مصدر بيانات منحنى الطاقة المدرج في الجدول هو نتيجة الحساب بناءً على بيانات الكفاءة الديناميكية الهوائية النظرية للشفرات وكفاءة كل مكون، وهو ما يعادل البيانات تحت كثافة الهواء القياسية (1.225 جم / لتر).

المعيار المرجعي: lEC 61400-12-1، جميع مصادر البيانات هي متوسطات مدتها 10 دقائق.

ملاحظة تطبيقية: عند تقييم الموقع، يجب تحويل منحنى القدرة وفقًا لكثافة الهواء الفعلية فيه. للاطلاع على طرق التحويل ذات الصلة، يُرجى مراجعة lEC61400-12-1.

 

الإنتاج الكهربائي السنوي LB56-400

 

متوسط ​​سرعة الرياح السنوية (م/ث)	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5	7.0
الإنتاج السنوي للكهرباء (ميغاواط/ساعة)	567	776	989	1194	1379	1539	1670
الإنتاج السنوي للكهرباء (10 ميجاوات ساعة)	56.7	77.6	98.9	119.4	137.9	153.9	167.0
الساعات المكافئة (ساعة)	1417	1940	2473	2984	3448	3849	4176

 

تعليمات الاستخدام لإنتاج الكهرباء:

3. مصدر البيانات: إنتاج توليد الكهرباء هو قيمة نظرية محسوبة وفقًا لطريقة الحساب lEC 61400-12-1 بناءً على منحنى الطاقة أعلاه.

4. المعيار المرجعي: lEC 61400-12-1، على افتراض أن توزيع الرياح هو توزيع رايلي.

5. مخاوف التطبيق: يرتبط إنتاج توليد الطاقة الفعلي من توربينات الرياح بعوامل مثل درجة حرارة الموقع والارتفاع وتوزيع الرياح والعقبات القريبة والبيئة التي تتجاوز الحد الأقصى وظروف نقل الشبكة.

 

معامل الدفع

 

ريح سرعة (M / S)	دفع درجة	ريح سرعة (M / S)	دفع درجة	ريح سرعة (M / S)	دفع درجة	ريح سرعة (M / S)	دفع درجة
3.0	0.9270	7.0	0.7980	11.0	0.3534	15.0	0.1347
3.5	0.8387	7.5	0.7980	11.5	0.3049	15.5	0.1225
4.0	0.7978	8.0	0.7980	12.0	0.2656	16.0	0.1119
4.5	0.7979	8.5	0.7980	12.5	0.2335	16.5	0.1025
5.0	0.7979	9.0	0.7826	13.0	0.2068	17.0	0.0943
5.5	0.7980	9.5	0.6150	13.5	0.1843	17.5	0.0869
6.0	0.7979	10.0	0.4969	14.0	0.1652	18.0	0.0804
6.5	0.7980	10.5	0.4151	14.5	0.1488

 

توضيح معامل الدفع:

3. مصدر البيانات: معامل الدفع هو قيمة نظرية تم الحصول عليها بواسطة برنامج Bladed استنادًا إلى محاكاة بيانات WTG.

4. المعيار المرجعي: lEC61400-1، معامل الدفع هو قيمة التشغيل في الحالة المستقرة لـWTG.

5. مخاوف التطبيق: يرتبط معامل الدفع الفعلي بعوامل مثل سرعة الرياح اللحظية، وسرعة الدوران اللحظية، وزاوية الميل، وخشونة سطح الشفرة، والبيئة.

 

نظام التحكم الإلكتروني

يتضمن نظام التحكم في مولد توربينات الرياح وحدة التحكم الأساسية لمولد توربينات الرياح، والتحكم في محرك الميل، والتحكم في محرك الانحراف، والمراقبة البيئية، والتفاعل بين الإنسان والحاسوب، وتحويل الطاقة، مما يحقق التحكم التلقائي في تشغيل مولد توربينات الرياح ويعظم طاقة الرياح. يتميز الاستخدام والمعالجة وتسجيل الأحداث المختلفة بالخصائص التالية،

1) استقرار الأجهزة وموثوقيتها: نظام التحكم الموزع القائم على PLC، باستخدام حافلات matureCANopen وEtherCAT لتوصيل النظام.

2) نضج البرمجيات واكتمالها: مكتبة أكواد توربينات الرياح القياسية واستراتيجية التحكم مع الأداء المتفوق في تحسين كفاءة توليد الكهرباء والتحكم في الحمل.

3) مرونة التحكم في درجة الحرارة: استخدام استراتيجيات تحكم مختلفة في ظل ظروف عمل مختلفة مثل قسم بدء تشغيل الرياح الخفيفة، وقسم سرعة الرياح المقدرة، وقسم التحكم في الرياح القوية، وسرعة الرياح التي تتجاوز الحد الأقصى، وما إلى ذلك لتحقيق أقصى استفادة من طاقة الرياح والتشغيل الآمن لمولد الرياح.

4) MPPT للرياح: يتم دمجها مع كثافة الهواء في الوقت الحقيقي وضبط معلمات التحكم في عزم الدوران بشكل ديناميكي لضمان MPPT لطاقة الرياح Cp.

5) إستراتيجية الانحراف الذكية: تعمل إستراتيجيات فك الالتواء واتجاه الريح الذكية على تحقيق التوازن بين دقة اتجاه الريح وتردد الحركة لتحسين القدرة على التقاط الرياح.

6) الحماية الشاملة: نظام حماية كامل لتوربينات الرياح مع استراتيجيات حماية متعددة المستويات لتحقيق أقصى استفادة.

7) التحكم في تحسين الحمل: التحكم في المرونة، وعزل اهتزاز منطقة رنين البرج، وقمع سرعة الرياح القوية، وتعديل معدل الملعب بشكل مرن، وما إلى ذلك.

8) المراقبة والتشخيص الذكي: رمز الحالة الكامل ومنطق الحماية وحقوق المستخدم 8) الإدارة لتعظيم سلامة WTG.

9) استكشاف أخطاء التشغيل والصيانة بكفاءة: تتيح سجلات التشغيل والفشل وسجلات التشغيل وسجلات تسجيل الفشل الوفيرة إمكانية استكشاف أخطاء التشغيل والصيانة بكفاءة.

10) مراقبة بيئية وفيرة: تتمتع WTG بوظائف مراقبة مختلفة مثل سرعة الرياح واتجاه الرياح وضغط الهواء ودرجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز وما إلى ذلك.

11) مراقبة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل مريح: مراقبة البيانات في الوقت الفعلي وعرض شاشة تشغيل wTG وLoT تحقق التحميل المتزامن لبيانات التشغيل إلى السحابة.

12) اتصال بسيط بشبكة الطاقة: باستخدام محول يلبي معايير الشبكة، والذي يمكن توصيله مباشرة بشبكة توزيع الجهد المنخفض 400 فولت.

 

وحدة تحكم على الشبكة

معلمة التحكم
تحكم رئيسي	وحدة تحكم PLC الصناعية
سرعة الانحراف	0.55 ° / ثانية
دقة الانحراف	≤3.2 °
طريقة الملعب	خطوة مستقلة بثلاث شفرات
سرعة الملعب	≥8/ثانية
دقة الملعب	≤0.2 °
طاقة احتياطية للملعب	سوبر مكثف
العرض والتواصل
لوحة العرض	شاشه عرض LCD
واجهة الاتصالات	الوصول إلى الإنترنت عبر RS485 وRJ45

 

محول على الشبكة

نموذج النظام	LBGP56-500、LBGP56-400
معلمة جانب المولد
نطاق جهد العمل على جانب المولد	3 مراحل 200~460فولت تيار متردد
نطاق جهد تشغيل ناقل التيار المستمر	600 فولت إلى 720 فولت تيار مستمر
تكوين وحدة الفرامل	مقاومات التحكم المدمجة وحمل التفريغ
معلمة جانب الشبكة
معدل انتاج الطاقة	500 كيلو وات، 400 كيلو وات
تصنيف الجهد الشبكة	400 فولت ± 15% 3 خطوط 3 طور
تردد العمل المقدر	50/60 هرتز ± 5٪
عامل الطاقة (PF)	>0.99 (قابل للتعديل بين 0.85 لتر و 0.85 درجة مئوية)
أقصى كفاءة للمحول	≥ 97٪
المحتوى التوافقي (THD)	إجمالي التوافقيات الحالية <5٪، في كل مرة <3٪ (الطاقة المقدرة)
وظيفة حماية الربط الشبكي	الجهد الزائد، الجهد المنخفض، التردد الزائد، نقص التردد، حماية عدم التوازن، إلخ.
وظائف ربط الشبكة الأخرى	ركوب الجهد المنخفض من خلال حماية الجزر

 

6. البرج والأساس

طراز الجهاز	LB56-500、LB56-400
نموذج البرج	TD162290-49
الطول	49m
القسم	3
سماكة	10mm-14mm
الوزن	42t
الخامة	Q355ND
قطر شفة	1620 مم (أعلى) / 2900 مم (أسفل)
المعالجة السطحية	بويات
قيمة مرجعية أساسية	φ12م × 1.6م (البرج 49م)

 

تحتاج عملية بناء الأساس إلى المرور بإجراءات البدء، وإحضار الأدوات الآلية والمواد، وحفر وتسوية حفرة الأساس، وحفر خنادق الكابلات وفتحات البناء، والتضمين المسبق لقضبان الأرض وقوالب الوسادة والصب (C25)، وتركيب أقسام الأساس (رافعة 25 طنًا)، وإنتاج وربط الأجزاء المضمنة، وقطع القوالب ودعمها، وصب حفرة الأساس (C35)، وصيانة الأساس سيستغرق 20 يومًا على الأقل.

 

6.1 مخطط المظهر العام

 

6.2 حمل الأساس العلوي

حالة الحمل	برج مكسي[كيلو نيوتن متر]	برج Mz[kNm]	برج Fxy[kN]	برج Fz[kN]	عامل الأمان
حالة الحمل التشغيلي العادي	4007	358	98	-674	1.0
حالة التحميل النهائية	13646	245	318	-924	1.35

 

6.3 الأساس المرجعي

 

7. نقل توربينات الرياح

يتم سرد المكونات الرئيسية لـ WTGS ومخطط التحميل على النحو التالي:

رقم	العناصر	الوزن (T)	الابعاد (م)	مركبة	الوقت:
1	القفص الأرضي والملحقات ذات الصلة	2.5	التعبئة والتغليف بالجملة	العادي المثالية	1
2	غلاف المحرك والمحول	22.7	5.3m * 3m * 3.2m	17.5m شاحنة منصة	1
3	المحاور	5.5	2.4m * 2.2m * 2.2m		1
4	كل قسم من البرج (تجميع الأجزاء الصغيرة)	15-22	22.5م*φ2.9	17.5m شاحنة منصة	1
5	شفرة	7.5	27.5m * 2.6m * 2.8m

 

 

8. طلب ​​الرفع

لضمان وقت الرفع، يتم رفع البرج وتجميع دوار الرياح في آنٍ واحد. شروط الموقع صارمة للغاية، لذا من الضروري توفير مساحة كافية لوضع وتركيب المكونات. يجب أن تكون مساحة الموقع مسطحةً لتسهيل تصميم تركيب الرفع. يجب وضع البرج في مساحة مسطحة بطول 20 مترًا وعرض 10 أمتار، ويجب وضع الشفرات في مساحة مسطحة بطول 50 مترًا وعرض 40 مترًا لتجميع عجلة الرياح.

يجب أن يضمن الطريق مرور مركبات مسطحة بطول 17.5 مترًا. يجب ألا يزيد نصف قطر الدوران عن 20 مترًا. يجب ألا تكون تربة الطريق طرية، وإلا فيجب رصفه بالرمل والحصى.

تتضمن قائمة متطلبات الأدوات الرئيسية لكل مرحلة من مراحل الرفع ما يلي:

رقم	الاسم	المواصفات	الكمية	الوقت:	الوظيفة
1	مرفاع	75T	1 قطعة	2 يوم	التفريغ والشفرة جمعية
2	مرفاع	260T	1 قطعة	2 يوم	برج ودوار الرياح جمعية

 

 

9. مراقبة SCADA عن بعد
نظام المراقبة عن بعد CUBE3.0 مع وظائف النظام والميزات:

• نقل البيانات: يمكن إجراء اتصال البيانات والتفاعل معها من خلال الشبكات السلكية/اللاسلكية، كما أن طريقة الوصول مرنة ومريحة.

• المراقبة في الوقت الحقيقي: قم بتسجيل الدخول إلى صفحة الويب في أي وقت وفي أي مكان لمراقبة وتحليل حالة التشغيل في الوقت الحقيقي.

• تسجيل البيانات: تسجيل معلومات التشغيل المختلفة، والبيانات الجوية، وبيانات الشبكة، وتوليد الكهرباء وأنواع أخرى من البيانات.

• تحليل التقارير: يمكن إجراء إحصائيات لكل كمية مراقبة وسجلات الأخطاء حسب اليوم والشهر والسنة ويمكن إنشاء التقارير.

• إنذار الفشل: يمكن إبلاغ معلومات الفشل إلى موظفي التشغيل والصيانة في الوقت المناسب من خلال التصنيف المسبق لأنواع مختلفة من الفشل.

• إدارة التشغيل والصيانة: تسجيل معلومات كل عملية تشغيل وصيانة وتوفير تذكيرات بحالة التشغيل والصيانة وفقًا لمتطلبات الصيانة.

• السلامة والموثوقية: تم بناء الخادم على منصة سحابية تابعة لجهة خارجية، حيث تكون خدمة الشبكة آمنة وموثوقة.