提高低風速風電場發電量措施研究

　　2 風電機組運行優化
　　從2012 年開始，風電場開始最佳槳距角、偏航控制策略優化、發電機“雙模式運行”改造、更換更大葉片等發電量提升措施項目實驗，并于6月開始陸續實施各發電提升措施的實驗。各主要優化措施的原理及初步效果說明如下。
　　2.1 最佳槳距角設定
　　由于葉片的制造、安裝與設計存在誤差，在不同環境、不同風速下，風的湍流度、風切變都存在差異。這樣將會造成入流角度與設計入流角度發生偏差，進而影響風電機組的風能捕獲率。最佳槳距角是通過在不同的風速下設置不同的槳葉角度，通過對比分析后總結出一個適合實驗風電機組在不同風速下的最佳槳葉角度設定。
　　某1 號風電機組最佳槳距角優化前后功率曲線對比如圖1 所示。
　　 依據實測結果，單機發電量提升大約在1.2% 左右。
　　 2.2 偏航控制策略優化
　　偏航是控制風電機組風輪正對來風方向的一種措施，偏航控制的優劣將會對風輪有效的掃風面積產生較大影響。風輪有效的掃風面積是正對來風方向的面積，當風輪軸線與來風方向產生夾角后有效掃風面積為風輪掃風面積的余弦值。另外，由于偏航的動作，風電機組在原方向的慣性也將受到一部分的損失。偏航控制策略是當來風方向與風輪軸向夾角超過一定角度時才發生偏航動作，這個角度稱為容差角。在實際運行中，風向變化比較頻繁，因而容差角的大小與偏航的頻率度之間就存在了矛盾。偏航策略的優化就是要找到一個容差角、風向夾角均值，從而增加風能的捕獲能力。

　　某2 號風電機組偏航控制策略優
　　化前后功率曲線對比如圖2 所示。
　　依據實測結果，單機發電量提升大約在1.8% 左右。為了使提升效果更加明顯，下一步計劃可以繼續優化容差角。
　　2.3 發電機雙模改造
　　在目前的雙饋發電機技術下，發電機的最低轉速為1080r/min，當風速低到不足以維持這個轉速時，風電機組將切出。并且雙饋發電機在低轉速下的效率也很低（低于70%）。通過改變發電機定子的接線方式將雙饋發電機改為鼠籠發電機，三分之一變頻變為全功率變頻。在鼠籠模式下可以降低發電機轉速，從而減少機械損耗、提高發電機效率，進而提高在低風速下的發電量。