风电行业问题再探（一）-北极星风力发电网

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摘要：由于风电产业发展过快，部分风电从业人员存在理念和认识上的偏差，风电行业难免存在一些问题。本文就风电机组的部件损坏、疲劳破坏，以及风电场、电网、风电机组生产厂家、风电机组配套部件商存在的问题进行分析和说明。

关键词：风电场 ;风电机组生产厂家 ;配套厂商 ;电网

0 引言

我国风电行业快速发展，取得了很大成就。但是，随着风电行业的深入发展，快速发展期存在的一些问题也不断涌现。行业理念认识偏差，企业运作机制与风电发展不相应 ;行业标准不够完善，业主与风电机组生产厂家之间的权责不清 ;欠款、拖款问题严重，机组配套厂家纷纷转行或倒闭，产业链面临亏损。这些都会直接影响到风电行业的正常发展。

1 风电行业存在的主要问题

1.1 风电场选址影响部件使用寿命

场址选择适宜与否对于风能利用的预期目的能否达到起着关键的作用。如果场址选择不合理，即使性能很好的机组也不能有效发电。更有甚者，由于选址不正确，很可能导致设备损坏 [1]。因此，如何在风电场内布置风电机组才能得到最大发电量、获得最佳的经济效益，一直是微观选址工作的焦点 [2]。机组所处的位置直接关系到湍流强度的大小。

湍流强度(IT)是指风速随机变化幅度的大小，定义为 10min 内标准风速偏差与平均风速的比值，即：

式中，V 为 10min 平均风速 ;σ为 10min 内风速相对平均风速的标准偏差。

湍流强度是风电场的重要特性指标，它的计算、分析是风电场资源评估的重要内容，其结果直接影响风电机组的选型。湍流对风电机组性能的不利影响主要是减少功率输出，增加风电机组的疲劳载荷，最终会损坏风电机组。湍流强度 IT 值在 0.1 或以下表示湍流相对较小，中等程度湍流的IT 值为 0.10 - 0.25，更高的 Lr 值表明湍流过大。对风电场而言，要求湍流强度 IT 值不超过 0.25[3]。

为了减少叶片的脉动和破坏力较强的动态载荷，在湍流强度大于 0.25的地区，应慎建或不建风电场，若在这些地区建风电场，在选机型时应与厂家充分交流，对设备的承受能力进行充分地论证和评估。

风电机组容易受到疲劳载荷的严重影响。在 600kW 机组中，叶轮在20 年的寿命期内会旋转 2×108次，每转一周都会产生与低速轴和叶片重力完全相反的力，以及由风剪切力、偏航误差、轴倾斜、塔架阴影和湍流引起循环的叶片平面载荷。因此，许多风电机组部件的设计都取决于疲劳载荷而不是极限载荷 [4]。

短期平均风速的波动或湍流对载荷设计产生主要影响，因为这是极端阵风载荷和大部分疲劳载荷的来源。叶轮转动会不断产生局部剪切阵风，使叶片的疲劳载荷加剧 [4]。另外，在风电场中，运行在其他风电机组产生的尾流中机组会增加湍流，并减小平均风速[4]。

所以，风电场的风况条件较差时，不仅会使风电机组发电量降低，还可能造成机组部件(如叶片、主轴轴承、齿轮箱等)寿命缩短和损坏;风电机组振动增加，故障停机次数频繁。不同的风电场，其风况和环境条件各不相同，动态载荷的差异很大，因此，相同质量的风电机组在不同的风电场，部件损坏情况与故障停机状况不尽相同。

因为风电机组运行在非常复杂和多变恶劣的环境下，所以其承受的载荷情况也非常复杂，不同的载荷情况对于机组各个部件的受力情况都有不同影响，而确定载荷情况对于后续的设计来说是非常重要的基础性工作[2]。

为了使风电机组能长期安全稳定运行，我们在设计和制造时要重点考虑机组的抗疲劳载荷能力，在风电场选址时，充分考虑风况和环境对机组的影响，以避免部件损坏，延长风电机组的使用寿命。

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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