三大技术解决风电发展难题-第3页-北极星风力发电网

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从理论上讲进口风电机组的运行风速达50~60m/s，12级飓风的平均风速是34m/s，也就是说风电机组可以在任何狂风暴雨中运行，强度还有富余。但事实却是残酷的，2003年13号台风“杜鹃”，2006年1号台风“珍珠”和8号台风“桑美”分别造成了广东汕尾红海湾风电场，南澳风电场和浙江苍南鹤顶山风电场的风机严重损毁。从风电机组控制系统的原理来讲，当风电机处于狂风状态时，可以自动调节风轮叶片自动卸载，使叶片与风向平行，这样叶片受到风的作用力最小，也就抵抗了风的破坏作用。但风电机在台风中损毁，说明风电机的控制技术还不稳定和可靠，并存在严重缺陷。

现有叶片都非常巨大，大型叶片带来的巨大风载是造成风电机不稳定和强破坏性的罪魁祸首，严重影响了风电机的正常使用，带来高额维护费用也是风电产业无法承受的，特别是沿海风电机会受到台风的严重损毁，造成的损失是巨大的。还有控制系统的滞后性也是造成沿海风电机在台风中损毁的主要原因。我们要解决抗台风问题，就必须解决高风载问题和控制系统的滞后性问题。而现有叶片的高风载是无法改变的，叶片的性能决定了高风载的特性，仅靠改进无法改变高风载特性。我们现在应该做的就是彻底改变风电机结构，只有改变叶片高风载的破坏力，才能保证风电机的稳定和安全，才能解决风电机的抗台风问题。还有控制系统的滞后性问题，将控制系统改的更灵敏是不是就可以改变控制滞后的问题?答案是否定的。搞风电研究的人对风向标都非常熟悉，自然界中风向的变化是很快的，风电机很庞大，不可能在短时间完成调整过程。反而言之，就是我们做到了很灵敏，偏航装置和变浆矩装置在台风中不停进行调整工作，长时间的超负荷运转，会造成控制装置的发热，发热就会导致控制装置自动停机，变桨距装置担负着叶片的卸载功能，如果停止工作，叶片就会受到强大风载的作用，并对风电机造成强烈冲击，造成风电机的损坏。如果不停机，控制装置就会发热烧毁，导致叶片控制失灵，失去卸载功能，最终仍然使风电机遭到冲击破坏。所以，现有控制系统是不能满足在台风状态进行卸载功能的。

我们要开发抗台风风电机，首先要解决叶片的强风载问题，采用小型叶片涡轮是提高抗风强度的最有效方法，小型叶片涡轮又有获取风能效率低的缺点，为了克服这个缺点，我们可以采用增加叶片涡轮数量的方法提高风能获取效率，由于小叶片涡轮受风面积很小，所受风载也很小，可以保证叶片不会在台风中损坏，风电机有几十个小叶片涡轮，它们所受风力是分散均匀的，不会对风电机造成冲击破坏，可以大幅提高风电机的抗风能力。我们还要解决风电机控制系统的滞后性问题，在风速和风向变化很大的情况下，任何的控制系统都是对装置的束缚和限制，最好的办法是顺其自然，靠风力自动调整风向，这样的调整才最准确、最及时，受到的风力也会最小。所以我们要省掉偏航装置和变浆矩装置，风电机靠风力完成调整风向的过程，不会存在滞后性，也不会存在故障，并使结构得到简化，成本得到降低。核电还有气电，智能电网可以相互协调、相互补充、相互平衡，是非常强大的智能电网。但由于风电机的并网稳定性没有保证，所以仍采用分散入网的方式，风电场规模都较小，当风速和风向变化很大时，风电机不稳定，不能满足并网条件，此时风电机可以随时脱网;风电机稳定后，又可以随时入网，不会对电网造成太大的冲击。象丹麦等国虽然风电占20~30%，但都是分散接入，并制订风电并网导则严格规定了接入点的风机数量和容量，并规定接入和退出的标准，丹麦国家电网公司每天会从三个不同的气象预报公司接收四次天气预报，然后利用先进的软件系统预测何时天气预报所述的风力变化会影响到风机，以及分析这些变化对整个电力系统带来的影响，进行快速的人工干预。但是，实际风速和预测风速完全吻合的情况很少。这种被动的、不准确的控制方式对我国肯定是不适用的，我国大型的风电场瞬间产生的冲击电流就足以让电网瘫痪，不可能有时间进行人工干预。所以大规模并网国外也没有成功经验可以借鉴，我们也不可能建成比欧洲还强大的智能电网，就是建成了也不能解决并网问题。

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