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2013年10月16日下午,北京国际风能暨展览会——风电机组技术。歌美飒中国区技术总监Mikel Butragueno Ureta演讲:歌美飒高海拔型风机运行经验。以下是全文:
Mikel Butragueno Ureta:大家下午好,非常感谢您对我的介绍,我也非常感谢有机会与大家分享我们公司在高海拔风机方面的解决方案,以及我们取得的成就。这与我们之前的介绍有点不同,大家讲的都是海洋上,或者内陆上的风机,我今天讲的是完全相反的一种情景,那就是高海拔市场。现在有10MW,或者是12MW的风机,但是今天我们谈的机型是完全不同的。我们讲的是如何在高海拔地区发展风电,开发高瓦数的电机,这是我的整个索引。首先谈论一下中国的风电市场现状。第二个是高海拔风机的准入规则以及我们市场准入的一些标准。第三个我会深入的谈论,也是粗略谈一下风机设计的适应要求,最后是结论,我希望我及时的结束我的演讲。
第一就是中国风电市场的现状。大家可以看看图,根据2013年的清单,在广西,四川,云南,贵州,西藏和青海预计总装机容量为6020.5MW,大部分要求都是高海拔风机。我们谈到歌美飒的时候,我们有不同的机型,比如说标准风机,高海拔风机,我们也会根据客户的要求制定独特的标准。在下一个PPT幻灯片中,我会给大家介绍。我们看看高海拔风机的准入准则,先谈谈它的定义,然后如何达到这些标准和要求,以及如何进入这些市场。第一相关标准,我们在这佛教有中国建行认证中心和行业标准,简称NB。中心在9月份已经发布了一个新的规则,在论坛中,可能大家都在抱怨,为什么现在有这么多的准则,而且又非常的不明确,所以说这是一个非常好的例子。我们可以把关注度转移到其他的方面,我们有了相关的认证,就必须要达到这些认证标准。当前这些标准主要是关注用户,但是也会关注到设计,安装使用等等状况。正如我所说的,我们必须要考虑到方方面面。
第三我们深入讨论一下风机的适应要求,就是高海拔风机的设计要求,第一我们需要考虑的关键点,第一个就是较低的空气密度,因为海拔比较高,所以说空气之间的密度就会减少,也会有一些结果。比如说增加电气绝缘的距离,同时我们也必须要调整功率曲线,适应新功率密度,同时较低的冷却能力,要求我们降低额定功率。第二个需要考虑的点就是高强度的太阳辐射,或者材料以及部件的抗紫外线老化情况。第三防雷系统也要考虑一下,比如说批率,功率,接地系统等等。第四点要考虑复杂地形的风场评估能力,第五就是运输和存储,第六点就是人员安全和风机维护的便利性。
第二个关注点,就是较低空气密度,增加电气绝缘距离之后,也会增加电气绝缘距离避免短路,所以我们必须有相应的解决方法,也必须要有适应于高海拔的原件。所有的电气设备必须重新评估,并且进行绝缘设计。所以说我们在高海拔地区,安装我们的电机的时候,必须要确定我们的测试会通过国家标准,达到这些要求。然后给你们举一个例子,歌美飒海拔每增加一千米,就会增加三百千克(音译)大家知道这个数据之后对我们产生有一个了解,第二个是功率曲线调整和适应新空气密度的控制策略,高海拔增加导致低空气密度,导致低空气升力,导致低功率产出,所以我们要对系统进行重新评估。所以说现在我们的系统必须要根据实际的情况进行调整,提高精确率。
第三个就是冷却能力的降低,也会降低企业额定功率,所以对我们产品进行重新审视,如果空气流动性不足的话,冷却的时间就会更长,需要重新评估,所以我们的散热系统避免低功率,当了也会增加一系列成本。比如说我们会考虑温度,湿度,海拔,这样的话,最大程度满足我们客户的基本需求,这个方案最有利于我们的客户,最后是高强度的太阳辐射材料,以及部件的抗紫外线情况。我们都知道这些原件像叶片,导流罩,机舱罩,以及塔筒油漆都会受到影响,辐射增强,就增长老化速度,大概会增加一半左右。
第三点是防雷系统,我们与中国电气协会进行了合作,来评判中国雷电的频率和功率,以及接地系统。
第四点就是复杂地形风场的评估能力,我们必须进行全面的CFD计算,通常情况下海拔越高,地形越复杂,就很难进行精确的评估和模拟,我们也会评估和审视过去几年中的一些数据不断的校准我们的产品数据。
第五点就是高原地区的运输和存储,我们必须要考虑到物流状况,考虑物流状况,我们可能对某些原件进行设计,调整物流的状况。
最后就是人员安全和风机运行维护的便利性问题,这也是最重要的一点。因为他们的工作环境是非常严酷的,低氧会造成他们高疲劳,头痛,所以我们必须要对他们做出相应的保护措施,就比如说配置电梯,在高原地方,我们可能需要两个员工8个小时的工作,但是在高海拔需要更多的人员和更长的时间。高海拔需要低气温,我们要考虑寒冷条件下的设计要求。同时我们公司还有中国的相关机构,也有这方面的实际要求。
下面再简单介绍一下,第一个就是我们能够运营的最低的气温,然后找出问题的根源。第二个在低温度下的材料强度,它们在低温情况下,有什么反应,我们的原件怎么进行运作,在低温情况下,我们会进行更改。比如说在零下30多度的环境下,我们会测试在那里系统的运行状况。第三和第四就是高海拔地区材料热应力性能的影响和温差影响的凝结和腐蚀的影响,这种情况也是相关的。当然在不同的环境下,会有不同的影响,我们必须加以考虑。还有改变这些机械的性能也会改变产品的刚性,弹性和阻尼的影响。所以我们必须要考虑到阻尼的影响。第六就是载荷以及覆冰的影响,我们也会采取除冰,减少叶片表面的影响。如果我们有机会在高海拔地区建立风场的时候,我们会达到标准。
中国市场正在向高海拔转移,我们公司标准进行的设计可以达到两千米,比如说在西南,在西藏地区,而我们公司有很多的经验,有许多的机械运营的经验,我们可以与大家分享这些经验,以及帮助大家制定这些标准和定义。
第二个就是CGC和NEA鉴衡和国家能源局正在制定相应标准区规范这个市场,我们也会尽力完成我们的产品质量达到这个标准。
第三标准风机不能安装在高海拔地区,许多特性必须加以考虑,比如说冷却,电气性能,复杂地形,控制策略,材料与表面处理等等。第四点在大多数情况下,高海拔就意味着低气温,所以说我们公司会考虑到这个状况。而且在这个方面我们有很丰富的经验,现在已经安装了百兆瓦容量的电机,我们的足迹已经进入了美国。
最后一个就是任何高海拔的风电项目都应该充分研究具体的风场条件。比如说我们会测量气温的最高和最低值,找到中间的范围,我们会根据不同风场的具体环境制定不同的风机,我们的产品寿命有20多年,经验丰富,所以希望和大家合作,谢谢大家。
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