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中车株洲所3MW级陆上风电机组青海成功吊装

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发表于 2018-7-3 13:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
6月26日,中车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称“中车株洲所”)WT3600D146H100风电机组在青海省某风电场成功吊装。这是中国已安装的单机容量及风轮直径最大、海拔最高的3兆瓦级国产陆上风电机组。

中车株洲所风电副总经理兼总工程师高首聪表示,3.xMW风电机组此次顺利吊装,是中车株洲所在技术升级过程中迈进的又一大步,是中车风电全产业链融组合的胜利果实,亦是为投资方夯实的竞价上网基础。作为新一代全生命周期系统解决方案,3.xMW将在西北地区、中东南部低风速和机位稀缺地区,以及分布式和分散式风电领域大有作为。
深耕低风速与高海拔宝剑锋自今出鞘
中车株洲所秉承陆上大兆瓦风机平台化设计理念,总结多年来深耕低风速、高风剪切等细分领域开发及应用经验,以及不断寻求高温、高寒、高海拔等特殊场景技术的探索和突破,成功研制出具有完全自主知识产权的新一代陆上3MW及以上功率等级风电机组。3.xMW平台化风电机组可以实现3.0MW到3.6MW柔性调节,根据客户需求及风场条件实现机组额定功率的“私人定制”,整机平台可匹配141m至154m直径风轮,为中低风速风区下的不同地域和特定风资源提供定制化解决方案,具备中低风速全适应性、低损耗、高可利用率、发电性能优异等竞争优势。
根据国内西北地区与中、南部地区环境气候的巨大差异性,3.xMW设计平台前瞻性地使用防风沙、抗紫外线的全新设计来应对西北地区高海拔、风沙密集的恶劣环境,在荒漠、高海拔地区具备良好的适应性。同时考虑对接低风速市场,全机组采用自然通风的水冷设计,大幅提高机组冷却效率,消除了空冷噪音,降低了风电机组的运行噪声,为机组在中东南部及高密度人口分布区域的广泛应用大开方便之门。

分体式低吨位吊装开创国内先河
在高海拔地区吊装大容量风机对传统的吊装技术提出了新挑战,WT3600D146H100机组使用650t级履带吊(为同功率等级风电机组所选用的最小型号吊装设备,且不带超起工况),在现场风速高达12m/s的情况下,采用“分体吊装”技术,机架、传动链作为独立吊装模块,在100m高度仅30分钟就实现了机舱空中组装,开创了国内风电吊装工程施工先河。
此次吊装的机型单机容量3.6MW,轮毂中心高度达100米,叶轮直径达146米,扫风面积16700余平方米,建设团队在安装期间有效利用风机的“模块化设计”特点,将机舱拆解为“机架”、“传动链”两个独立的运输、吊装单元,每个模块最大重量不超过75t,能兼容使用单机容量为2MW规格机型通用的运输车辆及吊装设备,降低了大兆瓦风电机组对运输、吊装设备的要求,却提升了机组对安装环境的适应性和安装效率,相对于常规方式运输费用可节约15-20%、吊装费用可节约25-35%,在120-140m高塔及山地环境中优势更加明显,经济效益显著,使机组能够广泛适用于各种地形复杂的风电场,并降低了业主对吊装设备、道路建设等风场配套建设成本,为业主提供了更好的选择。
“大国工匠”技术支持中车供应链显身手
WT3600D146H100机型是中车株洲所以3.xMW设计平台为基础,中国中车内部供应链为中坚力量,携手中车风电领域核心零部件供应企业精心打造的一款全新旗舰产品。中国中车作为世界轨道交通行业的执牛耳者,近年来深耕风电产业,不断将轨道交通领域成熟的技术和制造经验转化到风电产业中,已经形成完整成熟、且富有竞争力的风电产业链布局。从叶片到发电机,从齿轮箱到变流器,从减振器件到塔筒,涵盖了风电全系列配套产品,并且多个核心部件取得了行业优势地位。正是在产业链的集合优势,支撑其整机的优异性能。风机的优良表现来自于各个零部件之间的缜密配合和集成优化,中国中车多年培育的优质风电供应链如今再结硕果。

破解捕风密码新技术成增效利器
捕获更多风能,提升发电效率是风电场面临的共同难题。对此,WT3600D146H100有何秘密武器?据专家透露,秘密就在于涡流发生器(Vortex Generator,简称VG)。
VG目前已广泛应用于航空、船舶等与流体相关的领域。风电领域的VG,是在机组叶片上以某一安装角垂直地安装在叶片表面的上的小展弦比翼型,在迎风气流中和常规翼型一样可以产生高能量的翼尖涡。由于此翼型展弦比小,产生翼尖涡的强度相对较强,可以促进边界层外的高动能流体与边界层内的低动能流体掺混,使处于逆压梯度中的边界层流场获得能量,有效控制流动分离,增升减阻,延迟失速,提高翼型效率,从而提高机组发电量。
中车株洲所WT3600D146H100机组根据叶片翼型和场址风资源特性,计算翼型边界层参数,选择升阻比最大的三角形涡流发生器,合理布置在叶片的叶根区域(距叶根展向长度30%以内),使得不同风速段下叶片气流延迟分流,有效地提升了3.xMW机组叶片运行攻角较大的叶根区域的翼型升力系数,从而捕获更多的风能。

平台式架构拓展精确制导“细分市场”
当前,“分散式”、“分布式”、“竞价上网”逐渐走上风电视界前沿,风电未来的发展或将迎来市场的更进一步细分,那么单一的整机方案已无法满足风电场的个性化、定制化需要,而平台化也将成为风电整机的发展趋势。3.xMW设计平台是中车株洲所风电事业部联合欧洲权威研究机构和设计公司完成核心传动链设计布局,保证机组运行的平稳性和可靠性的同时,采用精益的模块化与分体式设计,能够轻松解决复杂地形大兆瓦级风电机组的吊安装的困难。
此外,3.xMW具备综合能效优化技术,在提升发电量方面,也将有不俗的表现。结合动态重组超级双馈技术,3.xMW在特定场区使用模态增益优化设计,自适应调度匹配到最优发电状态,最大化挖掘机组在切入切出时的能量转化率,采用风向补偿的最优偏航对风策略,在局部微地形下提升风能的捕获,可实现3~5%的电量增收,为业主的稳定收益多一份保障。
中车株洲所3.xMW平台风电机组产品经理欧阳华认为,3.xMW平台化产品的应用价值在于可以实现有限目标区域容量的显著扩大,为风场建设提供精准定位和完善的混排解决方案,同容量下可减少机位的投入并充分利用优势风资源点位提升经济性,这对于低风速区域以及分布式风电场的局部有限点位风能挖掘显得十分重要。

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