低溫環(huán)境對風力發(fā)電機組的影響初探

低溫環(huán)境對風力發(fā)電機組的影響初探，目前全國裝機總?cè)萘康?6％分布在這一區(qū)域。這些地區(qū)有一個共同特征就是冬季溫度比較低，最低溫度低于－30℃，低溫問題是這些風電場所面臨的一個共同問題。這種情況下機組的運行工況、零部件的性能、機組的可維護性等方面將發(fā)生變化，可能會造成風力發(fā)電機組超出了設(shè)計允許范圍，情況嚴重時甚至會引起嚴重的安全事故。 針對低溫環(huán)境的技術(shù)標準在風電行業(yè)中還是空白。大多數(shù)安裝在低溫地區(qū)的風力發(fā)電機組是在其標準設(shè)產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)上，采取一些專項的技術(shù)改進措施，期望能保證機組的正常安全運行。

根據(jù)國外一些報道，根據(jù)在加拿大北部一些風電場的經(jīng)驗，這些措施起到了一定的作用，但要達到預(yù)期要求還需要進行更多富挑戰(zhàn)性的創(chuàng)新工作[1][2]。 我國的氣候條件與歐洲和北美地區(qū)存在巨大的差異，實際情況表明簡單照搬國外的做法未必能達到理想的目的，何況目前風電行業(yè)還比較缺乏在低溫條件下的成功經(jīng)驗。本文在總結(jié)金風科技近年來在我國北方風電場的安裝、建設(shè)以及維護經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，從風力發(fā)電機組的出力特性變化、對零部件性能的影響以及運行維護等方面，對某些低溫影響因素進行了初步探討和分析，拋磚引玉，期望能有更多的業(yè)內(nèi)人士關(guān)注研究風力發(fā)電機組的低溫問題，提高我國風電技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)水平。

1 低溫條件下風力發(fā)電機組出力特性的變化 我們知道，風力發(fā)電機組風輪的輸出功率P 與風輪的氣動效率Cp、空氣密度ρ、風輪的掃風面積A 以及風速Vw 之間的關(guān)系可用下式表示： 顯然，隨著冬季溫度的降低，空氣密度將增大。風力發(fā)電機組特別是失速型機組的額定出力將增加，可能出現(xiàn)過發(fā)過載現(xiàn)象；夏天氣溫上升，空氣密度將下降，將導(dǎo)致機組的出力下降，應(yīng)有的效益不能完全發(fā)揮。特別是在冬夏溫度變化比較大的地區(qū)，需要對影響出力的葉片安裝角等參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)置和必要的處理，盡量降低因空氣密度變化帶來的不利影響。
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