大型風電機組應該擁有更多的功能效益表現,以適應風電建設中十分復雜的應用需求與狀況變化,特別是風電機組在實現大型化之后應該同時具備更大幅度、更高效能與更多方式的調控手段與調控形成能力與其形成效果的配合,如只采用轉槳改變出力的調控方式難于滿足優勢化的應用需求與風力強度的巨大范圍變化,從而將減少投資收益的程度。
何況,通過變化風力攻擊大型葉片角度的轉槳調控方式所形成的調控準確性與成效性值得商榷,其或是成為導致當前大型風電不穩定的成因之一?(注:通過葉片轉槳調控是軸流式水輪機出力調控的方式,但與通過導水機構控制的水電站水流水壓與密度進行比較,自然界的風力要不穩定的多,稀疏的多,此外通過采用葉片攻擊角度變化調控也難于完全適應自然界風力強度的不斷變化,可能發生驅動力的漂移與驅動力的變化,導致風電穩定性的下降)。
更為大型的風電機組必須采用“多發電機系統”以適應大型風機對于風力強度大范圍變化的調控和巨型風電機組對出力能力大范圍變化的大幅度調控(注:當風機設計功率超過3-5-10兆瓦及以上功率能力后,對于大型風力機出力能力大幅度范圍變化的適用性要求就會愈加強烈,以使其能夠充分利用各種風力強度形成風力發電與實現其運行速度的寬幅調控。這與過去中小型定槳式風電機組“被動”采用雙發電機進行調控的出發點不同,創新技術是“主動”采用多發電機并且形成與另外的高效調控系統形成調控配合),而其龐大的多發電機系統必須設置在地面(海面);這樣還能方便安裝與維護,又可避免高寒高熱的破壞性影響。
5.拓展難成因的技術解析
風電機組的更大型化發展是實現高效、低價、簡捷、方便設計、生產、安裝、應用與穩定化運行唯一有效的途徑與手段,向著更大能力、更高效能、更強適用性的拓展預期也是支持與推動風電產業更大規模發展的原動力,但從現有大型風電機組的整體形態與結構的上述分析中可以看出,實現上述許多功能與能力需求的努力難有更大的拓展空間,因為在克服其中之一缺陷的過程中另一相關方面的問題會形成相互制約,難于兩全其美,如:更進一步放大其葉片設計規格空間的努力將導致重量、成本與故障率的更高發生,而某些功能性缺陷的完善努力(如:在高空設置大型多發電機系統)將永遠無法實現。
6.結語
明顯可見,在小型水平軸三葉槳風力發電機形態基礎上,通過逐步放大設計規格過渡形成的現有大型風電的形態與性能,會產生出如上列舉的諸多在小型風電機組上并不具有的性能缺陷、結構問題與應用困難。
能夠客觀、及時、全面、清楚地了解現有大型風電設備的技術發展現狀可以對投資決策提供預期有益的提示、參考。其同時也是構成探索更加適合大型風電機型特點的優秀創新方案最為原始的思維動力與基礎。
值得高興的是,經過長期的努力與完善,當前多種全新結構形態的大型風電機組的技術設計方案已經出現,其將全面優質解決上述多方面的難題,并可實現設計規模越大,單位千瓦成本越低,綜合效益越高的趨勢發展態勢,其可形成多樣化的宏大設計與規模建設,并可在不同應用條件下形成最佳機型的應用選擇,其有望使風電的上網電價低于或是大幅度的低于煤電(在不同風力狀況與機組建設規模的情況下)。