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陳濤:福建風(fēng)電探路人

2012-08-08 來源:《風(fēng)能》 瀏覽數(shù):939

  這臺FD21-55 千瓦機(jī)組在1982 年試制成功后,安裝在平潭風(fēng)電試驗站,與一臺柴油機(jī)組成互補(bǔ)系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。機(jī)組葉片采用直升飛機(jī)退役槳葉,塔架高16.2 米,為空心圓柱形混凝土結(jié)構(gòu)。
  由于對風(fēng)電機(jī)組的認(rèn)識不夠,這臺機(jī)組采用的是同步發(fā)電機(jī),導(dǎo)致后期出現(xiàn)了諸多問題。“同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速低了的話,到不了與電網(wǎng)同步的點,就很難并上網(wǎng)。”科研組想了很多辦法,但因周波由電網(wǎng)決定而無法改變,也就是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不能變,調(diào)節(jié)勵磁電流的結(jié)果相當(dāng)于調(diào)節(jié)了電機(jī)的功率因數(shù)和無功功率,“有功波動,無功也波動。造成與之互補(bǔ)的柴油機(jī)很強(qiáng)的波動。打個比方,就像開車時一會踩油門一會踩剎車一樣,機(jī)器哪能受得了。”但也正是通過這臺機(jī)組的試驗,研究人員意識到風(fēng)電并網(wǎng)問題的重要性。
  FD21-55 千瓦風(fēng)電機(jī)組作為科研上的探索,研究人員在研制過程中針對遇到的各種問題進(jìn)行了很多嘗試。
  針對風(fēng)電出力的變化,科研人員用水池制做了一個水阻抗,當(dāng)風(fēng)電出力過大時,多余的電力就通過水阻抗消耗掉,機(jī)組對外的出力表現(xiàn)就是平穩(wěn)的了。“當(dāng)然這只是一個試驗,是不能并網(wǎng)正式運(yùn)行的,如果正式運(yùn)行的話,水會都被燒開,燒沒的。”陳濤說。除了有功的控制,科研人員對無功跟蹤也進(jìn)行了試驗,研究了一套無功跟蹤系統(tǒng),以保證發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)相同。“這個系統(tǒng)跟柴油機(jī)并起來也能運(yùn)行,但是離真正的商業(yè)運(yùn)行還差很遠(yuǎn)。但是,通過這些試驗,我們了解到,如果將來風(fēng)電規(guī)模逐步擴(kuò)大,有功跟蹤和無功跟蹤這兩個系統(tǒng)是必須具備的,否則,并網(wǎng)是個大問題。”
  200千瓦的改進(jìn)
  走過FD21-55 千瓦機(jī)組的一段“彎路”,1984 年,科技處進(jìn)行FD32-200 千瓦風(fēng)電機(jī)組研制時,采用了異步發(fā)電機(jī),“這是風(fēng)電機(jī)組商業(yè)化運(yùn)行的一個重要前提。因為異步發(fā)電機(jī)是利用滑差來解決風(fēng)電機(jī)組出力脈動和電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行之間的矛盾,比同步發(fā)電機(jī)更容易控制,實施起來也更方便”。陳濤說。
  機(jī)組的另一項改進(jìn),是采用了變槳距技術(shù)。“之前研究的定槳距技術(shù),風(fēng)輪推力很大,因此塔架要做得很粗,葉片、主軸也都特別結(jié)實,
而變槳距除了效率高之外,風(fēng)輪推力小很多,機(jī)組自然也就‘苗條’很多。”另外,該機(jī)組采用了玻璃鋼葉片,由上玻所(今上玻院)設(shè)計制造,這在我國大型風(fēng)電機(jī)組研制上屬首次。
  FD32-200 千瓦風(fēng)電機(jī)組由水電部杭州機(jī)械設(shè)計研究所、福建動力機(jī)廠、上玻所、福建電力局、平潭風(fēng)電試驗站等單位于1988 年研制成功,這是我國研制的首臺大型風(fēng)電機(jī)組。機(jī)組吊裝在平潭風(fēng)電場,1993 年通過能源部鑒定。從開始研制到通過鑒定,前后歷經(jīng)10 年。
  但由于控制系統(tǒng)原因,機(jī)組鑒定之后,基本不能正常運(yùn)行。“機(jī)組控制系統(tǒng)是用很多獨立元件焊出來的,性能不穩(wěn)定,科研人員在的時候敢開機(jī),人一走,誰都不敢讓它動了。”

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