提高切出风速对风电机组性能及载荷的影响分析*

2017-09-07陈建强刁争春刘广东李钒

风能 2017年5期

文|陈建强，刁争春，刘广东，李钒

文|陈建强，刁争春，刘广东，李钒

风能作为一种清洁能源，近些年越来越受到人们的关注。发电量直接影响到风电场的收益，随着大型风力发电设备制造水平的不断提高，风电机组的故障率已趋于平稳，提升风能资源的利用率就成为提高发电量的重要途径。

关于在正常风速运行范围内提升发电量的研究，国内外已经发表了大量文献，本文不再赘述。所谓风速运行范围，是指基于风电机组设计载荷的要求，设定的3－4m/s切入风速与25m/s切出风速之间的风速范围。通常机组如果超过切出风速就会自动停机。对于风能资源丰富的“三北”地区，很多风电场全年在25－30m/s的风速占比约为10%－15%。如果通过优化控制策略，能够保证风电机组安全稳定运行在这一风速段，那么即便输出功率低于额定值也能大幅度增加高风速段风能资源的利用率，从而有效提升机组发电量。判断机组运行在高于切出风速工况是否可行，重点要分析提高切出风速对机组关键部件极限载荷与疲劳载荷的影响。

本文依据动量-叶素（BEM）理论，推导出影响气动载荷的主要因素，提出高于切出风速运行的控制策略。通过载荷计算软件Bladed软件，与传统控制策略分别就发电量、功率曲线、关键部件极限载荷和疲劳载荷等性能指标进行比较，依据IEC61400-1规范，分析提高切出风速对风电机组性能及载荷的影响。