扫一扫微信二维码
那么是不是真的对一个功率曲线的明确可以这样简朴粗暴,找到一个简朴区分“李逵”和“李鬼”的步伐呢?
我们首先从叶轮提及,差别叶轮的Cp不可一概而论。差别的叶片翼型、柔性、整体设计、失速特征完全纷歧样,在差别湍流下的最优桨距角,源头上就会影响叶轮的Cp,以是Cp是一个叶片设计时就决议的静态效率参数,可是在明确Cp这个参数的同时,我们一定要明确这样一个叶片的静态设计参数Cp抵达的条件假设是叶尖速比(叶片叶尖速与此时流过叶轮的风速之比)恒定抵达设定假设的条件下,风轮叶片才可以获得的Cp,而现真相形是,叶轮的叶尖速和风速的比即叶尖速比是和风速的转变亲近相关的,我们在无法预知风速下一刻转变的情形下,要想包管PP电子5金狮叶轮叶尖速和风速的比值是一个预先设定的常数,这时,对风机的控制系统性能的主要性生怕远远高于叶片自己的设计的理论Cp,虽然这些,风能手册教科书里的公式是不会告诉你的。
以是不可简朴的看一个Cp的值,若是各人真的体贴Cp,一定要看的是一个Cp和叶尖速比的关系曲线,由于脱离怎样维持预先设定的最优叶尖速比来谈Cp是毫无意义的,而现着实运行的风机是不可能静态的事情在预先设定的最优叶尖速比事情点上的,以是我们一定要动态来看这个叶尖速比和叶片效率系数Cp的关系曲线。
已往常见的叶片,其Cp和叶尖速比的图在一个宽的风速规模内较量平(图1曲线1),可是不高,这样的叶片对机组的控制u系统要求不高,纵然控制系统无法动态自顺应快速响应追踪最佳Cp,风速转变引起叶尖速比λ左右波动转变后,造成的Cp波动也不大,平均Cp不会受到很大影响。纵然机组控制系统性能不佳,效率损失也不会太大。可是,获得上述利益的同时也牺牲了一定的效率,由于随着叶片手艺的生长,新型叶片研发手艺及整体设计,使Cp和叶尖速比λ关系图可以更尖更高(图1曲线2)。这类叶片和已往叶片相比,显着可以获得更高的CpMax。可是最佳Cp受叶尖速比λ影响更敏感,仅仅在很狭窄的规模内维持较大值。由于CpMax变高变尖,对控制系统有两个很高要求:一个是控制系统要让风轮事情在最佳叶尖速比上,第二是控制系统要提供更快的跟踪性能。
图1中2所示这类叶片要求机组具有更迅速跟踪叶尖速比λ转变的控制系统,海内许多厂家由于主控系统接纳图纸转让方法获得,无法在其新机型上完全消化已往手艺,其Cp值往往没有大的转变,甚至随着叶轮直径增大有所降低。而反观外洋几家一流风机厂家,仔细的读者纵然去较量统一厂家差别机组功率曲线的演进历程,也会发明随着叶片手艺和主机控制手艺的前进,其叶轮直径增大以后,Cp值不但没有降低,反而有所升高,说明这些厂家在整机的叶片手艺和控制手艺,甚至传动效率上都有重大突破,没有受制于叶轮直径的增大,整机效率不降反升。并且确实有较量多的外洋机型Cp值突破了《打假》一文规模,类似于该文提到的“神机”一类,详见表1。
着实,叶片选用之后,对Cp有很大的影响尚有能量传动链的效率,《打假一文也有叙述。我们仅仅想特殊叙述一点,着实传动链选用差别品牌的部件,以及部件和整机系统怎样配合,在热机冷机等差别工况下,怎样协调控制,提高效率,也会对Cp有主要影响。海内在价钱竞争配景下,泛起了一些机组接纳较差零部件,不但影响了机组的效率,特殊是机械和电气传动链部件效率爆发转变后,原有控制参数会导致风轮事情点转变,不可获得最大风轮效率。并且,还泛起大部件可靠性问题,对所购置手艺图纸未做基础价值研究,一味仅仅只是增大叶轮直径,机组效率不会提高,而可靠性又无法包管,最终给业主带来重大投资损失。
最要害的一点,着实上文已经有提及,那就是机组的整机控制系统。古板控制系统往往是反响系统。在叶轮直径较小时,风轮转动惯量影响较小情形下,又接纳平展Cp-λ叶片,基本可以维持相对较大Cp,整机系统Cp寻优问题不大。目今,风轮直径已经越过110m大关,120m甚至更大叶轮直径机组已经推向市场,加上未来可供开发的平展地形风电场越来越少,风况情形重大多变。有些新的翼型设计,甚至最先接纳三维整体设计和最优气弹设计,叶片效率更高,Cp和λ的关系图越来越尖,越来越高,关于控制系统的要求也越来越高,换句话说,现实上试图在现实运行的动态功率曲线上获取理论CpMax的难度会越来越大。怎样让控制系统酿成风速的预计器,可以感知风,举行更好的前馈控制,维持最优Cp,这里的区别和影响着实是太大了。以是我们这里着实不敢苟同《打假》一文行文竣事的如下结论:“以是大大都机组的发电功率只与其扫风面积和整机Cp有关,也就是说只要是同样风轮直径的机组,功率曲线应该基本重合”,以及所谓的“功率曲线中凌驾0.46的Cp就是在侮辱你的智商”这样没有深入明确剖析,通过简朴粗暴就得出看起来简朴明晰的结论,这是对行业的不认真任,也是违反科学精神的。
再者,偏航对风系统的性能也会影响效率,理论优势力发电机的风能捕获功率与风向夹角的公式如下,功率与对风夹角余弦的三次方成正比关系。
式中P为功率,ρ为空气密度,S为扫风面积,Cp为风能捕获效率,v为风速,β为对风夹角。
凭证数据剖析及多篇文献调研,功率与风向夹角余弦的平方成正比关系。
以是,可以看出偏航控制系统的目的就是镌汰机舱与风向的误差β,使得机舱与风向的夹角平均值趋向于零。对风性能好的风机风能使用率高,并且风机的不平衡载荷小,可靠性更好。由于机舱风向标的测定的是机舱风向,和现实叶轮前风向有一定误差,加上多变的风向,怎样从中寻找纪律优化偏航控制是风电控制中面临的一浩劫题,据我们相识所知,海内一流厂家,通过接纳包括基于展望控制、湍流控制、集群控制的思绪已经可以实现最优偏航,提升效率。
综上所述,《打假》一文对目今业内功率曲线夸诞征象较为严重的征象试图举行简朴易行的科普起劲,为纠正风电行业上述问题从教科书的公式明确出发,试图作出一些实验。可是,从文章的剖析逻辑来看,显然对风电机组的动态功率曲线的形成原理,控制系统怎样作用并进而影响和实现风轮气动效率的捕获等方面明确甚少,也没有注重到外洋先进手艺的希望,甚至有意无意以“神机”一笔带过显然与其所下结论有收支的主要事实。尤其行文竣事,对叶轮直径影响的太过强调,容易误入邪路。我们看来,纵然叶轮直径相同,或者说单位千瓦扫风面积相同,各风电机组由于叶轮形式、控制手艺、传动链品牌效率、偏航准确性及自耗电和一些立异手艺的应用等等上述因素的差别,功率曲线会有极大的差别,这和《打假》一文的结论是最大的差别。