单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,风力发电场-风力发电机组选型,概述,影响风力发电场效益的关键因素,风资源,机组布置微观选址,机型选择,风力发电机组是风电场中最主要的设备，其投资约占整个风电场总投资的60%至70%,风力发电机组选型即指在综合考虑风电场各方面因素风能资源、气候条件、工程建设条件等后为风电场选择最为适合的机型，在满足设备安全、施工可行等根本原则的根底上充分利用当地风能资源，实现风电场效益最大化,能否合理地进展风力发电机组的选型将直接准备风电场的发电量以及工程在整个运行期一般为20年的经济效益,选型的根本原则,1、质量认证,最重要的一个方面，保证机组正常运行及维护最根本的保障体系,风力发电机组制造都必需具备ISO9000系列的质量保证体系的认证,Germanischer Lloyd Wind Wnergie GmbH简称GL于1986年出台了第一套针对风力发电机组的设计准则并随后进展了几次补充和完善,国际电工委员会IEC于1994年出版了风力发电机组第一局部 安全要求IEC61400-1，此后IEC又先后出台了多个IEC61400标准，对涉及风力发电的11个不同领域进展了标准,DNV挪威船级社、Lloyd、Risoe、德国风能争论所、荷兰能源争论中心等，国内的中国船级社CCS也已组织建立了中国的风电质量认证体系,选型的根本原则,1、质量认证,风力发电设备认证体系内容,认证范围：,风力发电机组及重要零部件叶轮、齿轮箱、发电机、塔架、把握系统、偏航机构等,产品技术特性：空气动力学、材料、振动、电子、机械等,认证依据：,相关国际标准,国家标准,设计/认证指南,选型的根本原则,1、质量认证,认证模式,型式认证,通过设计评估、型式试验、生产质量把握审核等工作，就新型号的风力发电设备对标准、标准的符合性进展评价,目的是确认风力发电机组是按设计条件、指定标准和其它技术要求进展设计、验证和制造的，证明风力发电机组是可以依据设计文件要求进展安装、运行和维护的,工程认证,目的是评估已通过型式认证的风力发电机组和对应的塔基设计是否能与外界条件、可适用的构造物和电力参数适应，以及是否满足与指定场地有关的其它要求,认证机构应评估场地的风资源条件、其它环境条件、电网条件以及土壤特性是否和风力发电机组设计文件和塔架设计文件中确定的参数相全都,选型的根本原则,2、制造企业的综合实力,国内现已涌现出80余家风力发电机组整机制造企业，主要包括大型国有工业企业、股份制企业和民营企业、外资企业含中外合资企业三大类,综合实力是机组选型时必需要考虑的因素，其综合实力的强弱将直接准备机组的质量、信誉和售后效劳等,风力发电机组整机制造企业必需具备完整的ISO9001质量认证体系，认证证书必需在有效期限内并且认证范围必需包括风力发电设备制造或相关内容,选型的根本原则,2、制造企业的综合实力,企业的历史背景也特殊重要,整机制造企业拥有很强的经济实力，具备雄厚的资本金和多元化的融资渠道,具有极强的抗风险力气，以保证后期的产品维护和可能面临的主要部件大面积更换等的潜在风险,风力发电机组的质量与牢靠性很大程度上取决于上游配套企业的生产力气，所以在风电机组选型时应认真分析为整机制造企业供给的主要部件配套生产企业的综合实力,选型的根本原则,3、满足场址的气候条件,应依据场址的风况轮毂高度的年平均风速、50年一遇10分钟平均最大风速、湍流强度等选择安全等级的级别,选型的根本原则,选型的根本原则,选型的根本原则,3、满足场址的气候条件,依据气温范围确定选用标准型或低温型机组,我国北方地区冬季气温很低，有的地区最低气温超过-45C，在-20C以下的时间也较长,常温型风力发电机组的运行温度在-20C以上，假设承受常温型风力发电机组不但发电量损失严峻，机组的运行安全也将受到威逼,齿轮箱油、机舱内部、传感器、把握柜内加热,叶片承受低温型的,全部润滑油、脂应考虑其低温特性,选型的根本原则,3、满足场址的气候条件,沿海和海岛地区，需留意是否对防腐和绝缘性能提出特殊要求，还要考虑雷暴及台风的因素,我国东南沿海地区风电场的盐雾腐蚀特殊严峻,盐雾腐蚀主要是通过电化学反响进展,简洁被腐蚀的部件包括法兰、螺栓、塔筒等,通常可承受热镀锌或喷锌等方法，面漆承受专用“三防”漆防湿热、防霉菌、防盐雾，以疼惜金属外表免受腐蚀,风电机组内的电气元件应接照“三防”要求选购，电缆应承受船用电缆,为了提高在这些地区安装的风力发电机组的抗台风力气，可适当提高机组安全等级，增加叶片、塔架、根底等的构造强度机组的控,制系统确定要配有不连续电源，该电源的容量要能够驱动变桨和偏航系统并能保持30分钟以上持续运行,选型的根本原则,4、顺应风电机组进展趋势,尽量选用主流机组,尽量选用单机容量较大的、承受变桨变速技术的机型,削减风电机组的数量，削减土地面积的占用和吊装次数,增加发电量，提高经济效益,大型机组一般承受了更高的输出电压，降低线损和电缆造价，从而降低建设和运行本钱,选型的根本原则,5、满足场址的交通运输及安装条件,运输,安装,选型的根本原则,6、经济性比选,经济性比选是指在满足安全等级要求的多个机型中，通过计算年发电量、风力发电机组本钱、配套设备及工程费用等进而得到各种机型的千瓦造价、可利用小时数和度电本钱，最终确定经济性最优的机型,千瓦造价:风力发电机组的总价格除以总装机容量以千瓦为单位,它能够把不同机型、不同容量的机组放在一个水平线上进展价格比较，得到一个最为直观的结论,计算千瓦造价时确定要留意机组价格所对应的供货范围，通常应当把备品备件、消耗品、技术效劳、运输及保险费等含入总价之中，否则会有失比选的公正性。另外对于进口风力发电机组，确定要明确其所供给的价格是否包含税费,选型的根本原则,6、经济性比选,可利用小时数：风电场年发电量除以风电场总装机容量，是反映风力发电机组发电力气的重要指标,第一种方法是利用WAsP等软件工具,其次种方法是结合风电场的风频分布与机组的功率曲线，按如下公式计算,式中f(vi)为风速i在一年中消逝的频率,Pi为机组功率曲线中风速i对应的输出功率,机组功率曲线必需是风电场当地空气密度下的功率曲线,风电场理论年发电量乘以折减因子后才能得到实际年发电量，折减因子应依据风电场具体状况选取，一般在0.650.75之间,选型的根本原则,6、经济性比选,度电本钱是一个综合性的经济指标，它最大的特点是对与机组相关的其它配套费用也进展了考虑,选择不同风力发电机组的投资差异不仅仅表达在机组本身的价格上，由于不同机型的轮毂高度不同，机舱重量各异，其吊装本钱大相径庭。此外与机组配套的塔筒、箱式变电站、根底、道路、施工平台、集电线路等都会随不同机型的特点发生显著变化，这些因素在机组选型时必需充分考虑,用考虑全部相关因素后得到的总本钱除以对应机型的实际年发电量便可得到该机型的度电本钱,度电本钱同时考虑了工程造价和风电场发电量两方面因素，是机组选型阶段最为客观、全面的综合性指标之一，是经济性比选的重要参考,选型的根本原则,7、付款方式、技术效劳和技术保障,付款方式,付款方式是商务局部中最重要的条款之一,由于风力发电机组的价格通常很高，付款比例和条件的不同通常会给工程的经济指标带来较大的影响,对于生产运行业绩不多的机型，为了躲避工程业主的风险，招标时提出的付款方式应尽量滞后,对于付款的条件应描述清晰，以避开在合同执行过程中引起歧义,选型的根本原则,7、付款方式、技术效劳和技术保障,技术效劳与培训,风力发电机组生产厂家应协作工程业主和设计单位进展机组的微观选址，并通过技术联络会等形式进展技术交底,应供给满足风电场设计、运行、维护所需的全部技术资料,在机组吊装阶段机组生产厂家应供给现场安装指导，机组的调试工作也应由生产厂家主要负责。依据我国相关标准规定，风力发电机组在安全无故障连续并网运行240小时后才能进展设备验收，此后设备将进入质保期。对于一些运行业绩较少的机型，工程业主可以在合同谈判中提出更为严格的设备验收条件,培训,选型的根本原则,7、付款方式、技术效劳和技术保障,技术保障,开头之日、完毕之日,期限,免费维护,部件损坏免费供给质量问题,功率曲线,发电量损失,选型的主要内容,机械局部选型,机组构造型式选择,水平轴,优点,缺点,垂直轴,优点,缺点,选型的主要内容,机械局部选型,机组构造型式选择,上风向、下风向,上风向：塔架对气流影响小，,需对风装置,下风向：塔影效应，气流扰,动、噪音，效率低垂直轴,传动系统,直驱：发电机的尺寸和重量一,般较大,齿轮箱,半直驱型,选型的主要内容,机械局部选型,主轴、齿轮箱和发电机的相对位置,紧凑型：风轮轴与齿轮箱低速轴同轴，节省材料和相应的费用，但拆卸麻烦,长轴布置型：风轮轴与齿轮箱低速轴连接，削减了齿轮箱低速轴受到的简洁力矩，削减了低速轴刹车对齿轮箱的损害,选型的主要内容,选型的主要内容,机械局部选型,叶片数的选择,两叶片,高尖速比运行时具有较高的风能利用系数,可减小齿轮箱变速比，从而降低费用,平衡困难,噪声大,三叶片,运行和输出功率平稳,视觉美观,选型的主要内容,机械局部选型,功率把握方式选择,被动失速把握,通过翼型设计把握功率,把握简洁,功率输出不稳定,变桨距把握,通过调整桨距角减小升力，把握功率,功率输出稳定,需要增加一套桨距把握装置,主动失速把握,既有桨距把握，又有翼型把握,选型的主要内容,机械局部选型,机组定速与变速运行方式的选择,定速运行的主要问题,风力机转速不能随风速而变，从而降低了对风能的利用率,当风速突变时，巨大的风能变化将通过风力机传递给主轴、齿轮箱和发电机等部件，在这些部件上产生很大的机械应力,并网时可能产生较大的电流冲击,发电机本身在低负荷时效率较低,选型的主要内容,机械局部选型,双速运行,发电机分别设计成4级和6级，使叶轮和发电机在低风速段的效率提高,600kW机组，6极时，150kW；4极时，600kW,变速运行,在低风速段，调整发电机的反力矩使转速跟随风速变化，保持最正确尖速比,在高于额定风速时，主要通过变桨距系统转变桨叶节距来限制风力机猎取能量，使风力发电机组保持在额定值下发电，并使系统失速负荷最小化,选型的主要内容,电力系统选型设计,风力发电场接入电力系统方案,风力发电场与电力系统连接的方式、输电电压等级、出线回路数、输送容量以及配套输变电工程的方案,风力发电场主接线,风力发电场配电线路,直埋电力电缆敷设,架空导线,风力发电场变电所设备,选型的主要内容,电力系统选型设计,我国风电场多处于大电网的末端，拟选风力发电机组的电能质量和电气运行参数应尽量与电网条件相匹配，如电压波动、频率波动、三相不平衡、低电压穿越力气、无功补偿要求等，以保证机组不会由于电网的缘由停机造成电量损失,选型的方法步骤,1、依据交通运输条件和安装条件，结合当前市场的主流，确定单机容量的范围,2、依据当地的风资源及气候条件，确定几种备选的机型,选型的方法步骤,3,、用WAsP软件将几种备选机型作初步布置，计算出其理论发电量,4,、对各备选机型及其配套费用作投资估算。其中风电机组的价格用最新的招标价格计算,选型的方法步骤,5、计算各备选机型的度电本钱、千瓦投资等指标,6、结合各备选机型的特征参数、构造特点、把握方式、成熟性、先进性、售后效劳等进展综合的技术经济比较，确定机型,