中国工程院院士杜祥琬出席会议并作发言。
下面谈谈发展方向问题。中国工程院院士杜祥琬出席会议并作发言。
可再生能源在2050年不只是50%,可能会超过。它以用户为中心,让用户参与进来,消峰填谷、实现供需平衡。国家能源局,科协等领导,专家,学者,知名企业家及主流媒体超过千人出席开幕式。微能源网是一个产品不如说是一个服务,它以能源优化利用为导向,是于能源互联网有机连接的,智能化区域能源生产、存储、调度、控制的系统。有些公司在浅层地热做的很有成效。
大家知道我们过去是以煤为主的阶段,国际上在100年前,1913年一次能源结构70%也是煤炭;但是后来国际上发展的油和气比例在一次能源中超过了50%。分布式光伏、风电、天然气等都有好的发展势头,需因地制宜发展。所以选型时要核对变桨驱动系统的电机扭矩,是否能保证在载荷最大时驱动桨叶转动且转动速度达到变桨速率的要求,安全裕度是否足够。
选型要重点分析企业对叶片外形设计方案采用确认方式的合理性,对比分析测试结果与计算结果的差异是否在允许范围内,企业对存在误差的分析的理论依据是否正确。7、结束语风电发展质量是关键,国外风电大国都是风电机组制造大国,为支持风电机组制造业,政府投入了大量的研发资金,组建政府研发机构进行基础研究,并建立风电测试平台。低风区风电机组的切入风速一般都选择较低风速,在这样的情况下,由于叶片质量过重造成其转动惯量过大,叶片的本身阻力造成其启动困难,在实际运行中可能会发生在设计的风电机组切入转速时无法并网发电的现象。对发电机的功率与转矩控制功能相关数据分析是必不可少的,此功能与年发电量密切相关。
显着超过这个限值会在短时间内导致电机损坏。目前,我国风电产业服务体系尚不完善,风电技术标准、产品认证、系统设计、工程管理等基础都比较薄弱。
变桨系统的后备电源方案的审查更加困难,模拟机组运行时满载情况时的变桨载荷对试验设备要求较高,对此资料审查时要核对样机试验方案中确定的变桨载荷满载复核参数是否合理,确定变桨系统满载载荷时的安全裕度是否符合要求。还要核对企业设计方案中载荷计算使用的最佳运行曲线、风电机组的切入/切出风速等关键运行参数是否与样机控制系统中设置的数据一致,此处是设计中各专业组的接口。这些参数的设定既要考虑发电量又要顾及机械部件的使用寿命,最佳运行参数是理论推导与现场运行经验相结合的产物。因此控制系统的好坏直接关系到风电机组的工作状态、发电量的多少、以及设备的安全。
初期有部分厂家仅采用一条导线将叶片防雷系统与金属轮毂相连。参与风电机组设计的专业较多,方案的部分功能是各专业组分别进行,容易出现重点数据未进行传递的沟通不畅问题,所以在选型时一定要对两专业使用的同一重要参数进行核对。本文以对发电机的控制相关功能相关数据为例说明审查中应关注的重点内容:首先审查发电机绕组温度监测功能的测试记录。目前风力发电亟待研究解决的两个问题发电效率和发电质量,都与风电控制系统密切相关,控制软件中参数的设定(如:对风向风速调整的跟随速度等)对机械部件的寿命影响也较大。
选型时应了解企业对调整后的叶片气动外形优化设计方案,是否用气动性能计算程序对三叶片风轮进行了性能校核计算,叶片风能利用系数及额定风速(轮毂高度均匀风速)是否具有良好的空气动力性能。风电机组运行环境变化,原有叶片气动外形设计方案应进行调整,才能满足在特定的风速分布下年发电量最大的要求。
在审查时要重点查看样机试验的试验设备中加载设备和变桨速率的测试设备是否满足要求,加载设备能力是否能满足要求,测速设备是否能准确的测量变桨速度。当风载荷产生的扭矩大于偏航制动压力钳的扭矩时,载荷扭矩会传递到偏航系统的减速器齿轮上,因此这样的优化可能会导致齿轮箱承受部分交变应力减少使用寿命。
3、变桨系统审查风电机组叶片及塔筒参数变化后,叶片收集的风能也随之变化。风电机组运行维护过程中要加大巡检频率,重点关注偏航系统的驱动系统中与电机连接的螺杆及偏航齿轮箱,防其承受交变力提前损坏。近期厂家逐渐重视此结构的改进,连接处使用碳刷传递电流,通过两个碳刷和平行的有间隙的两个放电导板,越过旋转轴承转移到主机架。防雷系统由外部防雷与内部防雷组成。风电设备较大,由于现阶段试验条件不具备,防雷系统无法用试验的方式测试。对绕组温度极限值的设置合理性进行审查。
内部防雷包括:等电位连接、隔离、过电压保护设备。根据多年的运行情况分析,防雷系统的薄弱环节为转动部分与静止部分的等电位连接,尤其是叶片的根部与轮毂处的连接。
收集的数据应涵盖包含对上述功能相关的运行数据。审核发电机的绝缘等级相关的设计及试验资料,核实绕组温度极限值的设置的合理性。
带有内齿的偏航轴承用螺栓连接在塔筒顶部,外环与机舱座连接,内环与塔架法兰连接。由制造厂家参与编制的国家能源局颁发的标准《风电机组电动变桨控制系统技术规范》NB/T31018-2011中4.2.9后备电源中要求:电池后备电源系统:电池组的容量应满足在叶片规定的载荷情况下完成3次紧急顺桨动作的要求,电容后备电源系统:电容组的容量应满足叶片在规定载荷情况下完成1次以上顺桨动作要求。
偏航锁紧力矩由数套偏航刹车盘提供。其一是与风电机组的控制系统相互配合,使风电机组的风轮始终处于迎风状态,充分利用风能,提高风电机组的发电效率;其二是提供必要的锁紧力矩,以保障风电机组的安全运行。运行中由于导线长度或结构不合理,导线被拉断,从而使叶片运行时产生的静电无法导出。当超过容许的绕组温度,控制系统应降低发电机的功率输出,直至绕组温度低于容许温度。
运行前须对样机的接地电阻的测试结果进行核实,以确认其是否满足防雷系统的需要。风电机组由多个部分组成,而控制系统贯穿到每个部分,相当于风电机组的神经系统。
某些生产企业试验时加载的数值采用未考虑安全系数的数值,这样的检验是不能满足要求的。绕组温度的极限值一般根据制造商所提供的有关电机绝缘等级的资料来确定。
变桨系统是风电机组在紧急停机时工作的重要部件之一,其驱动系统保证了在出现故障需要紧急停机时机组叶片迅速转动角度,在较短的时间内减少对风能的捕捉,从而使风轮停止转动,避免发生风轮超速而引发的重大财产或人身损害。如丹麦政府资助建立的公共测试平台主要包括试验风电场和叶片等零部件试验平台,并建立完善了风电机组标准及检测、认证体系。
所有风电机组必须通过认证机构认证和检测才能进入市场销售,即保证了风电机组质量,又促进了技术积累。即使是稍微超过容许的温度值,也会减少发电机的寿命。现阶段风电控制软件多为进口,而国外企业对核心部分的保密程度较高,削弱了国内引进核心技术进行应用开发的基础,所以对自主开发软件的测试尤为重要,大量统计资料表明,软件测试的工作量往往占软件开发总工作量的40%以上,在极端情况测试那种关系人的生命安全的软件所花费的成本可能相当于软件工程其他开发步骤总成本的三倍到五倍,国内生产厂家的测试投入往往不足。所以采用运行现场对变桨系统的后备电源方案进行确认是不够充分的。
6、防雷系统审查风电机组分散安置在旷野、山顶或沿海区域,大型风电机组叶片高点(轮毂高度加风轮半径)达130m-250m,遭受雷击概率高;风电机组的电气绝缘低(发电机电压690V、大量使用自动化控制和通信元件)。外部防雷包括:叶片的防雷保护、机舱的防雷保护、塔架及引下线、接地网。
企业进行低风区机型叶片设计时,对结构强度计算比较重视,常常忽视对叶片的气动外形的设计。另一方面叶片制造成本占风电机组设备的20%-30%,因此提高叶片的性能一直是风电技术研究的方向。
2、叶片材料审查选用轻质材料的叶片,以降低风电机组的启动风速。审查时要密切关注这些参数的确认方法是否合理,是否对参数的变化范围进行了确认。