超高海拔风电机组技术解决方案.pptxVIP

中车株洲电力机车研究所有限公司

产品篇-产品平台介绍

技术篇-高海拔技术介绍

标准与应用篇-国家标准制定

目

录

CONTENT

2

2.5WT4000+平台

21.5.3WWT平平台台

2.0技术索引 高海拔解决方案

叶片优化

控制系统优化

提升绝缘等级

防雷性能优化

机舱散热增强

抗辐射老化

电气选型优化

3

技术优势

适应复杂的高海拔环境（目前投运风场-最高安装海拔5200m）；

发电量保障、低成本。

应用场景

我国西北高海拔地区（青海、甘肃西北部）；

我国西南高海拔地区（西藏、云贵、四川西部）。

关键技术

风电机组低空气密度性能提升技术；

风电机组高效率冷却技术；

风电机组强雷电防护技术；

风电机组高压绝缘技术。

技术成熟度

批量应用；

云南XX风场最高单台风机平均利用5300小时数。

T02-01高海拔风机

T02环境适应性平台

4

T02-2超高海拔气候环境

T02环境适应性平台

5

项目

超高海拔项目参数

平均海拔m

＞5000

年均气压/bar

0.6

年均空密kg/m3

0.7

年霜期

200天

年均气温℃

-0.93

季节性冻土深度m

0.8~1.2

最大年平风速m/s

8.22

湍流强度

0.086（M=1）

参考风速/m/s

41.8

风切变指数

0.11

入流角/°

5.1

T02-2超高海拔气候环境

序号

特点

影响

1

空气密度低

降低风电机组发电性能；

降低风电机组的散热。

2

大气压力低

降低电气设备绝缘性能；降低电气开关分断能力；降低泵单元的性能。

3

辐射强度高

加速非金属材料老化。

4

宇宙射线强

半导体器件和控制芯片易失效。

5

季节性动土

风电机组基础易开裂和沉降。

6

雷暴频次高

导致风电机组部件雷击损坏或通讯干扰

7

昼夜温差大

电气柜易凝露；高低温循环影响部件寿命

T02环境适应性平台

1.”有风无力”-提升发电量

2.“极端气候”-提升可靠性

解决超高海拔两大关键问题

6

T02-3空气密度低-发电性能影响

T02环境适应性平台

超高海拔空气密度低，会导致叶片气动性能在额定功率点附近时下降较快。

7

T02-3叶片开发

T02环境适应性平台

针对超高海拔的使用场景，可开发高升力翼型，提升风机发电性能。

8

T02-3叶片开发

T02环境适应性平台

超高海拔空气密度低，叶片设计采用更大的弦长可增加风能捕获，提升风机发电性能。

9

T02-3叶片开发

T02环境适应性平台

采用气动附件如VG增强叶片的发电性能，有利于提升失速裕度

10

T02环境适应性平台

T02-3超高海拔定制控制策略

通过调整风电机组控制策略的方式（转矩、桨距、偏航），提升风电机组发电性能。

3

4

5

6

9

10

11

12

0.3

0.35

0.4

0.45

7 8

NominalWindSpeedAtHubPosition[m/s]

PowerCoefficient[-]

PowerCoefficient

11

T02-3功率调节技术

T02环境适应性平台

采用柔性功率调节技术，可提升发电量。

12

T02环境适应性平台

13

T02-3自适应偏航技术

采用自适应偏航技术，可提升发电量。

5.2高原气候环境影响

通过增大油-风换热器的有效散热面积、风扇电机功率等方式提高齿轮箱油冷却能力；

0.55

0.65

0.95

散热面积裕度

0.75 0.85

空气密度kg/m^3

T02-4冷却设计

超高海拔空气密度低，需提升部件冷却能力。

某齿轮箱，xx℃进风温度条件，不同空气密度散热面积裕度

0

-0.02

-0.04

-0.06

-0.08

-0.1

-0.12

-0.14

-0.16

-0.18

14

5.2高原气候环境影响

1）电机及变流器采用增大风冷散热裕度方式、控制柜通过提高柜体散热器功率和进风量等保证散热。

2）电缆设计选型应选用耐候型，在电流容量的计算时保留足够的温度裕度

T02-4冷却设计

超高海拔空气密度低，需提升部件冷却能力。

15

T02-4空气压力低

T02环境适应性平台

超高海拔空气压力低，会降低电气设备绝缘性能、电气开关分断能力等。

16

T02-4变桨控制系统

T02环境适应性平台

超高海拔气候条件，需对变桨电机、驱动器、电源模组、低压器件等优化升级。

17

T02-4发电机

T02环境适应性平台

超高海拔气候条件，需对风扇功率、集电环碳刷、绕组、温升设计、绝缘等级等优化升级。

18

T02-4主控柜

T02环境适应性平台

超高海拔气候条件，需对保护开关、接触器、继电器、断路器、分断能力、风量等优化升级。

19

T02环境适应性平台

T02-5防雷系