低风速风电场风电机组选型探讨

　　风能是洁净环保的可再生能源，人类对风能的利用至少已经有3000年历史，由于受到当时经济、技术方面的因素制约，风力发电技术发展缓慢。19世纪70年代世界爆发石油危机之后，欧美等发达国家为寻找能够替代化石燃料的新能源，投入了大量的科研经费与激励政策研制风电机组。二十世纪，风力发电事业在全球范围内蓬勃发展，风电机组单机发电量从最初的kW级发展到现在的MW级，从最初的小型离网型单机发展到现在大型并网型机组。从最初的木制叶片、固定轮毂及侧偏尾舵调速发展到现在的玻璃纤维片、定桨距或变桨距以及偏航对风调节系统。
　　全球风能理事会（GWEC)2012年3月7日公布的调查结果显示，2010年全年新建风力发电设备的装机总容量排名首位的是中国(16.5GW)，比排名第二的美国(5.12GW)多出2倍多。这意味着中国的装机总容量远超美国，是世界第一风电大国。
　　从目前的发电方式的碳排量来看，煤发电为275g，油发电为204g，天然气发电为181g，风力发电为20g。风力发电的碳排量相比之下小得多。除水电外，风电是开发技术最成熟、开发成本最低，也是未来最具大规模价值的可再生能源之一。
　　中国“十二五”规划提出的100GW风电装机目标中，将有至少20GW的份额属于低风速风电场。譬如，广西的风场大部分属于低风速区，近期开发的力度加大，而在广西风力发电规划项目选定的96个风电场选点中，桂林占了48个，可以说，桂林是广西风力发电开发的重点。
　　建立风场的首要任务就是要选择适合于风场地域特点的风电机组。譬如，为适应桂林地区的特殊运行环境，必须要求风电制造企业调整原有设计方案，并提供调整方案后样机的试验数据，以保证调整方案的合理性。在风场的运行过程中密切关注风电机组设计方案中较为薄弱的环节，提高风电机组运行的可靠性。由于近年来风电发展迅速，部分生产企业急于占领市场，忽略对调整方案样机的测试与试验，给风电发展带来了巨大的隐患。
　　本文结合在广西地区低风速风区的工作实践经验，主要讨论风场选择风电机组及运行维护应重点关注的几个问题。
　　风电机组叶片审查
　　（1）翼型方案审查
　　低风速区需更优化的叶片，在更低的风速下吸收更多的风能。
　　风电机组叶片作为风电机组的核心部件之一，其性能质量直接影响整体机组的效率，设计合理的叶片是保证风电机组正常稳定运行的重要因素。另一方面叶片制造成本占风电机组设备的20%－30%，因此提高叶片的性能一直是风电技术研究的方向。叶片的气动设计包括外形设计及气动性能计算，气动外形设计决定了风能利用效率，气动性能计算是评价叶片外形设计的关键指标。