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風(fēng)電機組實際運行功率曲線影響因素分析

2013-06-08 來源:《風(fēng)能》 瀏覽數(shù):1678

  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(tài),使翼型空氣動力特性發(fā)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(fēng)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(fēng)電機組功率特性的影響[1]

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

圖6 污染對風(fēng)電機組功率特性的影響[1]

  2.6 湍流對風(fēng)電機組功率曲線的影響
  湍流(紊流)是流體的一種流動狀態(tài)??諝鈩恿W(xué)中的湍流指的是短時間(一般少于10min)內(nèi)的風(fēng)速波動。
  湍流產(chǎn)生原因主要有兩個:當(dāng)空氣流動時,由于地形差異(例如,山峰)與地表產(chǎn)生的“摩擦”;由于空氣密度差異和氣溫變化的熱效應(yīng)空氣氣團垂直運動。這兩種運動往往相互關(guān)聯(lián)。
  湍流強度是指風(fēng)速隨機變化幅度的大小, 定義為10min 內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均風(fēng)速的比值,即:

  湍流強度是風(fēng)電場的重要特性指標(biāo),它的計算、分析是風(fēng)電場資源評估的重要內(nèi)容。湍流對風(fēng)電機組性能的不利影響主要是減少功率輸出,增加風(fēng)電機組的疲勞載荷,最終削弱和破壞風(fēng)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(fēng)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(fēng)速隨時間和空間變化的程度,反映脈動風(fēng)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(fēng)電場風(fēng)電機組的湍流可以由當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件產(chǎn)生,也可以由風(fēng)電場風(fēng)電機組之間相互影響產(chǎn)生。
  圖7 是湍流強度對變槳風(fēng)電機組功率曲線的影響,如圖所示。湍流強度越大,風(fēng)電機組的滿負(fù)荷發(fā)電風(fēng)速越高,對功率曲線的影響越大。

圖7 湍流對風(fēng)電機組功率曲線的影響

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

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