摘要:本文對一種新型的雙饋雙模風(fēng)電機組進行分析,該機型可以根據(jù)風(fēng)速條件不同,對其工作模式進行自由切換。在低風(fēng)速時,把雙饋機組切換為全功率變頻方式;在高風(fēng)速時,切換為通常的雙饋工作方式。從原理上講,這種機型可以提高雙饋機組在低風(fēng)速時的發(fā)電效率。這對超低風(fēng)地區(qū)的風(fēng)能資源開發(fā)和機組的升級改造具有重要的意義。
前言
中國風(fēng)電經(jīng)過幾年快速發(fā)展之后,不少地區(qū)呈現(xiàn)風(fēng)電相對過剩的情況,尤其在“三北”地區(qū),在大風(fēng)季節(jié),風(fēng)電的發(fā)電輸出遠遠超過了電網(wǎng)的接納,限電問題嚴重。而在中國南方地區(qū),電網(wǎng)容量較大,且年平均風(fēng)速普遍較低,因此,提高機組在低風(fēng)條件的發(fā)電效率,將有利于開發(fā)低風(fēng)速地區(qū)風(fēng)能資源以及機組的升級改造。
在年平均風(fēng)速較低的地區(qū),要達到與普通機組同樣的功率輸出,就必須加大葉片才能捕獲更多的風(fēng)能。然而,超低風(fēng)型風(fēng)電機組并非是簡單地加長葉片。采取特殊的低風(fēng)速控制技術(shù)使機組的發(fā)電效率提高,使投資在低風(fēng)地區(qū)也能獲得較好的經(jīng)濟效益。值得注意的是,由于葉片加長、葉輪直徑的增加,機組更容受葉輪不平衡載荷、湍流強度等因素的影響,在風(fēng)電場微觀選址時,需利用先進的技術(shù)手段對機位進行嚴格篩選,以獲得較優(yōu)的風(fēng)電機組布局,這樣,不僅有利于提高機組的發(fā)電量,保證風(fēng)電場盈利,而且,有利于減少機組的故障幾率、部件損壞和延長機組壽命。
下面僅就提高雙饋機組在低風(fēng)速條件下的發(fā)電效率進行分析。
1.變速變槳恒頻雙饋風(fēng)電機組
1.1變速變槳風(fēng)電機組的優(yōu)點
變速運行就是機組運行轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的變化而變化,機組效率較高。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,造價較高。由于其性價比優(yōu)于定速運行機組,隨著風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展和機組容量的不斷增大,兆瓦級以上機組普遍采用變速、變槳恒頻機組。
變速運行可以使機組在最佳葉尖速比條件下運行,提高機組發(fā)電效率,與恒速機組相比,低于額定風(fēng)速時,一般在恒定槳距角下運行,運行轉(zhuǎn)速較低,有利于提高機組效率和降低噪聲。當(dāng)風(fēng)速達到或超過額定風(fēng)速時,通過變槳系統(tǒng)調(diào)節(jié)槳葉的槳距,限制輸出功率,使機組在額定功率下運行;停機時使葉片處于順槳狀態(tài),以保護葉片和機組安全。
陣風(fēng)時風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增加,把風(fēng)能余量存儲在風(fēng)輪轉(zhuǎn)動慣量中,風(fēng)速下降時,再將風(fēng)輪動能緩慢釋放出來變?yōu)殡娔芩徒o電網(wǎng),可以減少對電網(wǎng)的沖擊,提高供電品質(zhì)。