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GE將在英國測試世界最大的海上風(fēng)電機(jī)組

2018-05-25 來源:風(fēng)時雨若 瀏覽數(shù):1910

2018年3月美國GE公司宣稱,將在英國再生能源研發(fā)中心 National Renewable Energy Center NAREC的海上試驗場,測試目前世界上最大的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,風(fēng)機(jī)容量為12兆瓦,風(fēng)機(jī)高107米(350英尺),風(fēng)機(jī)葉片直徑219.4米(720英尺)。該公司聲稱,這臺名為Haliade-X的巨型機(jī)器將比目前其它任何海上風(fēng)機(jī)產(chǎn)能高出45%。使用由LM風(fēng)力發(fā)電公司設(shè)計和制造的107米葉片,一臺12MW的Haliade-X風(fēng)機(jī)每年將產(chǎn)生高達(dá)67GWh的電力,此舉將對英國迅速發(fā)展的風(fēng)力發(fā)電

   2018年3月美國GE公司宣稱,將在英國再生能源研發(fā)中心 National Renewable Energy Center NAREC的海上試驗場,測試目前世界上最大的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,風(fēng)機(jī)容量為12兆瓦,風(fēng)機(jī)高107米(350英尺),風(fēng)機(jī)葉片直徑219.4米(720英尺)。該公司聲稱,這臺名為Haliade-X的巨型機(jī)器將比目前其它任何海上風(fēng)機(jī)產(chǎn)能高出45%。使用由LM風(fēng)力發(fā)電公司設(shè)計和制造的107米葉片,一臺12MW的Haliade-X風(fēng)機(jī)每年將產(chǎn)生高達(dá)67GWh的電力,此舉將對英國迅速發(fā)展的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)起到重大推動作用。這也是對國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)的一個鞭策信息。


 
Haliade-X 12MW與著名建筑物比較


 
以下介紹IEA Wind Task 35(國際能源署風(fēng)能研究課題35)“風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其部件的全尺寸地面試驗”的任務(wù)情況。
 
  在過去的15年中,新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組平均名義功率增加了10倍。風(fēng)力發(fā)電功率的快速增長,對研發(fā)制造商在風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其部件的設(shè)計、制造質(zhì)量和可靠性方面提出了新的挑戰(zhàn)。為了提高大功率風(fēng)電機(jī)組的質(zhì)量和可靠性,減少研發(fā)周期,以及降低研發(fā)總體成本。使用full scale ground test facilities風(fēng)電全尺寸地面測試設(shè)施來驗證風(fēng)電機(jī)組的傳動鏈和電氣部分、控制部分的設(shè)計性能,已成為部件制造商、風(fēng)電整機(jī)研發(fā)制造商和風(fēng)力發(fā)電場經(jīng)營者的一種有吸引力的選擇。
 
  隨著風(fēng)電機(jī)組的越來越大型化,一些風(fēng)電整機(jī)和部件試驗設(shè)施已經(jīng)分別在美國、德國、英國、丹麥等地運行,以測試風(fēng)力發(fā)電機(jī)部件的各種性能和可靠性。目前用于整機(jī)傳動鏈系統(tǒng)和其他電氣部件試驗的全尺寸風(fēng)電機(jī)艙地面測試設(shè)施,也在美國、德國、英國、丹麥風(fēng)電研究機(jī)構(gòu)里投入使用,最大試驗?zāi)芰?5兆瓦。


 
德國Fraunhofer IWES DyNaLab
 
  測試目標(biāo)
 
  這些測試設(shè)備可以針對不同的測試目標(biāo)進(jìn)行測試,例如:
 
  1、整個風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)及部件進(jìn)行功能測試;
 
  2、對風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行設(shè)計研發(fā)驗證測試、用戶驗收測試或第三方認(rèn)證測試;
 
  3、在實驗室條件下模擬受控環(huán)境中的行為(如,寒冷氣候條件或聲學(xué)實驗室試驗等等);
 
  4、對風(fēng)電葉片、變速齒輪箱、偏航傳動裝置、變槳系統(tǒng)等耐久性試驗,以確定部件的安全性和壽命;

  5、對風(fēng)電機(jī)組運行過程中組件之間相互作用的負(fù)荷進(jìn)行測試,以改善機(jī)組可靠性;
 
  這風(fēng)電全尺寸地面測試設(shè)施的試驗?zāi)康氖牵炞C風(fēng)電機(jī)組的各種設(shè)計性能、機(jī)組的使用壽命和安全響應(yīng),是一種可替代風(fēng)電試驗場現(xiàn)場試驗的設(shè)施。目前風(fēng)電制造商、研究機(jī)構(gòu)、部件供應(yīng)商、以及第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)正在合作研究制定試驗規(guī)范。
 
  雖然國際電工委員會IEC TC88對風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其部件有一些測試方法,但許多風(fēng)電行業(yè)人士認(rèn)識到,需要通過進(jìn)一步確定新的測試程序和改進(jìn)現(xiàn)有的測試方法,這樣可以提高風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性。為此,有必要具體規(guī)定試驗臺配置的要求和邊界條件,并制定統(tǒng)一的測量方法和測試程序。在制定測試規(guī)范過程中,將對風(fēng)電傳動鏈和部件專用測試平臺進(jìn)行實際調(diào)查,再具體規(guī)定試驗臺配置的要求和邊界條件,統(tǒng)一的測量方法和測試程序。這項工作的結(jié)果是,提供推薦性的標(biāo)準(zhǔn)化測試程序,以及對風(fēng)電機(jī)組和部件測試結(jié)果進(jìn)行定性分析的建議。本指南可用于完善整個風(fēng)電機(jī)組及其部件的標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證程序。
 
  這項任務(wù)的目標(biāo),以2012年在德國亞琛舉行的第68次國際能源機(jī)構(gòu)“風(fēng)力發(fā)電機(jī)和部件測試的進(jìn)展”專家會議的討論為基礎(chǔ),決定在 IEA Wind Task 35 的框架下編寫一份關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其部件的新測試方法的任務(wù)提案。這項任務(wù)的目的是,為在受控環(huán)境中,模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)和部件實際機(jī)械負(fù)載,以及模擬并入電網(wǎng)的試驗,制定指導(dǎo)方針和推薦試驗方法,以驗證風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計性能和或者部件功能、安全性和耐久性。
 
  IEA Wind Task 35 為設(shè)備制造商、零部件制造商、研究實體和認(rèn)證機(jī)構(gòu)提供了一個機(jī)會,共同討論開發(fā)和使用風(fēng)電機(jī)組及其部件系統(tǒng)測試平臺的技術(shù)要求。由于利用地面試驗臺試驗,總是涉及到如何簡化試驗條件,所以必須確定所需的測試接口和子系統(tǒng)試驗方法。為了能夠確保地面試驗臺的模擬試驗?zāi)芘c風(fēng)電機(jī)組的現(xiàn)場測試結(jié)果相類似,必須確定統(tǒng)一的試驗程序和測量方法,以及近似值定性評價,以確定不同的測試平臺如何采取不同加載試驗。通過硬件在環(huán)系統(tǒng)模擬風(fēng)荷載和并網(wǎng)條件,對風(fēng)電控制器和控制策略進(jìn)行仿真測試,通過系統(tǒng)試驗臺了解整個機(jī)組在模擬實際運行條件下的行為。然后根據(jù)不同參加者的不同試驗經(jīng)驗,就可能對整個風(fēng)電機(jī)組以及個別部件的測試程序提出改進(jìn)建議。各個實驗室從不同角度交換意見,將促進(jìn)使用測試設(shè)施來提高風(fēng)電機(jī)組風(fēng)力機(jī)的可靠性。
 
  重點領(lǐng)域研究
 
  這些研究工作將為風(fēng)電機(jī)組及其部件的基本測試程序提供建議,重點領(lǐng)域包括:
 
  1、結(jié)構(gòu)部件載荷檢測:
 
  定義試驗臺的參考載荷取值,確切的說是硬件在環(huán)仿真試驗?zāi)P托枰臋C(jī)網(wǎng)計算載荷;
 
  闡明風(fēng)電機(jī)組不同部件(系統(tǒng)和子系統(tǒng))之間動態(tài)的相互作用,并描述它們的影響。
 
  2、功能測試程序:
 
  改進(jìn)現(xiàn)有的試驗臺常規(guī)試驗程序(研究比較IEC現(xiàn)場試驗和地面試驗程序和試驗結(jié)果)
 
  3、耐久性試驗程序:
 
  通過開發(fā)和完善新的測試程序,提高對整個風(fēng)電機(jī)組中部件的質(zhì)量和耐久性的預(yù)測。
 
  預(yù)期IEA Wind Task 35的研究結(jié)果可用于推進(jìn)目前的認(rèn)證程序,并改進(jìn)現(xiàn)有的測試程序,從而提高測試可靠性和降低開發(fā)成本。


 
  未來三年將在上海電機(jī)學(xué)院臨港校區(qū)建成一個兆瓦級的風(fēng)電機(jī)艙試驗臺架,該試驗臺架同時具備六自由度電液加載裝置和大功率高仿真電網(wǎng)模擬器,以及控制器硬件在環(huán)仿真試驗系統(tǒng),可以在機(jī)械加載和模擬并網(wǎng)條件下對風(fēng)電傳動鏈和控制器進(jìn)行模擬測試。同時將進(jìn)行更大功率的試驗臺的前期規(guī)劃工作。

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