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叶根延长提效方案

 

编者按：由于早期整机设计及叶片制造水平相对落后，风能未得到充分利用。通过叶片叶根加长技术，配合控制策略优化，提高风轮扫掠面积A和风能效率Cp、提升机组吸收风能能力、提高机组的发电量，增加机组和风场收益。

- 研究与设计 -

 

理论公式：

 

 

根据叶根延长长度和现场风资源不同，单台机组年发电量可提升6%-10%。

经过对机组整机安全性、可靠性、发电性能整体评估后，保持机组原配置，保障机组安全稳定运行的前提下，在原叶片的叶根增加一段延长节以使叶片加长。

 

 

保持原叶片不变，在叶片叶根与变桨轴承之间增加一段设计的延长节，形状与原叶根外形保持一致。

 

控制系统主要修改参数：
 
  
 
- 安全性保障 -
 
载荷校验：
通过Bladed对整机载荷进行仿真计算，对叶片结构进行强度校核，安全可靠。
 
 
叶根延长节安全性保证：
研发经过系列数值分析及强度试验，以确保安全。
延长节采用的钢板符合JB/T4730-2005 I级的要求，钢板厚度14mm，工程符合GB/T709-2006B类要求，厚度方向按GB5313执行；且钢板分别进行化学成分和力学性能100%合格。
 
延长节生产：
叶片延长节设计与叶根外形保持一致，分别与轮毂、原叶根链接，实现无缝隙对接。设计排版图如下：
 
 
叶根模具生产：
在生产叶根延长节前需先对模具进行设计、制作。
 
 
叶根延长节的生产：
叶根生产所需的钢板、线缆、挡雨环、油漆、结构胶及避雷线等材料采用明阳集团合格供应商。
 
现场施工：
采用汽车吊或者履带吊将叶片拆卸到地面安装，高效、经济、安全可靠。
 
 
-案例呈现 -
 
某电场MY1.5-82机组原本风轮直径为40.3m，结合实际情况，于2016年将该机组的风轮直径从40.3m加长到了42.3m；现场年平均风速7.3m/s。机组基本信息如下：
 
 
经国际知名第三方认证机构TUV评估，此项技改提效达到8%。
 
- 经济性分析 -
 
经计算，机组叶片加长后，年发电平均提升比例为8%。 风场年平均利用小时数大于1750h，预计单台风机每年可增加发电量1750*0.15*0.08=21万千瓦时，按0.61元/kwh计算，单台机组每年可增加发电收入12.8万元以上。
 

 

 

润阳能源技术有限公司 丁艳军

润阳能源解决方案中心负责人。风电领域工作11年，带领团队完成多个MW级主控系统开发、叶片气动优化等项目的技术开发与方案编制。多年风机控制系统开发、整机电气系统设计、叶片优化设计研发和项目管理经验，在风电机组控制软件编程、建模仿真、系统安全性评估、电气设计、数据分析与机组提效等相关技术领域有深入研究和丰富实践。