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風電機組實際運行功率曲線影響因素分析

2013-06-08 來源:《風能》 瀏覽數:1549

  2.4 雨滴的影響
  在下雨時,一方面,葉片上的雨滴會改變氣流繞葉片的流動狀態,使翼型空氣動力特性發生變化;另一方面,雨滴撞擊在葉片上并在離心力作用下從里向外甩出,使風電機組功率減小,最大時損失的能量在20% 以上,如圖5所示[1]。

圖5 雨滴對風電機組功率特性的影響[1]

  2.5 污染的影響
  當風電機組上的風輪葉片因沙塵、昆蟲和漏油等原因被污染時,會改變風輪葉片表面的粗糙度,使翼型空氣動力學特性發生變化,減小功率輸出。如圖6 所示[1]。

圖6 污染對風電機組功率特性的影響[1]

  2.6 湍流對風電機組功率曲線的影響
  湍流(紊流)是流體的一種流動狀態。空氣動力學中的湍流指的是短時間(一般少于10min)內的風速波動。
  湍流產生原因主要有兩個:當空氣流動時,由于地形差異(例如,山峰)與地表產生的“摩擦”;由于空氣密度差異和氣溫變化的熱效應空氣氣團垂直運動。這兩種運動往往相互關聯。
  湍流強度是指風速隨機變化幅度的大小, 定義為10min 內標準偏差與平均風速的比值,即:

  湍流強度是風電場的重要特性指標,它的計算、分析是風電場資源評估的重要內容。湍流對風電機組性能的不利影響主要是減少功率輸出,增加風電機組的疲勞載荷,最終削弱和破壞風電機組。IT 值在0.1 或以下表示湍流相對較小,中等程度湍流的IT 值為0.1~0.25,更高的IT 值表明湍流過大。對風電場而言,要求湍流強度IT 值不超過0.25[3]。
  湍流強度是描述風速隨時間和空間變化的程度,反映脈動風速的相對強度,是描述大氣湍流運動特性最重要的特征量。風電場風電機組的湍流可以由當地的地形條件產生,也可以由風電場風電機組之間相互影響產生。
  圖7 是湍流強度對變槳風電機組功率曲線的影響,如圖所示。湍流強度越大,風電機組的滿負荷發電風速越高,對功率曲線的影響越大。

圖7 湍流對風電機組功率曲線的影響

  2.7 尾流對風電機組功率曲線的影響
  風電機組吸收風中的部分能量,使得風流過風電機組后,其速度有所下降。在實際風電場中,位于下游風電機組處的風速將低于位于上游風電機組的風速,風電機組之間的距離越近,前面的風電機組對后面風電機組的風速影響越大,這種現象叫尾流效應。
  在風電場中,位于尾流區的風電機組由于來流速度損失使風電機組功率輸出減小。因此,在風電場布置風電機組時,必須考慮尾流對風電機組輸出功率的影響。風電機組呈串列布置受尾流影響比斜列布置要大。

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 大型風電機組整機測試用全工況載荷施加技術及裝備研究
閱讀下文 >> 葉片真空灌注工藝樣件尺寸與纖維孔隙的影響分析

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