沒有哪個國家像中國這樣,地域遼闊,緯度跨度巨大,由此帶來溫度的變化也是巨大的。
風(fēng)力發(fā)電機組作為一種野外自然環(huán)境下的發(fā)電設(shè)備,承受的是惡劣的自然環(huán)境,并且要求風(fēng)力發(fā)電機組在此環(huán)境下具有20年以上的生存壽命。
在我國風(fēng)電場裝機運行的風(fēng)力發(fā)電機組,面臨著少有的自然環(huán)境條件,比如:高低溫、臺風(fēng)、雷擊、風(fēng)沙和各種腐蝕等的影響,這給風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計、制造、運行和維護(hù)等都帶來了很大的困難。
對于風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)輪葉片來說,由于其在風(fēng)力發(fā)電機組中的特殊地位,核心部件、高昂的成本、困難的維護(hù)等,各種惡劣環(huán)境對于葉片來說,都是一種巨大的挑戰(zhàn)。特別是低溫環(huán)境,對風(fēng)輪葉片的影響是巨大的。由低溫誘導(dǎo)失速型風(fēng)輪葉片產(chǎn)生不可預(yù)測的振動,導(dǎo)致葉片結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞、影響機組正常運行等。
1主要情況描述
對于定槳距失速控制型風(fēng)力發(fā)電機組,如果風(fēng)電場的環(huán)境溫度低于一20℃,風(fēng)速超過額定點以后(大約16~18m/s),在風(fēng)力發(fā)電機組正常運行過程中,會發(fā)生無規(guī)律的、不可預(yù)測的葉片瞬間振動現(xiàn)象,即葉片在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的振動(edgewise vibration),這種振動有時會發(fā)散,導(dǎo)致機組振動迅速增加,造成機組停機,影響機組的正常發(fā)電。同時,這種振動對葉片也是有害的,它會導(dǎo)致葉片后緣結(jié)構(gòu)失效,產(chǎn)生裂紋,在葉片最大弦長位置產(chǎn)生橫向裂紋,嚴(yán)重威脅葉片結(jié)構(gòu)安全。
2原因分析
由于這種振動導(dǎo)致的后果是嚴(yán)重的,因此,國際上特別是歐洲幾個開發(fā)定槳距失速型風(fēng)力發(fā)電機組的制造商,如Bonus, NEG-Micon等,荷蘭的ECN、 Delft技術(shù)大學(xué),丹麥Riso國家實驗室等對此投入了大量的研究土作,即歐盟的ECJOULE_Ⅲ(STALLVIB)項目。
對此我們也與北京航空航大大學(xué)國家固體靜動力學(xué)振動實驗室進(jìn)行了大量的研究和分析工作。