在風電機組葉片根部、迎風面等位置黏貼相關(guān)組件，可以改善風電機組葉片的氣動性能、抑制失速，提高風能利用系數(shù)。2014 年初以來，我們小組比對了國內(nèi)外葉片增功組件文獻，并對國內(nèi)葉片增功組件的應用情況進行調(diào)研論證，自主設(shè)計完成了三種型式的增功組件，在某風電場的2 臺機組上分別進行安裝試驗。安裝增功組件前后的發(fā)電量數(shù)據(jù)對比顯示，葉片安裝增功組件后發(fā)電量顯著提升。本文將重點說明葉片增功組件的結(jié)構(gòu)型式、工藝流程、數(shù)據(jù)分析及比較結(jié)果，為下一步增功組件的深入優(yōu)化和推廣應用提供參考方法和數(shù)據(jù)支持。
增功組件的結(jié)構(gòu)型式
一渦流發(fā)生器我們在每支葉片上布置有一到兩列渦流發(fā)生器，呈條狀安裝在葉片吸力面根部過渡段至葉展中部區(qū)域，覆蓋面超過葉展一定比例，位于弦向某位置附近處。為更好地抑制葉片表面氣流失速現(xiàn)象（針對風電場實際情況），本次設(shè)計專門將渦流發(fā)生器的安裝位置向前緣方向進行了調(diào)整。前期設(shè)間隔Z、長度L、間距S、傾角β、底座寬、距前緣距離等參數(shù)進行了詳細規(guī)定。
二阻力板阻力板由與葉片同材質(zhì)的復合材料制成。每支葉片安裝多塊擾流板，呈“一字型”固定在葉片壓力面根部位置，與前緣方向呈一定夾角。單塊阻力板尺寸、重量、各板間距、厚度等參數(shù)都經(jīng)過認真計算和施工工藝考慮確定。擾流板底座總體呈長方形，尺寸根據(jù)葉片型式不同而不同，使用專用膠固定（有一定弧度以便粘接）在葉片上。沿展向從距葉根一定位置處開始安裝，對起點距后緣的距離、終點距后緣的距離都進行了明確規(guī)定。
三格尼襟翼格尼襟翼由與葉片同材質(zhì)的復合材料制成。每支葉片安裝多塊格尼襟翼，呈弧形一字排列在葉片尾緣最大弦長處。為保證強度，在后緣處預留了一定距離，沿葉展方向與T 型擾流板相鄰，詳見圖2。每塊襟翼夾角為直角，固定安裝間距，使用專用膠粘接固定在葉片上。
安全性分析
本次研究，為保證葉片安裝增功組件后重要部位載荷不超允許范圍，研究人員根據(jù)GL 規(guī)范，利用Blade 軟件對某風電場77/1500 機組模型LM37.3 葉片帶渦流發(fā)生器以及不帶渦流發(fā)生器在同一風區(qū)下(IEC IIA) ，分別根據(jù)葉片坐標系、輪轂坐標系、塔架坐標系進行了載荷計算，對比結(jié)果分別見圖3、圖4、圖5。
比較可得，對于LM37.3 葉片帶渦流發(fā)生器以及不帶渦流發(fā)生器，極限載荷以及疲勞載荷，葉根Mx 、My 、Mxy，輪轂中心My 、Mz 、Myz ，塔頂載荷My 、Mxy ，塔底載荷My 、Mxy 等主要載荷變化幅度最大在2% 左右。這遠小于風電機組在設(shè)計過程中預留的15% －35% 的載荷余量，所以在葉片上安裝渦流發(fā)生器等小型增功組件對風電機組載荷影響不大，在其允許載荷范圍內(nèi)。
