2 風電機組運行優(yōu)化
從2012 年開始,風電場開始最佳槳距角、偏航控制策略優(yōu)化、發(fā)電機“雙模式運行”改造、更換更大葉片等發(fā)電量提升措施項目實驗,并于6月開始陸續(xù)實施各發(fā)電提升措施的實驗。各主要優(yōu)化措施的原理及初步效果說明如下。
2.1 最佳槳距角設定
由于葉片的制造、安裝與設計存在誤差,在不同環(huán)境、不同風速下,風的湍流度、風切變都存在差異。這樣將會造成入流角度與設計入流角度發(fā)生偏差,進而影響風電機組的風能捕獲率。最佳槳距角是通過在不同的風速下設置不同的槳葉角度,通過對比分析后總結(jié)出一個適合實驗風電機組在不同風速下的最佳槳葉角度設定。
某1 號風電機組最佳槳距角優(yōu)化前后功率曲線對比如圖1 所示。
依據(jù)實測結(jié)果,單機發(fā)電量提升大約在1.2% 左右。
2.2 偏航控制策略優(yōu)化
偏航是控制風電機組風輪正對來風方向的一種措施,偏航控制的優(yōu)劣將會對風輪有效的掃風面積產(chǎn)生較大影響。風輪有效的掃風面積是正對來風方向的面積,當風輪軸線與來風方向產(chǎn)生夾角后有效掃風面積為風輪掃風面積的余弦值。另外,由于偏航的動作,風電機組在原方向的慣性也將受到一部分的損失。偏航控制策略是當來風方向與風輪軸向夾角超過一定角度時才發(fā)生偏航動作,這個角度稱為容差角。在實際運行中,風向變化比較頻繁,因而容差角的大小與偏航的頻率度之間就存在了矛盾。偏航策略的優(yōu)化就是要找到一個容差角、風向夾角均值,從而增加風能的捕獲能力。

某2 號風電機組偏航控制策略優(yōu)
化前后功率曲線對比如圖2 所示。
依據(jù)實測結(jié)果,單機發(fā)電量提升大約在1.8% 左右。為了使提升效果更加明顯,下一步計劃可以繼續(xù)優(yōu)化容差角。
2.3 發(fā)電機雙模改造
在目前的雙饋發(fā)電機技術(shù)下,發(fā)電機的最低轉(zhuǎn)速為1080r/min,當風速低到不足以維持這個轉(zhuǎn)速時,風電機組將切出。并且雙饋發(fā)電機在低轉(zhuǎn)速下的效率也很低(低于70%)。通過改變發(fā)電機定子的接線方式將雙饋發(fā)電機改為鼠籠發(fā)電機,三分之一變頻變?yōu)槿β首冾l。在鼠籠模式下可以降低發(fā)電機轉(zhuǎn)速,從而減少機械損耗、提高發(fā)電機效率,進而提高在低風速下的發(fā)電量。