关键词: 陆上风电风机; 设备选型; 探讨
1. 陆上风电风机技术现状
双馈异步式和直驱式是陆上风电风机技术的两种机型，二者有明显的差别，在实际情况中，需要选择不同的发电机的尺寸和类型。第一，在双馈异步式中，采用的是绕线式异步发电机，运用电刷和变流器连接，确定额定功率。另外，变流器也可以控制发电机的功率和速度。将机组工作的范围扩大。第二，在全直趋式中，变流器可以将机械转动系统和电网隔离，有效控制发电机。其优势主要体现在：可以避免发电机和电网之间的影响。以保证风力发电机组的顺利运行。第三，半直驱式，半直驱式与全直趋式是直驱式的两种表现形式，意在融合双馈式和直驱式机组的优点而避其缺点,半直驱式主要指将中速变流器与小型发电机进行结合使用。其优势主要体现在以下几个方面，首先，转速低，可以降低机械应力，发挥重要的作用。其次，重量低，尺寸小，具有一定的优势。
失速调节和变速调节是风电机组功率的两种主要的调节方式。失速调节是在转速保持不变的条件下，叶片发生失速，将功率限制在一定范围内。失速调节的主要优点是不需要复杂的控制程序，但是其启动风速较高。目前市场上的变速风电机组一般采用双绕组结构。在高风阶段和低风阶段采用不同的极工作。另一种是变桨风电机组，变桨距离调节的启动性能好，停机方便安全。但是故障几率高，控制程序较为复杂。通过功率变换器连接到电网，这种功率变换器的容量大于等于电机的容量。很多制造商更倾向于使用主动失速、变桨距变转速直接驱动机等。
2.风电机组选型
2.1 风 电 机 组 选型时需要考虑的问题
为了最大程度的利用风能，在机组选型时应主要考虑以下问题：第一，根据《风力电机组 安全要求》可以将风电机组分为4个等级，应根据场址的气候条件，选择安全等级的级别，在沿海地区的陆上电厂，需要掌握风速向内地的衰减规律，结合当地地质条件及涨潮落潮规律，选择合适的沿海型风机。第二，应尽量选择容量较大，采用变桨变速技术的机型，顺应风电机组的发展趋势，以减少风电机组的数量，在减少土地占用面积的同时也提高了经济效益。比如,单机容量从0.25MW到2.5MW的各种机型中,单价随着容量的变化呈U型趋势.600KW以上大风轮直径,设备的重量在逐渐增加,使得风机疲劳载荷和极限载荷的增加.需要有专门的加强型设计.目前的1.3MW风力发电机仍不成熟,投入使用的效果并不理想,出现了很多故障。第三风电机组的价格及基础费用，在单机的容量不同时，还应该考虑配套设施和设备的费用。第四是售后服务，厂家有没有专门的售后服务场所，以降低因机器故障造成的损失。风电机组是风电场的主要设备，在风电机组上的投资占据很大一部分。第五，陆上风电场，应结合实际的环境选择合适的风电机组，应该选择耐腐蚀技术、安装技术、防雷技术等以适应当地的特殊条件。目前，国家发改委对风电技术管理提出了具体的要求，明确提出国产化率应达到70%以上。
2.2风电机组的选型 原则
为了有效利用资源、降低单位工程造价，在风电机组的选型中应坚持以下原则：① 通过风能资源评估， 根据 IEC61400-1 的标准来确定风电场的类型等级；对同一场址的风资源条件，在总机容量相同的前提下，从理论上，不同机型的年发电量差别很大。② 单机容量的范围结合交通运输条件确定。在国内有良好记录的机型，但是单机以下的机组由于关税和增值税等原因，在投资规模上缺乏竞争力。因此最好采用单机以上机组。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆③风机对风电场的气候、环境等因素有一些特定的要求。结合气候状况，确定几种备选的机型。风沙容易使风机叶片开裂、表面磨损。风电场一般建在平原或者山川地带，无建筑物、植被遮挡。高度越高，风速越高。随着风机论安装高度的增加，其吊装难度、施工量以及工程费用都会大大增加，因此，因根据施工难度决定风力发电机组的安装高度，避免对发电质量的影响。另外，很多风电场所处在温度较低的地方，这会导致风机部件受到损害，使用寿命降低。所以需要结合当地的气候考虑备选机型。④用 WAs P软件计算出其理论发电量，作初步布置。风机的理论小时数与扫风面积呈线性关系，扫风面积的增加会使发电量增加，在中低风速区和高风速区，需要选择额定功率不同的机型。⑤用最新的招标价格计算出各备选机型及配套费用的投资估算。对风电场风机同一高度发电效益与投资变化进行对比分析，其中搭架费用、基础桩基费用和吊装费用等对投资的费用都有巨大影响。通过进行经济对比分析，使效益最大化。总之，风电发展的前景广阔，同时也面临着很大的挑战，我国早2007年，首次提出多元发展，有效发展清洁能源和低碳能源。在所有的清洁能源中，风能技术最为成熟，最具有市场竞争力。
2.3 国内现有风机类型
失速型定桨定速型、双馈式变桨变速型和直驱永磁式变桨变速型是国内现有的风机类型。下面将对这三种风机的优缺点进行分析，首先失速型定桨定速机型主要是依靠叶片的失速调节输出功率，目前已经不再使用额定风速较高的机型。机械机构简单，经过多年的发展，技术水平成熟，易于实践和操作是其主要优点。然而其叶片复杂，转速不会变化，体积较大，工艺的复杂性导致不能再大型风机上使用。其次是双馈式变桨变速技术型在现代属于先进的技术设备，不仅解决了风能转换效率低的问题，而且可以根据风速大小变换角度。性价比高，东方电气、上海电气、沈阳华创等风机制造商主要利用这种技术。但是其控制系统较为复杂。直驱永磁式变桨变速技术型是新兴起来的，是未来风电技术的发展方向，主要采用永磁型发电机，几乎不受风速的限制，减少了传统机型受气候的影响。金风科技、湘电风能等风机制造商主要采用这种技术。
3.结束语
综上所述，目前我国面临的主要问题是能源日益严峻，风能、光能等可再生能源在不断开发利用。国家也出台相关政策不断推动可再生能源发展。在我国，风电发展规模日益增大。随着风电的快速发展，风电设备的供应商也逐渐增多，机器也从小容量逐渐向大容量发展。因此，研究陆上风电风机设备的选型和运行经验就显得尤为重要。通过合理布置，确保风电场充分利用风力资源，降低成本，提高风电机组的运行稳定性，保证电机组的安全可靠，实现经济利益的最大化，创造更大的价值。因此，在风电机场方面，其中最首要的问题就是进行风电机组的选型，由此可见，本文的研究具有重要的意义。
参考文献:
[1]李小洁.王鹏.王军． 南乌牛二级站主机组设备运行现状及设计选型建［J］.现代农业科技，2015( 09) : 202-204．
[2]陈金枫.陆上风电风机设备选型与运行经验［J］. 能源与环境，2016( 05) : 60-61．
[3]陈新本.变频调速设备在电厂辅机设备上的应用［D］.山东大学，2015．李俊峰．风力１２在中国［Ｍ］，化学工业出版社.2012.
[4]中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会，中国风电发展报.全球风电发展情况综述——２０１３中国风电发展报告之一．
[5]国家发展改革委，建设部发布．建设项目经济评价方法与参数［Ｍ］.中国计划出版社，2012.
[6]赵跃. 陆上风电风机设备选型与运行经验[J]. 科技风,2018(15):191.
[7]李俊峰.高虎.王仲颖等.2008中国风电发展报告[J].北京：中国环境科学出版社，2008.
论文作者:何昌洋
论文发表刊物:《中国电业》2019年15期
论文发表时间:2019/11/20
标签：风电论文; 风机论文; 机组论文; 陆上论文; 设备论文; 机型论文; 风速论文; 《中国电业》2019年15期论文;