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1、陆上风电风机设备选型探讨摘要：在风电场建设过程中，风电风机设备是风电项目投资的主要方向，其中 风电风机设备的选型尤为重要，其选择需要根据自然环境、交通运输、吊装的多 种等条件进行。因此需要结合实际环境选择合适的风电风机设备，本文通过分析 陆上风电风机组选型的原则和措施，了解风电风机的运行现状，对风电风机设备 选型的合理性具有重要意义。关键词:陆上风电风机;设备选型; 探讨1. 陆上风电风机技术现状 双馈异步式和直驱式是陆上风电风机技术的两种机型，二者有明显的差别， 在实际情况中，需要选择不同的发电机的尺寸和类型。第一，在双馈异步式中， 采用的是绕线式异步发电机，运用电刷和变流器连接，确定额定功
2、率。另外，变 流器也可以控制发电机的功率和速度。将机组工作的范围扩大。第二，在全直趋 式中，变流器可以将机械转动系统和电网隔离，有效控制发电机。其优势主要体 现在：可以避免发电机和电网之间的影响。以保证风力发电机组的顺利运行。第 三，半直驱式，半直驱式与全直趋式是直驱式的两种表现形式，意在融合双馈式 和直驱式机组的优点而避其缺点,半直驱式主要指将中速变流器与小型发电机进行 结合使用。其优势主要体现在以下几个方面，首先，转速低，可以降低机械应力， 发挥重要的作用。其次，重量低，尺寸小，具有一定的优势。失速调节和变速调节是风电机组功率的两种主要的调节方式。失速调节是在 转速保持不变的条件下，叶片发
3、生失速，将功率限制在一定范围内。失速调节的 主要优点是不需要复杂的控制程序，但是其启动风速较高。目前市场上的变速风 电机组一般采用双绕组结构。在高风阶段和低风阶段采用不同的极工作。另一种 是变桨风电机组，变桨距离调节的启动性能好，停机方便安全。但是故障几率高， 控制程序较为复杂。通过功率变换器连接到电网，这种功率变换器的容量大于等 于电机的容量。很多制造商更倾向于使用主动失速、变桨距变转速直接驱动机等。2. 风电机组选型2.1 风 电 机 组 选型时需要考虑的问题 为了最大程度的利用风能，在机组选型时应主要考虑以下问题：第一，根据 风力电机组 安全要求可以将风电机组分为4 个等级，应根据场址的
4、气候条件 选择安全等级的级别，在沿海地区的陆上电厂，需要掌握风速向内地的衰减规律， 结合当地地质条件及涨潮落潮规律，选择合适的沿海型风机。第二，应尽量选择 容量较大，采用变桨变速技术的机型，顺应风电机组的发展趋势，以减少风电机 组的数量，在减少土地占用面积的同时也提高了经济效益。比如,单机容量从 0.25MW到2.5MW的各种机型中，单价随着容量的变化呈U型趋势.600KW以上大 风轮直径,设备的重量在逐渐增加,使得风机疲劳载荷和极限载荷的增加.需要有专 门的加强型设计.目前的1.3MW风力发电机仍不成熟，投入使用的效果并不理想，出 现了很多故障。第三风电机组的价格及基础费用，在单机的容量不同
5、时，还应该 考虑配套设施和设备的费用。第四是售后服务，厂家有没有专门的售后服务场所， 以降低因机器故障造成的损失。风电机组是风电场的主要设备，在风电机组上的 投资占据很大一部分。第五，陆上风电场，应结合实际的环境选择合适的风电机 组，应该选择耐腐蚀技术、安装技术、防雷技术等以适应当地的特殊条件。目前， 国家发改委对风电技术管理提出了具体的要求，明确提出国产化率应达到 70%以 上。2.2 风电机组的选型 原则 为了有效利用资源、降低单位工程造价，在风电机组的选型中应坚持以下原 则：通过风能资源评估，根据IEC61400-1的标准来确定风电场的类型等级； 对同一场址的风资源条件，在总机容量相同的
6、前提下，从理论上，不同机型的年 发电量差别很大。单机容量的范围结合交通运输条件确定。在国内有良好记 录的机型，但是单机以下的机组由于关税和增值税等原因，在投资规模上缺乏竞 争力。因此最好采用单机以上机组。风机对风电场的气候、环境等因素有一些 特定的要求。结合气候状况，确定几种备选的机型。风沙容易使风机叶片开裂、 表面磨损。风电场一般建在平原或者山川地带，无建筑物、植被遮挡。高度越高， 风速越高。随着风机论安装高度的增加，其吊装难度、施工量以及工程费用都会 大大增加，因此，因根据施工难度决定风力发电机组的安装高度，避免对发电质 量的影响。另外，很多风电场所处在温度较低的地方，这会导致风机部件受到
7、损 害，使用寿命降低。所以需要结合当地的气候考虑备选机型。用WAS P软件计 算出其理论发电量，作初步布置。风机的理论小时数与扫风面积呈线性关系，扫 风面积的增加会使发电量增加，在中低风速区和高风速区，需要选择额定功率不 同的机型。用最新的招标价格计算出各备选机型及配套费用的投资估算。对风 电场风机同一高度发电效益与投资变化进行对比分析，其中搭架费用、基础桩基 费用和吊装费用等对投资的费用都有巨大影响。通过进行经济对比分析，使效益 最大化。总之，风电发展的前景广阔，同时也面临着很大的挑战，我国早 2007 年，首次提出多元发展，有效发展清洁能源和低碳能源。在所有的清洁能源中， 风能技术最为成熟
8、，最具有市场竞争力。2.3 国内现有风机类型 失速型定桨定速型、双馈式变桨变速型和直驱永磁式变桨变速型是国内现有 的风机类型。下面将对这三种风机的优缺点进行分析，首先失速型定桨定速机型 主要是依靠叶片的失速调节输出功率，目前已经不再使用额定风速较高的机型。 机械机构简单，经过多年的发展，技术水平成熟，易于实践和操作是其主要优点。 然而其叶片复杂，转速不会变化，体积较大，工艺的复杂性导致不能再大型风机 上使用。其次是双馈式变桨变速技术型在现代属于先进的技术设备，不仅解决了 风能转换效率低的问题，而且可以根据风速大小变换角度。性价比高，东方电气、 上海电气、沈阳华创等风机制造商主要利用这种技术。但
9、是其控制系统较为复杂。 直驱永磁式变桨变速技术型是新兴起来的，是未来风电技术的发展方向，主要采 用永磁型发电机，几乎不受风速的限制，减少了传统机型受气候的影响。金风科 技、湘电风能等风机制造商主要采用这种技术。3.结束语 综上所述，目前我国面临的主要问题是能源日益严峻，风能、光能等可再生 能源在不断开发利用。国家也出台相关政策不断推动可再生能源发展。在我国， 风电发展规模日益增大。随着风电的快速发展，风电设备的供应商也逐渐增多， 机器也从小容量逐渐向大容量发展。因此，研究陆上风电风机设备的选型和运行 经验就显得尤为重要。通过合理布置，确保风电场充分利用风力资源，降低成本， 提高风电机组的运行稳
10、定性，保证电机组的安全可靠，实现经济利益的最大化， 创造更大的价值。因此，在风电机场方面，其中最首要的问题就是进行风电机组的选型，由此可见，本文的研究具有重要的意义。 参考文献：1李小洁.王鹏.王军.南乌牛二级站主机组设备运行现状及设计选型建J. 现代农业科技，2015( 09) : 202-204.2陈金枫.陆上风电风机设备选型与运行经验J.能源与环境，2016( 05): 60-61.陈新本.变频调速设备在电厂辅机设备上的应用D.山东大学，2015李 俊峰风力12在中国M，化学工业出版社.2012.4中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会，中国风电发展报.全球风电 发展情况综述一一2013中国风电发展报告之一.5国家发展改革委，建设部发布.建设项目经济评价方法与参数M.中国 计划 出版社，2012.赵跃.陆上风电风机设备选型与运行经验J.科技风,2018(15):191.7李俊峰.高虎.王仲颖等.2008中国风电发展报告J.北京：中国环境科学出版 社，2008.
