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新能源风力发电技术与自动化技术研究
Research on New Energy Wind Power Generation Technology and Automation Technology

器和无核数字舵机，不需要偏航时，停止对舵机的控制，开启刹车。在塔架顶部
设计安装偏航舵机的平台，使偏航舵机固定安装在塔架顶端，舵盘嵌入与偏航轴
连接的舵机连接件内。

2. 偏航系统控制策略
在接收到风向变化的电信号后，控制电脑持续检测一定时间，若风向确定在
偏航系统允许的操作范围内，且机舱与风向不一致，松开偏航制动器，驱动偏航
舵机使风力发电机组根据风向快速平稳地调整方位角。机组完成对风后，锁紧偏

航制动器，保障风力发电机组可以安全运行。偏航控制系统可以接收到风向标传
递的风向信号，协调控制偏航电机和偏航制动器，执行偏航命令。当风向发生改
变时，安装于风向标上的方向传感器便会读出风向变换角度，编程使主控电脑计
算机舱上方向传感器与风向标上方向传感器的相差角度。在偏航过程中尽量进行

锐角偏航，对于钝角偏航情况，应考虑角度进行解缆。
（五）塔架和基础
设计的风力发电机组模型塔架较小，设计为刚性塔架。风轮、传动链以及偏
航系统设计好之后，塔顶部分的总质量便可确定，考虑到螺栓、螺母等重量，塔

顶质量约为 55kg。塔架设计为薄壁圆筒式的钢材料塔架，根据偏航系统尺寸确
定塔架尺寸参数。考虑到塔架固有频率，优化后的塔架设计参数如下：高度为 1，
650mm，内径 80mm，外径 83mm，材料采用 45 号钢。综合考虑实验室条件，
采用板状圆形塔架基础。基础下表面位于地面上，安装塔架的螺栓孔设计成沉头

孔，使基础与地面完全接触，增强稳定性。在基础上表面，设计加工与塔架底部
法兰边大小的凹槽，使塔架底部法兰可以安装在其中，通过高强度螺栓将二者
固连。

三、海上风电叶片制造

在“碳达峰、碳中和”大环境下，2020 年下半年风电补贴政策调整后，风
电场开发进入抢装期，同时国家也加快了首批 100GW 风光大基地项目建设，因
此，风电行业发展潜力巨大。我国风力资源较为丰富，总计约 10 亿千瓦，其中

陆地风能约占 2.53 亿千瓦，沿海约为 7.5 亿千瓦，为风力发电产业的发展提供了
良好的资源。从 20 世纪 80 年代，我国第 1 个风电场建成到 2022 年底，我国风
电产业装机总容量达到25.6亿千瓦。叶轮为风力发电机组中最昂贵及重要的部件，

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