三、 基礎研究
我國雖然風資源豐富,但不同地域的資源條件差別很大。例如北方多高寒和沙塵暴,南方多高溫、潮濕和臺風,極端氣候條件明顯;并且還存在山地、丘陵等復雜地形。這些因素在目前引進風力發電機組時考慮并不充分。因此,應針對這些極端氣候條件和復雜地形開展基礎研究。研究內容要重點突破風電行業所面臨的共性問題,如哪些因素對風力發電機組有影響;影響的機理、程度和規律;解決方案和驗證;設計標準和檢驗,為整個風電行業提供公共支撐技術。此外,此項工作應在國家支持之下通過產、學、研、用相結合的方式來完成,企業很難獨立完成這樣的研究工作,即使取得某項成果,也很難成為共享資源。企業可根據基礎研究的成果進行產品轉化,或者改進、改型,形成自主研發的系列中國化機型。(未完待續)
本期關鍵詞:定槳距風力發電機組
定槳距風力發電機組的主要結構特點是:槳葉與輪轂的連接是固定的,即當風速變化時,槳葉的迎風角度不能隨之變化。這一特點給定槳距風力發電機組提出了兩個必須解決的問題。
一是當風速高于風輪的設計點風速即額定風速時,槳葉必須能夠自動地將功率限制在額定值附近,因為風力發電機上所有材料的物理性能是有限度的,槳葉的這一特性被稱為自動失速性能。二是運行中的風力發電機組在突然失去電網(突甩負載)的情況下,槳葉自身必須具備制動能力,使風力發電機組能夠在大風情況下安全停機。早期的定槳距風力發電機組風輪并不具備制動能力,脫網時完全依靠安裝在低速軸或高速軸上的機械剎車裝置進行制動,這對于數十千瓦級機組來說問題不大,但對于大型風力發電機組,如果只使用機械剎車,就會對整機結構強度產生嚴重影響。為解決上述問題,槳葉制造商首先在20世紀70年代用玻璃鋼復合材料研制成功了失速性能良好的風力發電機槳葉,解決了定槳距風力發電機組在大風時的功率控制問題;20世紀80年代又將葉尖擾流器成功地應用在風力發電機組上,解決了在突減負載情況下的安全停機問題,使定槳距(失速型)風力發電機組在近20年的風能開發利用中始終占據主導地位,最新推出的兆瓦級風力發電機組仍有機型采用該項技術。