低风速风电场风电机组选型探讨
发布时间：2014-08-07     来源： CWEA《风能》
本文摘要：　　风能是洁净环保的可再生能源，人类对风能的利用至少已经有3000年历史，由于受到当时经济、技术方面的因素制约，风力发电技术发展缓慢。

 
　　风能是洁净环保的可再生能源，人类对风能的利用至少已经有3000年历史，由于受到当时经济、技术方面的因素制约，风力发电技术发展缓慢。19世纪70年代世界爆发石油危机之后，欧美等发达国家为寻找能够替代化石燃料的新能源，投入了大量的科研经费与激励政策研制风电机组。二十世纪，风力发电事业在全球范围内蓬勃发展，风电机组单机发电量从最初的kW级发展到现在的MW级，从最初的小型离网型单机发展到现在大型并网型机组。从最初的木制叶片、固定轮毂及侧偏尾舵调速发展到现在的玻璃纤维片、定桨距或变桨距以及偏航对风调节系统。
 
　　全球风能理事会（GWEC)2012年3月7日公布的调查结果显示，2010年全年新建风力发电设备的装机总容量排名首位的是中国(16.5GW)，比排名第二的美国(5.12GW)多出2倍多。这意味着中国的装机总容量远超美国，是世界第一风电大国。
 
　　从目前的发电方式的碳排量来看，煤发电为275g，油发电为204g，天然气发电为181g，风力发电为20g。风力发电的碳排量相比之下小得多。除水电外，风电是开发技术最成熟、开发成本最低，也是未来最具大规模价值的可再生能源之一。
 
　　中国“十二五”规划提出的100GW风电装机目标中，将有至少20GW的份额属于低风速风电场。譬如，广西的风场大部分属于低风速区，近期开发的力度加大，而在广西风力发电规划项目选定的96个风电场选点中，桂林占了48个，可以说，桂林是广西风力发电开发的重点。
 
　　建立风场的首要任务就是要选择适合于风场地域特点的风电机组。譬如，为适应桂林地区的特殊运行环境，必须要求风电制造企业调整原有设计方案，并提供调整方案后样机的试验数据，以保证调整方案的合理性。在风场的运行过程中密切关注风电机组设计方案中较为薄弱的环节，提高风电机组运行的可靠性。由于近年来风电发展迅速，部分生产企业急于占领市场，忽略对调整方案样机的测试与试验，给风电发展带来了巨大的隐患。
 
　　本文结合在广西地区低风速风区的工作实践经验，主要讨论风场选择风电机组及运行维护应重点关注的几个问题。
 
　　风电机组叶片审查
 
　　（1）翼型方案审查
 
　　低风速区需更优化的叶片，在更低的风速下吸收更多的风能。
 
　　风电机组叶片作为风电机组的核心部件之一，其性能质量直接影响整体机组的效率，设计合理的叶片是保证风电机组正常稳定运行的重要因素。另一方面叶片制造成本占风电机组设备的20%－30%，因此提高叶片的性能一直是风电技术研究的方向。叶片的气动设计包括外形设计及气动性能计算，气动外形设计决定了风能利用效率，气动性能计算是评价叶片外形设计的关键指标。
 
　　Q：您觉得您是什么性格的人?
 
　　A：上高中的时候，我特别崇拜我的语文老师。在他的课上，我比谁都积极，每次都主动举手。他很少叫我，我也不知道为什么。但是我就一直坚持，不会因为他不叫我，就不举手。我是一个很执着的人。
 
　　Q：教练技术对您的工作起到了什么作用?
 
　　A：与其说是工具，但更多的是一种理念。教练技术认为，要相信每个人都是丰富的、完整的，有创造力的自然之子。基于此，我们就应该充分相信他人的能动性，并且将员工的生活和工作看成一个整体。
 
　企业进行低风区机型叶片设计时，对结构强度计算比较重视，常常忽视对叶片的气动外形的设计。风电机组运行环境变化，原有叶片气动外形设计方案应进行调整，才能满足在特定的风速分布下年发电量最大的要求。选型时应了解企业对调整后的叶片气动外形优化设计方案，是否用气动性能计算程序对三叶片风轮进行了性能校核计算，叶片风能利用系数及额定风速（轮毂高度均匀风速）是否具有良好的空气动力性能。
 
　　选型要重点分析企业对叶片外形设计方案采用确认方式的合理性，对比分析测试结果与计算结果的差异是否在允许范围内，企业对存在误差的分析的理论依据是否正确。还要核对企业设计方案中载荷计算使用的最佳运行曲线、风电机组的切入/切出风速等关键运行参数是否与样机控制系统中设置的数据一致，此处是设计中各专业组的接口。参与风电机组设计的专业较多，方案的部分功能是各专业组分别进行，容易出现重点数据未进行传递的沟通不畅问题，所以在选型时一定要对两专业使用的同一重要参数进行核对。
 
 
　　选用轻质材料的叶片，以降低风电机组的启动风速。低风区风电机组的切入风速一般都选择较低风速，在这样的情况下，由于叶片质量过重造成其转动惯量过大，叶片的本身阻力造成其启动困难，在实际运行中可能会发生在设计的风电机组切入转速时无法并网发电的现象。

关键词：风机资讯 低风速风场

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