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7、大型风电机组关健部件的性能日益提高
随着风电机组的单机容量不断增大,各部件的性能指标都有了提高,国外己研发出3000V-12000V的风力发电专用高压发电机,使发电机效率进一步提高;高压三电平变流器的应用大大减少了功率器件的损耗,使逆变效率达到98%以上;某些公司还对桨叶及变桨距系统进行了优化,如德国ENERCON公司在改进桨叶后使叶片的Cp值达到了0.5以上。从2007年胡苏姆风能展的情况看,欧洲风电设备的产业链已经形成,为今后的快速发展奠定了基础。
我国在大型风电机组关键部件方面也取得明显进步,如南京高速齿轮箱厂、重庆齿轮箱厂、大重减速机厂、杭州前进齿轮箱厂和德阳二重等主要齿轮箱制造企业生产的大型风电机组齿轮箱,供货能力充足,质量已有明显提高;保定惠腾、连云港中复连众和中材科技已能生产长达48.8m,与3兆瓦风电机组配套的大尺寸叶片,兰州电机厂生产的发电机等产品质量都有很大提高。从2009年上海第四届风能展的情况看,我国风电设备的产业链已经形成,为今后的快速发展奠定了稳固的基础。我国在某些基础结构件、铸锻件等领域已经具有优势,不仅能满足国内市场需求,而且已经向国际市场供货。
8、智能化控制技术的应用加速提高了风电机组的可靠性和寿命
鉴于风电机组的极限载荷和疲劳载荷是影响风电机组及部件可靠性和寿命的主要因素之一,近年来,风电机组制造厂家与有关研究部门积极研究风电机组的最优运行和控制规律,通过采用智能化控制技术,与整机设计技术结合,努力减少和避免风电机组运行在极限载荷和疲劳载荷,并逐步成为风电控制技术的主要发展方向。
9、叶片技术发展趋势
随着风电机组尺寸的增大,叶片的长度也变得更长,为了使叶片的尖部不与塔架相碰,设计的主要思路是增加叶片的刚度。为了减少重力和保持频率,则需要降低叶片的重量。好的疲劳特性和好的减振结构有助于保证叶片长期的工作寿命。
额外的叶片状况检测设备将被开发出来并安装在风电机组上,以便在叶片结构中的裂纹发展成致命损坏之前或风电机组整机损坏之前警示操作者。对于陆上风电机组来说,不久这种检测设备就会成为必备品。
为了增加叶片的个刚度并防止它由于弯曲而碰到塔架,在长度大于50米的叶片上将广泛使用强化碳纤维材料。
为了方便兆瓦级叶片的道路运输,某些公司已经把叶片制作成两段。例如德国Enercon公司的E1266MW风电机组的叶片由内、外两段叶片组成,靠近叶根的内段由钢制造,外包玻璃钢壳体形成气动形状表面。
智力材料例如压电材料将被使用以使叶片的气动外形能够快速变化。
为了减少叶片和整机上的疲劳负荷,可控制的尾缘小叶可能被逐步引入叶片市场。
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