低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組選型探討

　　風(fēng)能是潔凈環(huán)保的可再生能源，人類對(duì)風(fēng)能的利用至少已經(jīng)有3000年歷史，由于受到當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面的因素制約，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展緩慢。19世紀(jì)70年代世界爆發(fā)石油危機(jī)之后，歐美等發(fā)達(dá)國家為尋找能夠替代化石燃料的新能源，投入了大量的科研經(jīng)費(fèi)與激勵(lì)政策研制風(fēng)電機(jī)組。二十世紀(jì)，風(fēng)力發(fā)電事業(yè)在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)發(fā)電量從最初的kW級(jí)發(fā)展到現(xiàn)在的MW級(jí)，從最初的小型離網(wǎng)型單機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在大型并網(wǎng)型機(jī)組。從最初的木制葉片、固定輪轂及側(cè)偏尾舵調(diào)速發(fā)展到現(xiàn)在的玻璃纖維片、定槳距或變槳距以及偏航對(duì)風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
　　全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC)2012年3月7日公布的調(diào)查結(jié)果顯示，2010年全年新建風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)總?cè)萘颗琶孜坏氖侵袊?16.5GW)，比排名第二的美國(5.12GW)多出2倍多。這意味著中國的裝機(jī)總?cè)萘窟h(yuǎn)超美國，是世界第一風(fēng)電大國。
　　從目前的發(fā)電方式的碳排量來看，煤發(fā)電為275g，油發(fā)電為204g，天然氣發(fā)電為181g，風(fēng)力發(fā)電為20g。風(fēng)力發(fā)電的碳排量相比之下小得多。除水電外，風(fēng)電是開發(fā)技術(shù)最成熟、開發(fā)成本最低，也是未來最具大規(guī)模價(jià)值的可再生能源之一。
　　中國“十二五”規(guī)劃提出的100GW風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)中，將有至少20GW的份額屬于低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)。譬如，廣西的風(fēng)場(chǎng)大部分屬于低風(fēng)速區(qū)，近期開發(fā)的力度加大，而在廣西風(fēng)力發(fā)電規(guī)劃項(xiàng)目選定的96個(gè)風(fēng)電場(chǎng)選點(diǎn)中，桂林占了48個(gè)，可以說，桂林是廣西風(fēng)力發(fā)電開發(fā)的重點(diǎn)。
　　建立風(fēng)場(chǎng)的首要任務(wù)就是要選擇適合于風(fēng)場(chǎng)地域特點(diǎn)的風(fēng)電機(jī)組。譬如，為適應(yīng)桂林地區(qū)的特殊運(yùn)行環(huán)境，必須要求風(fēng)電制造企業(yè)調(diào)整原有設(shè)計(jì)方案，并提供調(diào)整方案后樣機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以保證調(diào)整方案的合理性。在風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)行過程中密切關(guān)注風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)方案中較為薄弱的環(huán)節(jié)，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性。由于近年來風(fēng)電發(fā)展迅速，部分生產(chǎn)企業(yè)急于占領(lǐng)市場(chǎng)，忽略對(duì)調(diào)整方案樣機(jī)的測(cè)試與試驗(yàn)，給風(fēng)電發(fā)展帶來了巨大的隱患。
　　本文結(jié)合在廣西地區(qū)低風(fēng)速風(fēng)區(qū)的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，主要討論風(fēng)場(chǎng)選擇風(fēng)電機(jī)組及運(yùn)行維護(hù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)問題。
　　風(fēng)電機(jī)組葉片審查
　　（1）翼型方案審查
　　低風(fēng)速區(qū)需更優(yōu)化的葉片，在更低的風(fēng)速下吸收更多的風(fēng)能。
　　風(fēng)電機(jī)組葉片作為風(fēng)電機(jī)組的核心部件之一，其性能質(zhì)量直接影響整體機(jī)組的效率，設(shè)計(jì)合理的葉片是保證風(fēng)電機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。另一方面葉片制造成本占風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的20%－30%，因此提高葉片的性能一直是風(fēng)電技術(shù)研究的方向。葉片的氣動(dòng)設(shè)計(jì)包括外形設(shè)計(jì)及氣動(dòng)性能計(jì)算，氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)決定了風(fēng)能利用效率，氣動(dòng)性能計(jì)算是評(píng)價(jià)葉片外形設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)。