高海拔型風(fēng)電機組近況調(diào)研

　　摘 要：隨著風(fēng)電整機市場發(fā)展?jié)u趨成熟，通過利用優(yōu)良風(fēng)資源發(fā)電的風(fēng)電機組和項目市場漸趨飽和，與之相反的是，諸如運用于海上、低風(fēng)速、高海拔等細(xì)分風(fēng)電市場的機組需求有所增加，其中，不少廠家推出了適應(yīng)于高海拔地區(qū)的風(fēng)電機組產(chǎn)品。
　　0 綜述
　　目前我國已開發(fā)的風(fēng)電場項目中，90% 集中在非高海拔地區(qū)。但這并不能說明高海拔地區(qū)的風(fēng)電開發(fā)價值不大。自2010 年以來，高海拔風(fēng)電開發(fā)日益受到重視。2010 年至2011 年新開工項目數(shù)量和新安裝風(fēng)電機組容量上都實現(xiàn)了翻番增長。2011 年我國高海拔風(fēng)電新增容量為711.35MW，新開工項目達22 個。在國家能源局下發(fā)的第一批、第二批“十二五風(fēng)電擬核準(zhǔn)規(guī)劃”項目清單中，高海拔風(fēng)電項目的比例有所提升。
　　1 高海拔機組的特性
　　高海拔地區(qū)主要指海拔2000 米及以上地區(qū)，隨著海拔增加，氣壓、空氣密度和環(huán)境溫度、紫外線強度等變化較大。據(jù)統(tǒng)計，海拔高度每升高1000m，相對大氣壓力降低約12%，空氣密度降低約10%，絕對濕度隨海拔高度升高而降低。在海拔高度小于15km 的區(qū)間內(nèi)，紫外線強度隨海拔高度的增加而增加。
　　高海拔地區(qū)空氣稀薄，對器件的絕緣、容量、除濕等標(biāo)準(zhǔn)有較大提高；此外，高海拔地區(qū)干濕季節(jié)湍流變化大，對設(shè)備的性能要求要嚴(yán)格很多。
　　此類氣候?qū)τ陲L(fēng)電電氣設(shè)備、發(fā)電機絕緣系統(tǒng)以及機組涂裝等多方面都提出較高要求，解決低密度空氣對于整機散熱性能的影響，并非應(yīng)簡單地將機組降容，需重新研制的機型。因此，高海拔、低空氣密度的環(huán)境要求特殊設(shè)計的風(fēng)電機組。
　　高海拔型風(fēng)電機組一般應(yīng)對變流器、發(fā)電機、變槳驅(qū)動系統(tǒng)、偏航驅(qū)動系統(tǒng)等核心電氣部件進行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計，對整機控制策略進行適應(yīng)高海拔環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計。另外由于高海拔地區(qū)具有高凝露特點，科研人員應(yīng)通過校核對葉片進行特殊設(shè)計，在保證安全性的前提下最大限度提高發(fā)電量。為了防范過多的雷電和強紫外線，按照國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對風(fēng)電機組的防雷系統(tǒng)重新設(shè)計，對葉片、機艙罩、輪轂罩和塔筒均采用抗紫外線的涂料體系和設(shè)計方法，滿足抗紫外線能力。
　　空氣密度低會導(dǎo)致機艙散熱能力降低，因此必須在具有良好的通風(fēng)散熱能力的基礎(chǔ)上設(shè)計全新的冷卻散熱系統(tǒng)。
　　2 高海拔機組選擇
　　在選型過程中，高海拔地區(qū)所特有的山區(qū)環(huán)境在很大程度上決定了選擇范圍。風(fēng)電設(shè)備中最長的部件為葉片，機組容量越大，葉片越長對道路運輸?shù)囊笤礁摺Ｒ虼?，有專家建議在對高海拔型風(fēng)電機組的選型過程中，應(yīng)盡量選擇2.0MW 以下容量的風(fēng)電機組。從目前該細(xì)分市場的情況看來，各廠商有裝機的機型，均處于750kW至2.0MW 之間。
　　事實上，高海拔型風(fēng)電機組的選型是一項應(yīng)充分考慮各方因素的工作。
　　例如拿1.5MW 同2.0MW 型風(fēng)電機組相比，雖然1.5MW 的機組對山區(qū)道路彎道要求較低，但也無法避免進行道路改造。有資料顯示，1.5MW 比2.0MW 型機組的道路改造成本低8%左右，但由于選擇2.0MW 機型可以在滿足相等裝機量的前提下少裝25%的機組，使場內(nèi)道路修建費有所降低。
　　再加上需要開挖的基礎(chǔ)、修建的安裝平臺、吊裝的機組都有所減少，工程成本將有一定程度的下降。另外，加大單機容量能有效減少機位點，方便機組布置，從而更好地利用風(fēng)資源。
　　另外，山區(qū)地形對機組的可靠性和可維護性要求較高，因此對機組的選型不能僅看初期投資成本。應(yīng)注意優(yōu)先考慮市場上已經(jīng)有裝機、且穩(wěn)定運行的機型，優(yōu)先選擇維護量小的機型，優(yōu)先選擇不必動用大噸位吊裝設(shè)備的機型等。此外，由于高海拔風(fēng)電場多數(shù)仍屬于低風(fēng)速風(fēng)電場，2m/s 至9m/s 低風(fēng)速區(qū)段占大部分，因此可優(yōu)先選擇低風(fēng)速發(fā)電效率高的機型。