湘電風(fēng)能徐可：復(fù)雜山地低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組提質(zhì)增效整體解決方案

2017-10-20 12:53:11 能見　點擊量：評論 (0)

2017年10月16日-19日，2017北京國際風(fēng)能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在中國國際展覽中心（新館）在役風(fēng)電機(jī)組技改提效專場，湘電風(fēng)能有限公司首席系統(tǒng)分析師徐可就復(fù)雜山地低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組提質(zhì)增效整體解決方

2017年10月16日-19日，2017北京國際風(fēng)能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在中國國際展覽中心（新館）“在役風(fēng)電機(jī)組技改提效”專場，湘電風(fēng)能有限公司首席系統(tǒng)分析師徐可就復(fù)雜山地低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組提質(zhì)增效整體解決方案發(fā)表主旨演講。

以下為演講內(nèi)容：

徐克：各位專家各位同仁，大家上午好，我今天向大家匯報的內(nèi)容是復(fù)雜山地低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組提質(zhì)增效的整體解決方案，今天的內(nèi)容主要分為三個方面，第一個簡單介紹一下我們公司，第二個介紹一下我們在開發(fā)還有現(xiàn)場項目以及后期的一些整體解決方案，最后再根據(jù)兩個具體的實例進(jìn)行一下介紹。

下面進(jìn)入我們公司的整體簡介，先介紹我們的母公司，我們母公司是湘電集團(tuán)，湘電集團(tuán)成立比較早，是成立1936年，原名叫做國民政府中央電工器材廠，在建國初期我們就列為了國家重點項目，根據(jù)我們80多年的經(jīng)驗，我們以電機(jī)作為核心，在電器、電機(jī)成套設(shè)備延伸了產(chǎn)業(yè)鏈，主要內(nèi)容涉及到電動輪的機(jī)械車，艦艇推進(jìn)，軌道交通等一些內(nèi)容。

在2006年集團(tuán)決定涉足風(fēng)機(jī)制造產(chǎn)業(yè)，所以我們就直接選擇了直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)時我們起步是以2兆瓦作為起步，2009年我們開始實施了國際化戰(zhàn)略，收購了荷蘭了達(dá)爾文和威維克設(shè)計公司，2010年科技部批準(zhǔn)我們成立了海上的國家重點實驗室，最后我們不斷涉足海上項目，平海灣的一期還有一些樣機(jī)的工程，經(jīng)過這十多年的發(fā)展我們業(yè)績不斷的攀升，注冊資本不斷升高，現(xiàn)在我們具有了2千套2兆瓦以上發(fā)電機(jī)組的產(chǎn)能。

我們科研團(tuán)隊是一個國際化的科研團(tuán)隊，我們是依托我們80年代湘電一個歷史，成立了我們湘電的研究院以及我們歐洲的達(dá)爾文研發(fā)中心，借助海上重點事實上平臺打造了我們重點研發(fā)團(tuán)隊，我們風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一直是有一個相當(dāng)于叫一脈相承，我們的技術(shù)引進(jìn)是引進(jìn)于荷蘭的一家公司，這家公司是國際上兩家最早做直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之一，其中一家很著名叫德國（英文），另外一家叫做（英文），我們后期引進(jìn)的這些技術(shù)包括合并達(dá)爾文的時候，我們技術(shù)路線是一脈相承的，從第一代到第二代到我們現(xiàn)在的第三代陸上產(chǎn)品，以及第四代海上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品，我們所有的結(jié)構(gòu)形式都是一脈相承。

我們目前具有5000臺以上2兆瓦級以上的直驅(qū)泳永磁風(fēng)電機(jī)組運行業(yè)績，在很早的時候我們就實施了上山下海戰(zhàn)略，這個紅色圈出來，我們在很早的時候就在東南沿海以及中南部地區(qū)以及西南部地區(qū)進(jìn)行了裝機(jī)，低風(fēng)速廠區(qū)不在少數(shù)，在這些項目里，我們總結(jié)了一些經(jīng)驗。這些經(jīng)濟(jì)就成為我們解決方案，我們看到這個圖上顯示就是一個也不算復(fù)雜，相對比較復(fù)雜的一個山地風(fēng)電場，所以我們開發(fā)了一些響應(yīng)的措施，這些措施主要涉及到三個方面，第一機(jī)組的設(shè)計，第二就在工程實施，最后在現(xiàn)場進(jìn)行最后的監(jiān)測和優(yōu)化。

我們再重新審視一下風(fēng)能捕獲公式，這是很傳統(tǒng)的公式，大家應(yīng)該都認(rèn)識，但是這個公式相對比較粗放，我們進(jìn)行進(jìn)一步的延伸，把它延伸到每個風(fēng)速段，我們可以看到有很多的制約條件影響機(jī)組整個效率，所以我們進(jìn)行了一個分類。所以依據(jù)這個分類我們提出了兩項要求，第一項就叫高效節(jié)能可靠，第二就是環(huán)境適應(yīng)性要強(qiáng)，在綠色區(qū)域就是機(jī)組本身運行的一個效率，我們要盡可能提升它的效能以及最后一項就是它的機(jī)組的自用電，這個是經(jīng)常人們忽略的一方面。第二方面就是一些環(huán)境適應(yīng)性，比如說空氣的密度，切入切出的風(fēng)速還有你的掃風(fēng)面積，還有時間梯，提升我們的塔筒高度，增加高風(fēng)速的占比提升我們整體的收益。

通過這些我們對機(jī)組設(shè)計方案提出了以下幾點，第一我們的設(shè)計理念叫做少即是多，就是我們很簡單的直驅(qū)的結(jié)構(gòu)，第二我們高效的傳動鏈結(jié)構(gòu)，使我們整體效率不斷的提升，更加適應(yīng)于低風(fēng)速的風(fēng)場，我們發(fā)電機(jī)在實測下4米的時候效率就有93.4%，這是同步發(fā)電機(jī)的測試。第三個我們采用了多維度一個設(shè)計方案，也就是不斷的增大我們的，為了適應(yīng)不同的風(fēng)場，我們選取了不同的葉輪直徑，還有不同的塔筒高度，以及我們的一個功率等級的變化，形成系列化，平臺化乃至定制化。

最后是一個自適應(yīng)的智能控制，進(jìn)行自學(xué)習(xí)自調(diào)節(jié)的過程控制，我們看一下山地風(fēng)電場，我們需要哪些施工方案，首先我們要對它場址進(jìn)行一個詳細(xì)風(fēng)資源評估，以及它的道路以及它的施工平臺，還有它的基礎(chǔ)的一些形勢的，也就是地質(zhì)條件，其次還有運輸方案，運輸方案決定我們道路的選取，工程造價，還有小平臺吊裝，小平臺吊裝可以使我們選址的余地更大，還有一些單葉片的調(diào)轉(zhuǎn)技術(shù)，適應(yīng)山地的風(fēng)電場這種復(fù)雜地形。

第三方面也就是監(jiān)測優(yōu)化方面，包括了運行狀態(tài)的監(jiān)測，效能分析，廠址再優(yōu)化，以及收益和安全的一個平衡性。

基于以上三個方案，我們對現(xiàn)場進(jìn)行了提質(zhì)增效的改造，第一個是氣動增功的方案，第二個是抗冰凍的方案，這張圖片是一個南方典型的風(fēng)電場，常年云霧繚繞，風(fēng)向變化很嚴(yán)重，首先我們對這個場址進(jìn)行一個分析，在場址后續(xù)過程中我們還要注意環(huán)境對機(jī)組整個運行狀態(tài)的影響，下面這張動圖顯示是對環(huán)境信息，風(fēng)機(jī)葉片還有風(fēng)向的變化，對葉片各個截面一個公角的影響，可以看出在葉片這個范圍之內(nèi)，這個紅色線是公角的臨界狀態(tài)，也就是失速點，在大概5到8米左右的時候呢，它有可能進(jìn)入到失速區(qū)域，我們依據(jù)這個結(jié)論我們要進(jìn)行一定的改造，另外一個靠近葉片尖部，這部分由可能，它也會進(jìn)入失速區(qū)域，但是經(jīng)過我們評估，覺得可能是它這個模型數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)確，因為是一組數(shù)據(jù)不會差異有這么大，所以呢我們這次的改造還是針對于葉片的根部。

對于失速解決呢，我們要進(jìn)行幾個方案進(jìn)行選擇有幾種，包括尾緣的機(jī)翼、物流發(fā)生器，同時呢我們對它進(jìn)行一定的仿真模擬迭代到我們的載荷計算當(dāng)中，對我們的安全性要進(jìn)行評估，如果對這些再不放心，我們還做了另外的事情，比如說在葉片上粘貼一些細(xì)的纖維線來觀測它的流程變化情況，可以遠(yuǎn)距離觀測，如果方案好也可以綁一個運動攝像機(jī)，這樣觀測會更好，除此之外我們會在西工大實驗室進(jìn)行了一個風(fēng)動試驗獲得了一些數(shù)據(jù)。

責(zé)任編輯：lixin

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