海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓系統(tǒng)是支撐機(jī)組安全運(yùn)行和高效發(fā)電的核心動力系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)組成

液壓動力單元：包含電機(jī)、油泵、閥塊、過濾器、冷卻系統(tǒng)等，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，為系統(tǒng)提供壓力油。

電液滑環(huán)：用于連接機(jī)艙內(nèi)和輪轂內(nèi)的液壓系統(tǒng)，使液壓油能夠在旋轉(zhuǎn)的部件之間傳輸。

分油閥塊組：將液壓動力單元輸出的液壓油分配到各個分支回路，如變槳閥塊組等。

變槳閥塊組：包含比例閥等元件，用于精確控制變槳油缸的動作，從而調(diào)節(jié)葉片的角度。

液壓缸：如變槳油缸、偏航制動油缸等，將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載做直線往復(fù)運(yùn)動。

蓄能器：儲存和釋放液體壓力能，在緊急情況下為系統(tǒng)提供動力，如在失電時推動油缸進(jìn)行緊急順槳。

油管和接頭：連接液壓系統(tǒng)的各個部件，輸送液壓油。

二、工作原理

變槳距控制：控制器根據(jù)風(fēng)速或功率信號生成控制電壓，比例閥將電信號轉(zhuǎn)換為液壓信號，調(diào)節(jié)油缸進(jìn)油量與方向，油缸活塞移動帶動葉片旋轉(zhuǎn)，同時位置傳感器實(shí)時反饋葉片位置，形成閉環(huán)控制，以優(yōu)化風(fēng)能捕獲效率并控制功率輸出。

偏航與制動控制：液壓馬達(dá)驅(qū)動機(jī)艙偏航，液壓閥控制油路方向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向；偏航制動器通過液壓壓力維持阻尼，減少機(jī)械沖擊。制動系統(tǒng)中，液壓缸推動剎車片夾緊剎車盤，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)時的快速抱閘。

安全保護(hù)機(jī)制：當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速超過閾值，突開閥自動開啟泄壓，觸發(fā)緊急停機(jī)；壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)壓力，異常時觸發(fā)停機(jī)或報(bào)警。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

高可靠性：故障率低，液壓元件簡單可靠，緊急順槳不依賴電控，靠蓄能器推動液壓缸進(jìn)行順槳，出力大、響應(yīng)特性好，可快速安全地執(zhí)行緊急停機(jī)。

減震緩沖效果好：依靠液壓腔體推動葉片動作進(jìn)行變槳，利用液壓阻尼特性吸收變槳動作中的扭矩沖擊，能有效減少整機(jī)載荷。

維護(hù)成本低：沒有齒輪傳動的沖擊和磨損，無需更換齒圈，減少了運(yùn)維成本。

防雷性能出色：電氣元件較少，對雷電不敏感，防雷性能好。

發(fā)電效率高：在高風(fēng)速下仍能保持較好的運(yùn)行性能，如液壓變槳在風(fēng)速＞36m/s 退出發(fā)電，相比電變槳在風(fēng)速＞28m/s 退出發(fā)電，可顯著延長發(fā)電時間。