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3. 统一各风场等级风轮直径的风机优化设计

3.1 风机设计的误区：风场等级与风机风轮直径的简单对应

在现行的风机设计观念中，风场按照年平均风速区段划分为Ⅰ～Ⅳ类，同功率的风机按照其应用的风场等级细分为Ⅰ～Ⅳ类机型，各机型的叶片、轮毂、回转支承、主轴、机舱底架、塔筒等传动链部件因承受的极限和疲劳载荷的差异而在结构尺寸、重量等方面有所区别。其中最为直观的差别就是不同风场等级对应不同的叶片长度(即风轮直径)，主机厂家将风场等级与风轮直径简单对应，风场等级越低，叶片越长、风轮直径越大;但对于同功率、同等级风机具体的叶片长度，各主机厂家却又各不相同，并无统一的设计规范。

以1.5MW风机为例，主机制造厂家针对Ⅰ～Ⅳ类风场等级通常需要开发4款机型，例如，某厂家相应风场等级的风轮直径分别为70m、77m、82m、87m。这实际上是风机设计理念上的一大误区。从风机性能优化设计、提高发电能力的角度，这种将风场等级和风轮直径简单对应的僵化思维，大大限制了风机的发电能力和风电场的发电收益。

实际上，在保障设计安全和当前技术发展水平允许的前提下，Ⅰ～Ⅳ类风机都可以将风轮直径设计为同一量值，例如取100m，则风机理论年发电量可比原有77m的Ⅱ类风机和82m的Ⅲ类风机分别增加51.8%和33.8%;同时，统一各类等级风轮直径确保了叶片模具的通用性，减少了模具制造成本，通过叶片材料和内部结构的区别设计来保障同一叶片长度、应用于不同等级风场的叶片运行安全。

3.2 可研报告的误区：按照风电场核准容量和风机额定功率简单确定装机数量

通常情况下，电力公司在编制核准容量的风电场建设可研报告的过程中，将该容量与选定机型的额定功率简单相除，由此确定该风场的装机数量。以核准容量5万kW的风电场为例，如选定额定功率1.5MW机型，则电力公司即选购安装33台风机。这是风电开发公司普遍存在的一大误区。

风机额定风速通常在10-13m/s之间，以Ⅲ类风场为例，其全年满发时间也仅有10%左右;加之，同一风场数十台风机，各机位风速差异较大，且因个别风机例行维护或故障检修，整个风电场全部风机满发、达到核准输出容量的时间比率将更低。以吉林四平某风场为例，其全年达到5万kW输出的时间仅占8.6%。然而，风电场的输变电缆、升压设备等一系列配套电力设施是全部按照5万kW的容量进行设计和配置，也就意味着全年91.4%的时间电力设施并未发挥其设计能力而长期低效率运行，实则造成了巨大的资源浪费。

3.3统一各风场等级风轮直径、面向发电能力最优的风机优化设计

为追求最优发电能力、最低度电成本，引入通用化设计理念，同功率风机统一风轮直径，在保证设备安全运行的前提下，最大程度增大风轮直径，优化风机传动链各部件结构，达到发电能力与度电风机成本的最优设计。运用上述理念进行风机系统优化设计，具有以下优势：

首先，同功率风机统一各风场等级风轮直径、合理增大叶片长度的通用化设计，可以最大限度地挖掘风机发电能力，提高风电场发电收益和运行效率，从而更加科学、高效地开发利用有限的风电资源。

其次，风机采用通用化设计理念、优化并统一各风场等级风轮直径，即意味着提高了叶片等整机上游供应链的通用性，确保了叶片模具的通用性，降低了模具制造成本。上游供应商将更加专注其部件品质，从而整机质量和可靠性亦得到大幅提升，推动风电全产业链设计水平和技术实力持续增强。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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