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年10月16日-19日,2017北京國際風(fēng)能大會(huì)(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(chǎng),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(huì)(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(chǎng),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(bào)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(gè)方面,第一個(gè)簡(jiǎn)單介紹一下我們公司,第二個(gè)介紹一下我們?cè)陂_發(fā)還有現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目以及后期的一些整體解決方案,最后再根據(jù)兩個(gè)具體的實(shí)例進(jìn)行一下介紹。
下面進(jìn)入我們公司的整體簡(jiǎn)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(diǎn)項(xiàng)目,根據(jù)我們80多年的經(jīng)驗(yàn),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(dòng)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(shí)我們起步是以2兆瓦作為起步,2009年我們開始實(shí)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(jì)公司,2010年科技部批準(zhǔn)我們成立了海上的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,最后我們不斷涉足海上項(xiàng)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(jī)不斷的攀升,注冊(cè)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(duì)是一個(gè)國際化的科研團(tuán)隊(duì),我們是依托我們80年代湘電一個(gè)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(diǎn)事實(shí)上平臺(tái)打造了我們重點(diǎn)研發(fā)團(tuán)隊(duì),我們風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一直是有一個(gè)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(shí)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(tái)以上2兆瓦級(jí)以上的直驅(qū)泳永磁風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行業(yè)績(jī),在很早的時(shí)候我們就實(shí)施了上山下海戰(zhàn)略,這個(gè)紅色圈出來,我們?cè)诤茉绲臅r(shí)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(xiàng)目里,我們總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)濟(jì)就成為我們解決方案,我們看到這個(gè)圖上顯示就是一個(gè)也不算復(fù)雜,相對(duì)比較復(fù)雜的一個(gè)山地風(fēng)電場(chǎng),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(gè)方面,第一機(jī)組的設(shè)計(jì),第二就在工程實(shí)施,最后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行最后的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化。
我們?cè)僦匦聦徱曇幌嘛L(fēng)能捕獲公式,這是很傳統(tǒng)的公式,大家應(yīng)該都認(rèn)識(shí),但是這個(gè)公式相對(duì)比較粗放,我們進(jìn)行進(jìn)一步的延伸,把它延伸到每個(gè)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(gè)效率,所以我們進(jìn)行了一個(gè)分類。所以依據(jù)這個(gè)分類我們提出了兩項(xiàng)要求,第一項(xiàng)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(yùn)行的一個(gè)效率,我們要盡可能提升它的效能以及最后一項(xiàng)就是它的機(jī)組的自用電,這個(gè)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(shí)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(duì)機(jī)組設(shè)計(jì)方案提出了以下幾點(diǎn),第一我們的設(shè)計(jì)理念叫做少即是多,就是我們很簡(jiǎn)單的直驅(qū)的結(jié)構(gòu),第二我們高效的傳動(dòng)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(chǎng),我們發(fā)電機(jī)在實(shí)測(cè)下4米的時(shí)候效率就有93.4%,這是同步發(fā)電機(jī)的測(cè)試。第三個(gè)我們采用了多維度一個(gè)設(shè)計(jì)方案,也就是不斷的增大我們的,為了適應(yīng)不同的風(fēng)場(chǎng),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(gè)功率等級(jí)的變化,形成系列化,平臺(tái)化乃至定制化。
最后是一個(gè)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(chǎng),我們需要哪些施工方案,首先我們要對(duì)它場(chǎng)址進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)風(fēng)資源評(píng)估,以及它的道路以及它的施工平臺(tái),還有它的基礎(chǔ)的一些形勢(shì)的,也就是地質(zhì)條件,其次還有運(yùn)輸方案,運(yùn)輸方案決定我們道路的選取,工程造價(jià),還有小平臺(tái)吊裝,小平臺(tái)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(chǎng)這種復(fù)雜地形。
第三方面也就是監(jiān)測(cè)優(yōu)化方面,包括了運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè),效能分析,廠址再優(yōu)化,以及收益和安全的一個(gè)平衡性。
基于以上三個(gè)方案,我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了提質(zhì)增效的改造,第一個(gè)是氣動(dòng)增功的方案,第二個(gè)是抗冰凍的方案,這張圖片是一個(gè)南方典型的風(fēng)電場(chǎng),常年云霧繚繞,風(fēng)向變化很嚴(yán)重,首先我們對(duì)這個(gè)場(chǎng)址進(jìn)行一個(gè)分析,在場(chǎng)址后續(xù)過程中我們還要注意環(huán)境對(duì)機(jī)組整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的影響,下面這張動(dòng)圖顯示是對(duì)環(huán)境信息,風(fēng)機(jī)葉片還有風(fēng)向的變化,對(duì)葉片各個(gè)截面一個(gè)公角的影響,可以看出在葉片這個(gè)范圍之內(nèi),這個(gè)紅色線是公角的臨界狀態(tài),也就是失速點(diǎn),在大概5到8米左右的時(shí)候呢,它有可能進(jìn)入到失速區(qū)域,我們依據(jù)這個(gè)結(jié)論我們要進(jìn)行一定的改造,另外一個(gè)靠近葉片尖部,這部分由可能,它也會(huì)進(jìn)入失速區(qū)域,但是經(jīng)過我們?cè)u(píng)估,覺得可能是它這個(gè)模型數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)確,因?yàn)槭且唤M數(shù)據(jù)不會(huì)差異有這么大,所以呢我們這次的改造還是針對(duì)于葉片的根部。
對(duì)于失速解決呢,我們要進(jìn)行幾個(gè)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(shí)呢我們對(duì)它進(jìn)行一定的仿真模擬迭代到我們的載荷計(jì)算當(dāng)中,對(duì)我們的安全性要進(jìn)行評(píng)估,如果對(duì)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(cè)它的流程變化情況,可以遠(yuǎn)距離觀測(cè),如果方案好也可以綁一個(gè)運(yùn)動(dòng)攝像機(jī),這樣觀測(cè)會(huì)更好,除此之外我們會(huì)在西工大實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一個(gè)風(fēng)動(dòng)試驗(yàn)獲得了一些數(shù)據(jù)。

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