风力发电机组设计1.4 风电机组设计的基本内容与步骤

风力发电机组的设计涉及广泛的学科和专业知识，特别是对于大型机组，工程设计技术和实践经验的重要性不言而喻。本节将概述设计的基本内容和步骤，以便后续深入讨论。

首先，确定设计目标是关键。风电机组的设计需求因应用场景不同而异，如并网大功率机组和偏远地区的单机设计。需要考虑的因素包括机组的功能构成、电机类型、控制方式、运输和安装方式等，以适应不同环境和性能需求。例如，陆上风电场的大型机组一般功率在500-2MW，注重运输和维护的便利性，而近海风力发电则需考虑恶劣环境下的运行和安装条件，对可靠性和耐久性有更高要求。

总体设计是整个过程的核心，它需要平衡复杂的关系，如成本、性能和可靠性。风电机组作为一个机电复合体，要求设计出性价比高的方案。设计时需考虑风轮部件的叶片参数、气动性能、结构强度以及制造工艺和成本等因素，需要在众多设计目标中找到最佳平衡点。

在追求低成本和高可靠性的同时，风电机组总体设计的核心在于如何在复杂的因素间找到平衡，以实现设备的高性能和经济性。这涉及到机组总体设计方案的制定，包括：

1. 气动布局方案设计：随着功率增大，风电机组需要对风场风况进行深入分析，选择最优的气动布局，结合仿真技术确定整机和部件的初步设计。


2. 总体参数设计：在气动设计前，需确定关键参数，如风轮运行速度、叶片设计、风速等，目标在于降低成本、减小载荷，同时确保发电效率和电源质量。


3. 总体结构布局设计：这一步涉及机组的整体布局，旨在优化结构，确保其在各种条件下的稳定性和效率。

以上是风电机组总体设计的初步概述，详细的设计问题将在本书后续章节进行深入讨论。