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風(fēng)電機組部件損壞與風(fēng)電場微觀選址
2014-06-07
來源:東方汽輪機有限公司風(fēng)電事業(yè)部
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4.2 機位的實際有效湍流強度難以準(zhǔn)確估算
現(xiàn)在,對于風(fēng)電場每個機位湍流強度的計算大都依據(jù)測風(fēng)塔數(shù)據(jù),運用用工程軟件對每個機位的湍流強度進行計算,然后對機位進行篩選。
在新建風(fēng)電場對機位湍流強度進行估算時,不能準(zhǔn)確得到每個機位的湍流強度。一方面,是由于在建風(fēng)電場之前,機組還沒有建成,不能得到機組之間的相互干擾尾流真實的數(shù)據(jù),因此,不可能獲得每個機位實際的風(fēng)況數(shù)據(jù);另一方面,在自然條件下,風(fēng)況變化的復(fù)雜性、隨機性以及應(yīng)用軟件的局限性,在運用軟件對每個機位的湍流強度進行計算時,永遠(yuǎn)都會存在理論與實際的偏差。
因此,通過軟件進行風(fēng)電場微觀選址,難以對每個機位的實際湍流強度大小做出準(zhǔn)確評估。存在某些風(fēng)電場機位的有效湍流強度,在大風(fēng)速時超過IEC-A 類標(biāo)準(zhǔn),或機組的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),從而影響機組安全及使用壽命,對于這種情況,有必要采取彌補措施對機組運行的經(jīng)濟性及未來收益進行重新評估。
5. 機位湍流強度超標(biāo)的處理辦法
避免機組因湍流度過大而造成部件損壞,延長機組壽命,一方面,在風(fēng)電場新建階段需通過工程軟件對機組機位進行篩選和布置;另一方面,微觀選址不當(dāng)?shù)娘L(fēng)電場運行機組,需要再次對運行機組的機位進行重新評估和優(yōu)化。
當(dāng)風(fēng)電場微觀選址重新確定機位,或運營風(fēng)電場的風(fēng)電機組實際有效湍流強度超出其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時,為了避免組部件的疲勞破壞和機組壽命的縮短,視具體機位的環(huán)境條件和評估情況,可采取以下措施:
(1)將該位置換成湍流強度級別更高的機型。
(2)將該機組移到湍流強度小的位置。
(3)調(diào)節(jié)該機組周圍,尤其是上風(fēng)向風(fēng)電機組的布置,拉大該機組與上風(fēng)向機組之間的距離,使其盡可能少受其他機組尾流影響。
(4)由于湍流強度受地面障礙物和地面粗糙度影響較大,塔筒高度增加,機組的有效湍流強度減小。因此,在項目經(jīng)濟性、機位基礎(chǔ)和塔筒強度允許的條件下,適當(dāng)增加塔筒的高度,把有效湍流強度調(diào)整在機組允許的范圍之內(nèi)。
(5)在現(xiàn)場風(fēng)況測定與機組性能評估的基礎(chǔ)上,根據(jù)風(fēng)況條件有選擇性地運行,如:在湍流強度很大的時間段,機組停機;或者通過機組控制器程序設(shè)定限定機組運行方位,機組僅在湍流強度較小的方位運行,禁止機組偏航到湍流強度大的方位運行。
(6)調(diào)整風(fēng)電場機組的運行模式,即當(dāng)下風(fēng)向風(fēng)電機組受上風(fēng)向風(fēng)電機組尾流影響嚴(yán)重時,可以根據(jù)實際情況關(guān)停部分下風(fēng)向的風(fēng)電機組。這樣盡管犧牲了一部分發(fā)電量,但可使下風(fēng)向機組避免了因尾流引起的有效湍流強度過大,從而可降低疲勞載荷,延長下風(fēng)向機組的使用壽命。
6. 結(jié)論
在新建風(fēng)電場時,重視風(fēng)電機組的微觀選址, 以減少風(fēng)電機組的部件損壞, 延長機組壽命。風(fēng)電場微觀選址, 應(yīng)以充分、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為機位評估與優(yōu)化的依據(jù), 依靠科學(xué)手段, 通過對各種影響因素的綜合考慮, 實現(xiàn)風(fēng)電場的最優(yōu)選址; 在風(fēng)電場實際運行的機組中, 如果發(fā)現(xiàn)有微觀選址不當(dāng)?shù)臋C位, 應(yīng)及時評估并采取措施, 權(quán)衡利弊, 從而使風(fēng)電場取得較好的經(jīng)濟效益。
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