【格林大家谈】“风切变”那些事儿

　　风切变指数的第二个影响是机组的载荷安全性：风轮在承受上下不平衡风载时，会增加风机的倾覆力矩，在一定程度上会影响到风机的适应性。我们的风机在设计的时候都是满足一定的切变范围的，当切变指数过大或过小(负切变)的时候，风机承受的载荷超出了常规设计下的载荷，长此以往，可能会导致风机的损坏或者叶片的折损。当切变指数为负的时候，其带来的影响往往要大于正切变的影响，负风切变下的载荷幅值远大于正常风切变，导致主轴危险截面处载荷增大。在正常风切变下，风轮高处风速高，低处风速低，将抵消一部分重力对传动链的载荷;反之，在负风切变下，由于风轮低处风速高，高处反而风速低，因此风载和重力载荷相互叠加，加重了传动链上的负载。下图为负切变情况下主轴危险截面处的载荷对比： 　　因此在机组选型的时候，需要格外关注负切变带来的载荷加剧。此外，风切变还会对风机的发电量产生影响，正常情况下，风机厂家提供的功率曲线对应的风速都是轮毂中心处的风速，但是在不同的风切变、风廓线形态下，风轮面吸收的能量是不一样的，因此风机对风能转化量理论上也是不一样的，这样就会造成相同的轮毂中心风速，不同的发电量。对于这一点带来的发电量影响，小编资历尚浅，如果业内的高手、前辈们有相关的研究，希望能不吝分享。
　　影响风切变的因素：
　　既然风切变会产生这么大的影响，那么影响风切变的因素又有哪些呢？根据小编进行测风塔分析的经验来看，影响风切变的主要因素大致有以下几个方面：
　　1地形
　　所谓屁股决定脑袋，测风塔所立的位置，很大程度上决定了测风得到的风切变趋势。在其他条件类似的情况下，山地测风塔的风切变往往较小，在某些地形陡峭的山地，甚至可能出现负切变的情况。而平地测风塔，很少会遇到负切变的情况。这是因为，在山地中，测风塔往往是竖立在山顶的，风在爬坡过程中，下层的气流受到明显的挤压，根据通量守恒，因此下层气流加速效应大于上层气流，导致下层风速增大明显，整体的风切变变小。当下层气流的加速效应更大的时候，就会出现负切变。