万源国际公司2.0MW风力发电机组可抗20级台风

发布时间 : 2016-07-28     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

     

  按常理,风机最“喜欢”风,可凡事都有“度”,一但刮起台风,没有经过抗台风设计的风机,经常不堪一击。近年来,我国东南沿海地区屡有超强台风出没,这些地区的风电场遭受过不小的冲击,带来了较为严重的损失。譬如2014年7月18日晚,超强台风“威马逊”席卷了我国海南、广东、广西等多个省区,这场1973年以来登陆华南地区的最强台风,令多家风电场受到了较大影响,有的风机被直接吹倒或拦腰折断,有的出现了叶片破裂、发电机掉落、机舱被揭开等等,以致无法正常运行。

  俗话说,防患于未然。台风给风电制造商和开发商造成了极大的人力、物力、财力损失。那么,有没有办法让风机在风灾来袭时,风机屹立不倒,不遭到破坏呢?万源国际公司总设计师严晓林给出了答案:“风机进行适应性设计和开发就够抵御台风对风电机组的破坏。”

增强风机结构强度抵御台风袭扰

  福建闾峡风电场安装的2.0MW电励磁直驱风力发电机组靠近海边,是万源国际公司由陆地风电机组向海上过渡的一款风电产品,也是量身为中国南方多台风地区设计制造的机型。公司针对中国南方地区多台风的情况,在风机整机的载荷设计上,依据闾峡风电场现场实测数据,按照GL国际标准规范,结合出现的极限风速,完成了整机总体载荷计算仿真模型,计算出总体载荷,按照计算出来的总体载荷数据进行总体结构部分的静强度和疲劳强度校核;针对台风极限风速高、阵风强度大和湍流度高等特点,对整机的铸件、结构尺寸、叶片、机舱罩、整流罩进行结构加强性设计,提高了主体材料的抗拉性;在不影响塔筒振动频率的前提下,增大塔底直径,增加塔筒钢板的厚度,使塔筒刚度增加;改进叶片辅层和生产工艺,采用钝尾缘翼型的叶片,加强机舱联结部位的强度,采用了大尺寸整流罩;风速仪和风向标采用机械式的双组冗余设计,使用全铝镁合金材质,增强安装支架的牢固性。

制定的抗台风控制策略 对机组进行有效保护

  公司自主研发团队认识到,机组抗台风控制策略的合理性和可靠性直接关系到风力发电机组承受载荷的大小、运行的平稳性、发电量以及整机的使用寿命。台风预报期间,针对台风特性制定的抗台风控制策略,还能够保证台风到来之前风机正常稳定运行,抓住台风前的大风期稳定发电为风电场争取一切可争取的利润。台风来临后,当风速达到25米/秒时,机组在电网断电之后通过UPS备用电源自动启动台风模式,使机组处于背风状态,通过叶片风载实现被动自由偏航,同时机组机头偏航正对台风方向,以桨叶最小面受力,叶片处于空气制动状态,通过程序控制释放主轴刹车和系统压力,同时保证偏航刹车压力,这样将大大减少叶片、机舱以及塔筒的受力,防止台风使风轮自由转动过速过高影响机组载荷,对机组进行有效保护。
  抗台风控制策略使机组具有较好的抗台风性能,使风电机组生存风速达到70米/秒,这次超强台风“威马逊”中心附近最大风力达到17级(60米/秒),在公司风电机组额定的极限风速范围之内,使得风电机组完全能够抵御超强台风的侵扰。

  除了抗台风设计外,公司针对闾峡风电场项目风机特点,还对机组进行了抗地震、防盐雾、抗腐蚀、抗高温、抗雷击、防霉菌、防化学电解质等市场适应性设计,通过先进的控制策略、强化的结构设计、精细的质量管理、科学的运行维护,使风电机组具有高可靠性、高稳定性、高发电量、高可利用率、低度电成本等性能,公司凭借独特的自主研发水平与质量优势,积累的抗台风等一系列经验,对于公司加快海上风电开发创造了条件。据严晓林介绍,万源国际公司这类抗台风经验和技术数据,还将应用于正在开发的3MW及更大功率等级风机上。万源国际公司正立志为成为推动风电事业发展的排头兵而不懈努力。

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