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低風速風電場風電機組選型探討

2014-08-07 來源:CWEA《風能》 瀏覽數(shù):1111


  企業(yè)進行低風區(qū)機型葉片設(shè)計時,對結(jié)構(gòu)強度計算比較重視,常常忽視對葉片的氣動外形的設(shè)計。風電機組運行環(huán)境變化,原有葉片氣動外形設(shè)計方案應(yīng)進行調(diào)整,才能滿足在特定的風速分布下年發(fā)電量最大的要求。選型時應(yīng)了解企業(yè)對調(diào)整后的葉片氣動外形優(yōu)化設(shè)計方案,是否用氣動性能計算程序?qū)θ~片風輪進行了性能校核計算,葉片風能利用系數(shù)及額定風速(輪轂高度均勻風速)是否具有良好的空氣動力性能。
  選型要重點分析企業(yè)對葉片外形設(shè)計方案采用確認方式的合理性,對比分析測試結(jié)果與計算結(jié)果的差異是否在允許范圍內(nèi),企業(yè)對存在誤差的分析的理論依據(jù)是否正確。還要核對企業(yè)設(shè)計方案中載荷計算使用的最佳運行曲線、風電機組的切入/切出風速等關(guān)鍵運行參數(shù)是否與樣機控制系統(tǒng)中設(shè)置的數(shù)據(jù)一致,此處是設(shè)計中各專業(yè)組的接口。參與風電機組設(shè)計的專業(yè)較多,方案的部分功能是各專業(yè)組分別進行,容易出現(xiàn)重點數(shù)據(jù)未進行傳遞的溝通不暢問題,所以在選型時一定要對兩專業(yè)使用的同一重要參數(shù)進行核對。
 ?。?)葉片材料審查
  選用輕質(zhì)材料的葉片,以降低風電機組的啟動風速。低風區(qū)風電機組的切入風速一般都選擇較低風速,在這樣的情況下,由于葉片質(zhì)量過重造成其轉(zhuǎn)動慣量過大,葉片的本身阻力造成其啟動困難,在實際運行中可能會發(fā)生在設(shè)計的風電機組切入轉(zhuǎn)速時無法并網(wǎng)發(fā)電的現(xiàn)象。
  變槳系統(tǒng)審查
  風電機組葉片及塔筒參數(shù)變化后,葉片收集的風能也隨之變化。變槳系統(tǒng)是風電機組在緊急停機時工作的重要部件之一,其驅(qū)動系統(tǒng)保證了在出現(xiàn)故障需要緊急停機時機組葉片迅速轉(zhuǎn)動角度,在較短的時間內(nèi)減少對風能的捕捉,從而使風輪停止轉(zhuǎn)動,避免發(fā)生風輪超速而引發(fā)的重大財產(chǎn)或人身損害。生產(chǎn)企業(yè)進行低風區(qū)機型設(shè)計時希望減少成本,認為低風速區(qū)大風發(fā)生的概率很小往往會降低安全系數(shù)。所以選型時要核對變槳驅(qū)動系統(tǒng)的電機扭矩,是否能保證在載荷最大時驅(qū)動槳葉轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)動速度達到變槳速率的要求,安全裕度是否足夠。還要核對變槳系統(tǒng)的應(yīng)急電源的容量是否滿足三次連續(xù)變槳的要求?,F(xiàn)階段各標準要求不一,用戶希望安全裕度取大些,但生產(chǎn)廠家希望降低成本。由制造廠家參與編制的國家能源局頒發(fā)的標準《風電機組電動變槳控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》NB/T31018-2011中4.2.9后備電源中要求:“電池后備電源系統(tǒng):電池組的容量應(yīng)滿足在葉片規(guī)定的載荷情況下完成3次緊急順槳動作的要求”,“電容后備電源系統(tǒng):電容組的容量應(yīng)滿足葉片在規(guī)定載荷情況下完成1次以上順槳動作要求”。而研究所為主編制的國標《風電機組變速恒頻控制系統(tǒng)》GB/T25386.1-2010中第5.2.11后備電源中要求“后備電源的容量設(shè)計應(yīng)至少3次以上滿載下的全程順槳需求”。
  在審查時要重點查看樣機試驗的試驗設(shè)備中加載設(shè)備和變槳速率的測試設(shè)備是否滿足要求,加載設(shè)備能力是否能滿足要求,測速設(shè)備是否能準確的測量變槳速度。某些生產(chǎn)企業(yè)試驗時加載的數(shù)值采用未考慮安全系數(shù)的數(shù)值,這樣的檢驗是不能滿足要求的。

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