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信也得信,不信也得信,湍流就是风机实时发电过程中的大恶魔,在这一点上没有之一。
由于与生俱来的随机性和强非线性,即便你懂得风的轨迹,也很难预测到这个恶魔何时会跑出来破坏风力发电,所以只能在分析报告中看到它的踪迹——比如风机齿轮箱损坏、叶片开裂、基础开缝、发电量不达标,等等,诸如此类的问题无不与湍流有关,也就是说,这个恶魔脱不了干系,可这个看不见摸不着的东西究竟是什么呢?
如果你缺少专业知识,那就得补脑了,看看百科中的标准答案解释:“湍流又称紊流,指的是流体的非均匀流动。”这句话能懂的就懂了,再看看下面这段话,即使不懂也会知道湍流到底是个什么级别的风电难题了。
“湍流的复杂,使得它几乎不可能用任何数学方法准确描述,在过去的一个世纪里,科学家们先后发明了涡粘性和混合长度理论、能量级串理论、流动稳定性理论等对它进行说明和解释,但始终没有实现对湍流的完全模拟,它也因而成为流体力学的世纪难题。”
难题也不过是难题而已,只要风机设计师们和湍流这个恶魔来一番斗智斗勇,风机安全性和良好的发电性能是可以有保障的,但前提是要先了解下风机设计湍流等级,然后就是湍流对风机安全性和发电量究竟有哪些影响。
那么,什么是风机设计湍流的等级标准呢?先看最新IEC61400标准(由IEC制定的风力发电机组系列标准)对风力发电机组的安全等级分类,看个表吧:
请注意,Vref是指风电场50年一遇的10分钟最大风速;Iref是指15m/s时的湍流强度的平均值;A是指高湍流强度等级,B是指中等湍流等级,C是指低等湍流强度。
再说一遍,无论哪位大神都很难用数学方法准确描述湍流,那么风机设计是如何界定湍流的呢?接地气的专家们搬出了万能的统计学方法,根据IEC61400标准规定,湍流强度(TI)是指10分钟内风速随机变化的幅度,也就是10分钟平均风速的标准偏差与同期平均风速的比率。实际上,这就是风机运行中承受的正常疲劳载荷,也是IEC61400-1风机安全等级分级的重要参数之一。
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华电新能源集团股份有限公司黑龙江分公司2024-2025年度风电机组部分发电机返厂维修项目招标公告
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