维斯塔斯王思腾：风机功率曲线及可靠性研究与应用

2017年10月16日-19日，2017北京国际风能大会（CWP2017）在北京隆重召开。在中国国际展览中心（新馆）“风电场微观选址技术”专场，内容主要就是怎么样去评估风资源，并且参考风机技术去对真实的发电量有一个正确的估计，就是怎么样去对比不同的情况下可能会不同的天气情况可能会导致什么样的产量变化。

以下为演讲内容：

王思腾：大家好我叫王思腾，我负责的是维斯塔斯的在中国的风电场微观选址。所以我也想在此感谢主办方邀请我来谈靠功率曲线还有可靠性的问题。今天我想讲的内容主要就是怎么样去评估风资源，并且参考风机技术去对真实的发电量有一个正确的估计，就是怎么样去对比不同的情况下可能会不同的天气情况可能会导致什么样的产量变化。维斯塔斯在中国之外是有非常丰富的经验，我们做风机也保持了相当高的可靠性还有性能。所以我会给大家展示一下维斯塔斯在曲线功率方面在历史上好的表现。

简单的介绍一下，想提及几个指标，看我们怎么样去衡量这个能源生产和风的质量，首先第一点就是要去对比，理论上还有实际上测出来的功率曲线，可以通过柱状图和曲线图来表达，我们一直想测量所有风机的实际功率曲线，包括它在不同的疯狂下的功率曲线，但是在风电场上可能不是所有的风电场都能完成这个任务。另外就是谈到风速和功率曲线的时候，其实真实的产量和情况比理论上的分析更重要。我们可能也会参考一些以前计算出来的数据，但是其实在测风方面有很大的不决定性。包括甚至去分析自己的工作模式的时候也会有很大的不确定性，所以这些巨大的不确定性不见得一定是风机技术可以解决的，有时候可能也是通过测量可以解决的。功率曲线的工作机制是什么样的呢？我这里面想提一些相关的功率曲线效率的定义？它的定义或者空气动态的效率，它的定义我们称之为CP，多数情况下我们用来分析这两个定义所用的。CE在这里面代表的是WTG最终的效率，是在一个定义良好的地形之下所测量出来的，CE可以通过功率曲线来计算，但是它经常会跟CP被大家搞混。另外就是功率曲线在这个情况下，就是发电机终端的功率，是进行能量转换之前的所得出来的功率。

这里面我们画出了不同的曲线，包括气体动态的功率曲线，还有在传动链和发动机方面的机械功率曲线，是发电机和变压器上的电流的功率曲线，另外就是一些辅助性的电源消耗。分别是一二三四条不同的曲线，虚线在此代表的是额定功率，所以在转折点之前效率是比较低的，只有达到额定功率转折点之后才会实现比较高的效率。这里还有一个最高的树脂，是在风速最大的时候实现的。

我们怎么样去获得这些数据呢？为了使得风电场更加可靠，我们最主要做的就是去频繁的检验它的功率曲线是不是符合我们的理论状况，功率曲线的状态，比如说在不同的塔筒高度的情况下，功率曲线有什么样的变化，尤其是在复杂的地形之下是尤其需要经常去测量的。我们还可以除了研究功率曲线之外，还可以研究它的机位分布，这样可以确定最佳的经济还有技术指标，同时还要去提升整体的效率。

举一个例子，这张图表是不同风机类型得出不同的CE值，蓝点是相当平滑的，代表是非常好的CE曲线。那么第二个曲线，它是风电场的需求，第三个差不多就是7到9之间，那么也就是说它的没有满足这样的需求，所以它就没有满足这样的一个条件。这样我们就可以用不同的曲线来看一看风电场风机的情况，还有在这张幻灯片大家可以看到右手边是不同的风机，然后左手边可以看到它们的优化。但是我们可以必须要树起更多的信心，从而把它进行优化。根据不同的转子的复合，我们也在右手边看到优化的情况。从这个图上我们可以看到它主要是适用于低风速的情况。

另一个例子，如果在左手边最高值很高的话，那么在某一些情况之下，它的效率会非常的低，右手边这个图可以看到它的功率分布更加的平均一点。同时我们还要去看一下风机当中所有的组件是不是都能够协调运转，还有风机的选型还有技术是不是适合现场的情况，这些都可能会影响风机最后的效率。那么我们再看一看湍流的情况，那么如果这个剪切力很大的话，它会有很大的影响。那么这张图也非常的复杂，所以大家进行分析的时候也需要去看这些不同的数值。那么这样就可以让你的风机的评估变得更加的精确。同时也是一个很好的来检验生产结果是不是达到之前的预期的方法。

大家可以看到蓝色的是湍流，那么在HTI（音译）的情况是更高一下，CE在更高的TI的情况之下，会有这样的变化。还有一个IEC的验证的方法，那么必须要在刚开始的时候对于风机就进行一个正确的设计。那么必须要符合当时的，或者是当地选址的情况。所以如果说开始的设计就不好，从而使得原型就没有适合选址的情况的话，那么这样就会降低最后风电生产的效率。所以在原型以及测试的过程当中，我们需要来做更多的一些可靠性的工作，而不是去纠正原先的设计。

这张图上大家可以看到在功率曲线错误的一些来源，对于风来说，它其实就是有很多的不确定性，从而会造成很多的错误，所以必须要在反映出现场的情况。还有就是当地的现场条件，像风的剪切以及这种湍流也都会对于风机产生影响，所以我们在进行项目开始的时候就必须要有合适的方法，对于生产效率，生产的水平进行，还有参数进行准确的评估。

那么大家如果有兴趣的话一点的时候到我们维斯塔斯的展台，我们一点钟的时候会有更详细的介绍。那么最后进行一个总结，我们可以看到能源的一些评估，其实是有很多的因素。但是对于这些已经很有经验的制造商来说，并不是一个很大的问题。那么因为制造商会根据他们之前的经验，以及他们自己的一些工具，以及他们自己的能力来进行处理。那么像维斯塔斯在这方面就可以在功率曲线准确度上做的非常好。我们差不多是有一千多个测试，我们也有第三方的证明，我们是做的非常好的。

朱蓉：有问题吗？

提问：谢谢你刚才的展示，你刚才也提到了功率曲线还取决于WP（音译），那么WV（音）只是速度，跟湍流没有关系。

王思腾：我们这样的测试是要看一看风机的生产情况，你要保证你的叶片上它是有足够的风速，所以风速也是我们必须要进行考虑的。那么如果你不知道这个风的速度，你很难对于风的生产的这些参数就不会有一个很好的了解。

提问：那么同意刚才你所说的，你用这个来得到PE的数值，是不是？

王思腾：这两个都需要进行考虑。

（发言为现场速记整理，未经本人审核）