風(fēng)電機(jī)組葉片增功組件研究與實(shí)踐

　　在風(fēng)電機(jī)組葉片根部、迎風(fēng)面等位置黏貼相關(guān)組件，可以改善風(fēng)電機(jī)組葉片的氣動(dòng)性能、抑制失速，提高風(fēng)能利用系數(shù)。2014 年初以來，我們小組比對(duì)了國(guó)內(nèi)外葉片增功組件文獻(xiàn)，并對(duì)國(guó)內(nèi)葉片增功組件的應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)研論證，自主設(shè)計(jì)完成了三種型式的增功組件，在某風(fēng)電場(chǎng)的2 臺(tái)機(jī)組上分別進(jìn)行安裝試驗(yàn)。安裝增功組件前后的發(fā)電量數(shù)據(jù)對(duì)比顯示，葉片安裝增功組件后發(fā)電量顯著提升。本文將重點(diǎn)說明葉片增功組件的結(jié)構(gòu)型式、工藝流程、數(shù)據(jù)分析及比較結(jié)果，為下一步增功組件的深入優(yōu)化和推廣應(yīng)用提供參考方法和數(shù)據(jù)支持。
　　增功組件的結(jié)構(gòu)型式
　　一渦流發(fā)生器我們?cè)诿恐~片上布置有一到兩列渦流發(fā)生器，呈條狀安裝在葉片吸力面根部過渡段至葉展中部區(qū)域，覆蓋面超過葉展一定比例，位于弦向某位置附近處。為更好地抑制葉片表面氣流失速現(xiàn)象（針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際情況），本次設(shè)計(jì)專門將渦流發(fā)生器的安裝位置向前緣方向進(jìn)行了調(diào)整。前期設(shè)間隔Z、長(zhǎng)度L、間距S、傾角β、底座寬、距前緣距離等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。 　　二阻力板阻力板由與葉片同材質(zhì)的復(fù)合材料制成。每支葉片安裝多塊擾流板，呈“一字型”固定在葉片壓力面根部位置，與前緣方向呈一定夾角。單塊阻力板尺寸、重量、各板間距、厚度等參數(shù)都經(jīng)過認(rèn)真計(jì)算和施工工藝考慮確定。擾流板底座總體呈長(zhǎng)方形，尺寸根據(jù)葉片型式不同而不同，使用專用膠固定（有一定弧度以便粘接）在葉片上。沿展向從距葉根一定位置處開始安裝，對(duì)起點(diǎn)距后緣的距離、終點(diǎn)距后緣的距離都進(jìn)行了明確規(guī)定。
　　三格尼襟翼格尼襟翼由與葉片同材質(zhì)的復(fù)合材料制成。每支葉片安裝多塊格尼襟翼，呈弧形一字排列在葉片尾緣最大弦長(zhǎng)處。為保證強(qiáng)度，在后緣處預(yù)留了一定距離，沿葉展方向與T 型擾流板相鄰，詳見圖2。每塊襟翼夾角為直角，固定安裝間距，使用專用膠粘接固定在葉片上。 　　安全性分析
　　本次研究，為保證葉片安裝增功組件后重要部位載荷不超允許范圍，研究人員根據(jù)GL 規(guī)范，利用Blade 軟件對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)77/1500 機(jī)組模型LM37.3 葉片帶渦流發(fā)生器以及不帶渦流發(fā)生器在同一風(fēng)區(qū)下(IEC IIA) ，分別根據(jù)葉片坐標(biāo)系、輪轂坐標(biāo)系、塔架坐標(biāo)系進(jìn)行了載荷計(jì)算，對(duì)比結(jié)果分別見圖3、圖4、圖5。 　　比較可得，對(duì)于LM37.3 葉片帶渦流發(fā)生器以及不帶渦流發(fā)生器，極限載荷以及疲勞載荷，葉根Mx 、My 、Mxy，輪轂中心My 、Mz 、Myz ，塔頂載荷My 、Mxy ，塔底載荷My 、Mxy 等主要載荷變化幅度最大在2% 左右。這遠(yuǎn)小于風(fēng)電機(jī)組在設(shè)計(jì)過程中預(yù)留的15% －35% 的載荷余量，所以在葉片上安裝渦流發(fā)生器等小型增功組件對(duì)風(fēng)電機(jī)組載荷影響不大，在其允許載荷范圍內(nèi)。