低風速風電場風電機組選型探討

　　風能是潔凈環保的可再生能源，人類對風能的利用至少已經有3000年歷史，由于受到當時經濟、技術方面的因素制約，風力發電技術發展緩慢。19世紀70年代世界爆發石油危機之后，歐美等發達國家為尋找能夠替代化石燃料的新能源，投入了大量的科研經費與激勵政策研制風電機組。二十世紀，風力發電事業在全球范圍內蓬勃發展，風電機組單機發電量從最初的kW級發展到現在的MW級，從最初的小型離網型單機發展到現在大型并網型機組。從最初的木制葉片、固定輪轂及側偏尾舵調速發展到現在的玻璃纖維片、定槳距或變槳距以及偏航對風調節系統。
　　全球風能理事會（GWEC)2012年3月7日公布的調查結果顯示，2010年全年新建風力發電設備的裝機總容量排名首位的是中國(16.5GW)，比排名第二的美國(5.12GW)多出2倍多。這意味著中國的裝機總容量遠超美國，是世界第一風電大國。
　　從目前的發電方式的碳排量來看，煤發電為275g，油發電為204g，天然氣發電為181g，風力發電為20g。風力發電的碳排量相比之下小得多。除水電外，風電是開發技術最成熟、開發成本最低，也是未來最具大規模價值的可再生能源之一。
　　中國“十二五”規劃提出的100GW風電裝機目標中，將有至少20GW的份額屬于低風速風電場。譬如，廣西的風場大部分屬于低風速區，近期開發的力度加大，而在廣西風力發電規劃項目選定的96個風電場選點中，桂林占了48個，可以說，桂林是廣西風力發電開發的重點。
　　建立風場的首要任務就是要選擇適合于風場地域特點的風電機組。譬如，為適應桂林地區的特殊運行環境，必須要求風電制造企業調整原有設計方案，并提供調整方案后樣機的試驗數據，以保證調整方案的合理性。在風場的運行過程中密切關注風電機組設計方案中較為薄弱的環節，提高風電機組運行的可靠性。由于近年來風電發展迅速，部分生產企業急于占領市場，忽略對調整方案樣機的測試與試驗，給風電發展帶來了巨大的隱患。
　　本文結合在廣西地區低風速風區的工作實踐經驗，主要討論風場選擇風電機組及運行維護應重點關注的幾個問題。
　　風電機組葉片審查
　　（1）翼型方案審查
　　低風速區需更優化的葉片，在更低的風速下吸收更多的風能。
　　風電機組葉片作為風電機組的核心部件之一，其性能質量直接影響整體機組的效率，設計合理的葉片是保證風電機組正常穩定運行的重要因素。另一方面葉片制造成本占風電機組設備的20%－30%，因此提高葉片的性能一直是風電技術研究的方向。葉片的氣動設計包括外形設計及氣動性能計算，氣動外形設計決定了風能利用效率，氣動性能計算是評價葉片外形設計的關鍵指標。