摘 要：隨著風(fēng)電整機(jī)市場(chǎng)發(fā)展?jié)u趨成熟，通過(guò)利用優(yōu)良風(fēng)資源發(fā)電的風(fēng)電機(jī)組和項(xiàng)目市場(chǎng)漸趨飽和，與之相反的是，諸如運(yùn)用于海上、低風(fēng)速、高海拔等細(xì)分風(fēng)電市場(chǎng)的機(jī)組需求有所增加，其中，不少?gòu)S家推出了適應(yīng)于高海拔地區(qū)的風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品。
　　0 綜述
　　目前我國(guó)已開(kāi)發(fā)的風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目中，90% 集中在非高海拔地區(qū)。但這并不能說(shuō)明高海拔地區(qū)的風(fēng)電開(kāi)發(fā)價(jià)值不大。自2010 年以來(lái)，高海拔風(fēng)電開(kāi)發(fā)日益受到重視。2010 年至2011 年新開(kāi)工項(xiàng)目數(shù)量和新安裝風(fēng)電機(jī)組容量上都實(shí)現(xiàn)了翻番增長(zhǎng)。2011 年我國(guó)高海拔風(fēng)電新增容量為711.35MW，新開(kāi)工項(xiàng)目達(dá)22 個(gè)。在國(guó)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(xiàng)目清單中，高海拔風(fēng)電項(xiàng)目的比例有所提升。
　　1 高海拔機(jī)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(qiáng)度等變化較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，海拔高度每升高1000m，相對(duì)大氣壓力降低約12%，空氣密度降低約10%，絕對(duì)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(qiáng)度隨海拔高度的增加而增加。
　　高海拔地區(qū)空氣稀薄，對(duì)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(duì)設(shè)備的性能要求要嚴(yán)格很多。
　　此類(lèi)氣候?qū)τ陲L(fēng)電電氣設(shè)備、發(fā)電機(jī)絕緣系統(tǒng)以及機(jī)組涂裝等多方面都提出較高要求，解決低密度空氣對(duì)于整機(jī)散熱性能的影響，并非應(yīng)簡(jiǎn)單地將機(jī)組降容，需重新研制的機(jī)型。因此，高海拔、低空氣密度的環(huán)境要求特殊設(shè)計(jì)的風(fēng)電機(jī)組。
　　高海拔型風(fēng)電機(jī)組一般應(yīng)對(duì)變流器、發(fā)電機(jī)、變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等核心電氣部件進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)，對(duì)整機(jī)控制策略進(jìn)行適應(yīng)高海拔環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外由于高海拔地區(qū)具有高凝露特點(diǎn)，科研人員應(yīng)通過(guò)校核對(duì)葉片進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，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(guò)多的雷電和強(qiáng)紫外線，按照國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的防雷系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)，對(duì)葉片、機(jī)艙罩、輪轂罩和塔筒均采用抗紫外線的涂料體系和設(shè)計(jì)方法，滿足抗紫外線能力。
　　空氣密度低會(huì)導(dǎo)致機(jī)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(jì)全新的冷卻散熱系統(tǒng)。
　　2 高海拔機(jī)組選擇
　　在選型過(guò)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(zhǎng)的部件為葉片，機(jī)組容量越大，葉片越長(zhǎng)對(duì)道路運(yùn)輸?shù)囊笤礁摺Ｒ虼耍袑?zhuān)家建議在對(duì)高海拔型風(fēng)電機(jī)組的選型過(guò)程中，應(yīng)盡量選擇2.0MW 以下容量的風(fēng)電機(jī)組。從目前該細(xì)分市場(chǎng)的情況看來(lái)，各廠商有裝機(jī)的機(jī)型，均處于750kW至2.0MW 之間。
　　事實(shí)上，高海拔型風(fēng)電機(jī)組的選型是一項(xiàng)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(jī)組相比，雖然1.5MW 的機(jī)組對(duì)山區(qū)道路彎道要求較低，但也無(wú)法避免進(jìn)行道路改造。有資料顯示，1.5MW 比2.0MW 型機(jī)組的道路改造成本低8%左右，但由于選擇2.0MW 機(jī)型可以在滿足相等裝機(jī)量的前提下少裝25%的機(jī)組，使場(chǎng)內(nèi)道路修建費(fèi)有所降低。
　　再加上需要開(kāi)挖的基礎(chǔ)、修建的安裝平臺(tái)、吊裝的機(jī)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(jī)容量能有效減少機(jī)位點(diǎn)，方便機(jī)組布置，從而更好地利用風(fēng)資源。
　　另外，山區(qū)地形對(duì)機(jī)組的可靠性和可維護(hù)性要求較高，因此對(duì)機(jī)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(chǎng)上已經(jīng)有裝機(jī)、且穩(wěn)定運(yùn)行的機(jī)型，優(yōu)先選擇維護(hù)量小的機(jī)型，優(yōu)先選擇不必動(dòng)用大噸位吊裝設(shè)備的機(jī)型等。此外，由于高海拔風(fēng)電場(chǎng)多數(shù)仍屬于低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)，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(jī)型。