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为什么是钢混塔?
通过为机组配置更高的塔架,提升高风切变地区的发电量,逐渐成为行业共识。
由钢结构与混凝土结构组成的混合型塔架(以下简称钢混塔),不仅满足了“高”发电和“低”成本要求,还极具可靠性,显然是个好选择。
2016年年末,金风科技收到了一封来自江苏临海风力发电有限公司的表扬信。信里这样写到:“国信临海风电二期从2016年3月底线路上电,4月底全场机组进入240试运行。机组自投入运行以来,运行总体情况良好。特别是发电量方面,截止11月底,已比计划多出672.34万kWh,月发电利用小时在全省对标中数次名列前茅。”
据悉,国信临海风电二期项目采用了50台金风科技115/2000kW机组,并为部分机组配置了高度为100米的钢混塔。因此,从这封表扬信中,不仅能够看出该项目运行情况远超业主预期,且足以证明钢混塔在项目实际运行中的良好表现。
那么,钢混塔架作为国内风电市场上的“高”技术和“热”技术,是怎样助机组“一臂之力”的?
装配钢混塔的风电机组
高可靠性是优势
随着弃风限电问题的日益严重,国家风电开发战略及政策由此前的“三北”地区为主,逐渐转向中东部、东南部及西南部地区,形成所谓“百万雄师过大江”之势。然而,这些地区的风资源条件相对较差,那么通过增加风电塔架高度,将轮毂托举在风速更高的空中,成为提高低风速地区发电量及收益的一个好选择。
钢混塔架,就是一种高塔架,以金风科技的钢混塔技术为例,其120米钢混塔架高度相当于40层楼,140米钢混塔架的高度则达到了46层楼之高。它的出现,使东北、山东、江苏、河南、安徽、湖南、湖北、广东、福建等不少风切变系数较高的地区,原本不具备风电开发条件的项目,也能“算得过来账”。
塔架高度与风资源情况对比
但你知道吗,钢混塔技术其实并不“新”。在欧美国家,其已经应用很久,安装这类塔架的机组,多达上万台。按一位塔架专家的话说,“虽然高塔解决方案很多,包括钢混塔、柔塔、桁架塔、木质塔等,但其实钢混塔在高塔架市场中所占份额高达80%。”
你一定会问,柔塔貌似更接近于传统的全钢塔架,但应用更多的却是钢混塔,这是为什么?难道老外傻?
其实,柔塔并非传统钢塔,钢混塔反而与传统钢塔的结构特征一致。柔塔与钢混塔的最大区别,就是刚度不一样。相对于柔塔而言,钢混塔自有振动频率更高,刚度和强度与传统塔架相比基本无异。而柔塔因相比传统全钢塔架减少了用钢量,其自有振动频率也大幅降低,因此更为“柔”一些。在相同条件下,如果给予钢混塔和柔塔顶端相同的力,那么钢混塔的摆幅与传统塔架没有实质上的区别,而柔塔的摆幅就大不少。
柔塔自有频率低于叶轮额定转速频率,对于柔性塔架来说,从叶轮起转到叶轮达到额定转速期间,会在某个转速点上与叶轮出现共振。为了穿越那个共振点,减小摆动,需要对机组的控制策略进行改动,这就存在一个设计经验和技术先进性的问题,从而关乎到整个机组的可靠性。
而钢混塔不需要对控制策略进行任何改变,因为它的物理特性,就已经决定了安装钢混塔的机组,与安装传统全钢塔架的机组,在可靠性上没有差别。
所以,钢混塔更为可靠,具有更高的耐受力,也更能适应风况复杂的地区,应用范围广泛。
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