偏航系統是水平軸式風力發電機組必不可少的組成系統之一。偏航系統的主要作用有兩個。其一是與風力發電機組的控制系統相互配合，使風力發電機組的風輪始終處于迎風狀態，充分利用風能，提高風力發電機組的發電效率；其二是提供必要的鎖緊力矩，以保障風力發電機組的安全運行。風力發電機組的偏航系統一般分為主動偏航系統和被動偏航系統。被動偏航指的是依靠風力通過相關機構完成機組風輪對風動作的偏航方式，常見的有尾舵、舵輪和下風向三種；主動偏航指的是采用電力或液壓拖動來完成對風動作的偏航方式，常見的有齒輪驅動和滑動兩種形式。對于并網型風力發電機組來說，通常都采用主動偏航的齒輪驅動形式。

　　1．偏航系統的技術要求

　　1.1. 環境條件
　　在進行偏航系統的設計時，必須考慮的環境條件如下：

　　1). 溫度；

　　2). 濕度；

　　3). 陽光輻射；
　　4). 雨、冰雹、雪和冰；
　　5). 化學活性物質；
　　6). 機械活動微粒；
　　7). 鹽霧。風電材料設備
　　8). 近海環境需要考慮附加特殊條件。
 　　應根據典型值或可變條件的限制，確定設計用的氣候條件。選擇設計值時，應考慮幾種氣候條件同時出現的可能性。在與年輪周期相對應的正常限制范圍內，氣候條件的變化應不影響所設計的風力發電機組偏航系統的正常運行。
　　1.2. 電纜
　　為保證機組懸垂部分電纜不至于產生過度的紐絞而使電纜斷裂失效，必須使電纜有足夠的懸垂量，在設計上要采用冗余設計。電纜懸垂量的多少是根據電纜所允許的扭轉角度確定的。
　　1.3. 阻尼
　　為避免風力發電機組在偏航過程中產生過大的振動而造成整機的共振，偏航系統在機組偏航時必須具有合適的阻尼力矩。阻尼力矩的大小要根據機艙和風輪質量總和的慣性力矩來確定。其基本的確定原則為確保風力發電機組在偏航時應動作平穩順暢不產生振動。只有在阻尼力矩的作用下，機組的風輪才能夠定位準確，充分利用風能進行發電。
　　1.4. 解纜和紐纜保護
　　解纜和紐纜保護是風力發電機組的偏航系統所必須具有的主要功能。偏航系統的偏航動作會導致機艙和塔架之間的連接電纜發生紐絞，所以在偏航系統中應設置與方向有關的計數裝置或類似的程序對電纜的紐絞程度進行檢測。一般對于主動偏航系統來說，檢測裝置或類似的程序應在電纜達到規定的紐絞角度之前發解纜信號；對于被動偏航系統檢測裝置或類似的程序應在電纜達到危險的紐絞角度之前禁止機艙繼續同向旋轉，并進行人工解纜。偏航系統的解纜一般分為初級解纜和終極解纜。初級解纜是在一定的條件下進行的，一般與偏航圈數和風速相關。紐纜保護裝置是風力發電機組偏航系統必須具有的裝置，這個裝置的控制邏輯應具有最高級別的權限，一旦這個裝置被觸發，則風力發電機組必須進行緊急停機。
　　1.5. 偏航轉速
　　對于并網型風力發電機組的運行狀態來說，風輪軸和葉片軸在機組的正常運行時不可避免的產生陀螺力矩，這個力矩過大將對風力發電機組的壽命和安全造成影響。為減少這個力矩對風力發電機組的影響，偏航系統的偏航轉速應根據風力發電機組功率的大小通過偏航系統力學分析來確定。根據實際生產和目前國內已安裝的機型的實際狀況，偏航系統的偏航轉速的推薦值見表5。

表5偏航轉速推薦值w

　　1.6. 偏航液壓系統

　　并網型風力發電機組的偏航系統一般都設有液壓裝置，液壓裝置的作用是拖動偏航制動器松開或鎖緊。一般液壓管路應采用無縫鋼管制成，柔性管路連接部分應采用合適的高壓軟管。螺接管路連接組件應通過試驗保證偏航系統所要求的密封和承受工作中出現的動載荷。液壓元器件的設計、選型和布置應符合液壓裝置的有關具體規定和要求。液壓管路應能夠保持清潔并具有良好的抗氧化性能。液壓系統在額定的工作壓力下不應出現滲漏現象。

　　1.7. 偏航制動器

　　采用齒輪驅動的偏航系統時，為避免振蕩的風向變化，引起偏航輪齒產生交變負荷，應采用偏航制動器（或稱偏航阻尼器）來吸收微小自由偏轉振蕩，防止偏航齒輪的交變應力引起輪齒過早損傷。對于由風向沖擊葉片或風輪產生偏航力矩的裝置，應經試驗證實其有效性。

　　1.8. 偏航計數器

　　偏航系統中都設有偏航計數器，偏航計數器的作用是用來記錄偏航系統所運轉的圈數，當偏航系統的偏航圈數達到計數器的設定條件時，則觸發自動解纜動作，機組進行自動解纜并復位。計數器的設定條件是根據機組懸垂部分電纜的允許扭轉角度來確定的，其原則是要小于電纜所允許扭轉的角度。

　　1.9. 潤滑

　　偏航系統必須設置潤滑裝置，以保證驅動齒輪和偏航齒圈的潤滑。目前國內的機組的偏航系統一般都采用潤滑脂和潤滑油相結合的潤滑方式，定期更換潤滑油和潤滑脂。

　　1.10. 密封

　　偏航系統必須采取密封措施，以保證系統內的清結和相鄰部件之間的運動不會產生有害的影響。

　　1.11. 表面防腐處理

　　偏航系統各組成部件的表面處理必須適應風力發電機組的工作環境。風力發電機組比較典型的工作環境除風況之外，其他環境（氣候）條件如熱、光、腐蝕、機械、電或其他物理作用應加以考慮。

　　2．偏航系統的組成

　　偏航系統一般由偏航軸承、偏航驅動裝置、偏航制動器、偏航計數器、紐纜保護裝置、偏航液壓回路等幾個部分組成。偏航系統的一般組成結構見圖5。

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