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              比渦流發生器更炫的風電機組降載增功新技術

              2015-12-03 來源:風電峰觀察 瀏覽數:695

              目前,投入應用的風電機組越來越大,它們的工作應力很高,安全系數很低。制造更大的風電機組來捕捉能量使得能量利用率逐漸降低(此處所表達的意思應該是投資收益率),這是因為隨著風輪的直徑逐漸增大,從輪轂到基礎所有的部件都必須被加強。

              比渦流發生器更炫的風電機組降載增功新技術

                目前,投入應用的風電機組越來越大,它們的工作應力很高,安全系數很低。制造更大的風電機組來捕捉能量使得能量利用率逐漸降低(此處所表達的意思應該是投資收益率),這是因為隨著風輪的直徑逐漸增大,從輪轂到基礎所有的部件都必須被加強。
                但Frontier Wind公司的工程師則表示,利用該公司的主動載荷控制方案(active load control),可以在現有葉片長度的條件下捕捉到更高的發電量。該方案可在幾毫秒內從葉片表面快速彈出一些小的彈片,來達到降低葉片載荷的效果,避免葉片載荷傳遞至葉根甚至傳動鏈。
                Frontier Wind公司CEO Rob Giebel說已經有幾個設備制造商在關注這項技術,預計明年Variload系統將會應用于新的機組。Variload可適用于任何品牌的機組、任何類型的控制器和任何形狀的葉片。
                Giebel還介紹了該系統的的工作原理:“傳感器以50Hz的頻率對每支葉片吸力面和壓力面上多個位置的壓力進行采樣。當發生陣風或載荷變化時,葉片表面的小彈片就會被彈出。這些小彈片是大約高3.8~5.1厘米(1.5~2英寸),長約30厘米(12英寸),這主要取決于他們在葉片上所處的位置。彈片可對葉片表面的局部瞬間失速的氣流進行分離。因此,如果機組在12點的位置有風切變,只有這個位置的葉片上的彈片會被觸發,而其他葉片上的彈片則不會動作。”而且,當載荷恢復到在規定的范圍內時,這些彈片被收回。
                彈片處于收回狀態
                彈片處于彈出狀態
                如果,由于惡劣的天氣,使得載荷在很長的時間都維持在很高的水平,風電機組的主控通常會使葉片收槳以保護機組的安全。“因此,風電機組的主控只需要按照通常的邏輯進行控制即可,讓Variload系統來處理日常運行中所遇到的陣風和湍流問題。”
                Giebel說:“我們已經由Garrad Hassan公司見證,在風輪直徑超過130米的機組上做了幾百萬次的模擬。此外,我們還在明尼蘇達州的一臺Zond風輪直徑為48米的750kW機組上測試了3年。我們目前正在與幾家設備制造商進行接洽。DNV GL Garrad Hassan為我們提供了測試、認證和咨詢服務。”通過實際運行,Variload系統還開發了寒冷的天氣模式,通過打破葉片表面覆冰,延長機組運行時間。
                與Variload系統相比,變槳系統的作用時間較長,通常需要3~4秒的反應時間(這個時間是指從風速變化引發葉片受力變化,進而使得傳動鏈受力不平衡而導致轉速變化,再將變化后的轉速反饋至主控,最后通過主控發出變槳信號觸發變槳動作的時間),遠遠大于Variload系統100ms的反應周期。
                采用Variload系統的功率曲線明顯優于常規機型
                Giebel表示:“我們認為Variload系統很可能會是度電成本降低10%~20%。例如,如果一臺機組不再將過多的載荷帶給塔筒,那么它也就不再需要那么多的鋼鐵(來制造塔筒);同時這也有利于將已有機型的提高到更高的風場等級。”采用該技術可有利于在運機組增大葉片長度,或者使在運的低風速機組應用于高風速地區。
              閱讀上文 >> 風力機葉片沖擊問題分析(上)
              閱讀下文 >> 風電軸承廢油脂自動清除困境及目前有效措施

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