风电机组叶片增功组件研究与实践

　　（2）改造风电机组与对比风电机组中任一台机组故障时，均剔除此时段两台机组的数据。
　　（3）根据风电机组运行状态代码，剔除风电机组解缆、维护、限电时的数据。
　　根据风能利用公式，风电机组输出的功率为： 　　式中Cp－风电机组的功率系数，A－风电机组的扫掠面积，ρ－空气密度，v－风速。
　　风电机组叶片安装增功组件后，风电机组的扫风面积A 没有发生变化；空气密度在改造前后的时间段内变化也不大（这也是要求尽量采用时间段较近的区间进行功率比较的原因）；而对于横向对比的风电机组，两台临近风电机组同一时间空气密度基本一致。只有两台风电机组同一时间测得的风速略有差异。可以通过剔除尾流扇区影响和选择临近且地面粗糙度接近的风电机组来减小风速差异。
　　由于叶片安装增功组件是改变叶片的风能利用系数Cp 值来提高发电效率的，因此我们将306 机组与307 机组在10 月1 日至11 月30 日期间满足上述条件的日发电量与当日平均风速的立方相除。用以评价306 机组在改造前（10 月27 日开工）与改造后（11 月6 日完工）风能利用情况（详见图9）。 　　用同样的分析方法，将103 机组改造前（10 月1 日至11 月6 日）改造后（11月11 日至11月30 日）的有效电量与风速立方的比值与临近的102 机组对比，得到图10 中的曲线。 　　（四）经济效益评价
　　风电场2012 年－2013 年平均利用小时为1630 h ，按上网综合电价为0.67 元/kWh 计算，按照平均提效3% 保守计算，风电场33 台风电机组全部改造后，年增加收益为1630×4.95×3%×0.67 ＝162.18 万元。
　　结语
　　本文介绍了在某试验风电场机组上安装涡流发生器、阻力板和格尼襟翼三种增功组件的结构形式、安装位置、施工工艺，阐述了数据收集、效果对比的方法。结果显示，在风电机组上安装涡流发生器、阻力板和格尼襟翼3 种增功组件可以实现发电量提升。风电场2 台机组安装3 种增功组件前后的发电量数据显示，其年发电量预计可增加3% 以上（其中306 机组提升3.37%，103 机组提升3.63% ）。风电场全部改造后，年增加收益约为162.18 万元人民币，预计投资回收期不足2 年，按照风电机组还剩15 年的使用寿命计算，某风电场风电场在设计寿命内可增加收入162.18×15 －40.2 ＝2392.5 万元。其中，40.2 万元是3 台风电机组安装过程中扣除的电量损失费用。
　　同时，本次研究存在以下不足：
　　（1）由于风电场SCADA 系统的限制，同一时间只能录波一台机组的秒级数据；加之施工时段接近11 月，时间限制仅收集到部分风速段下的涡流发生器数据，因此报告中单独加装涡流发生器的作用无法分析获得其独立的提效效果。
　　（2）为了获得提效结果，需要改造前后全风速段的发电量数据。可用的秒级数据风速覆盖不全，尽管如此仍然要处理近300M 的数据。数据处理消耗了大量的时间和精力，这也为今后开发数据处理软件提出了应用需求。
　　（3）数据分析使用了叶片安装增功组件前后共2 个月的数据值，通过历年气象数据计算某风电场风电场在10 月－11 月期间空气密度变化不大。根据日平均气温为最高气温和最低气温的平均值，月平均气温为该月各日平均气温的平均值，可以计算得出山东某风电场2014 年10 月和11 月的平均气温分别为16.73 ℃和16.57 ℃。结合空气密度公式，空气密度＝1.293×( 实际压力/ 标准物理大气压)×(273.15/ 实际绝对温度)，绝对温度＝摄氏温度＋273.15 。且20 摄氏度时，空气密度为1.205kg/m3。计算得出：某风电场10 月份平均温度对应空气密度1.2186kg/ m3；11 月份对应空气密度1.2193kg/m3。空气密度影响因素为1.2193/1.2186 －1 ＝0.057% 。因此数据处理中忽略了空气密度对功率值的影响。