一种风力发电机组叶片延长的方法技术

本发明专利技术涉及风电技术领域，且公开了一种风力发电机组叶片延长的方法，包括如下步骤：步骤一：对目标风电场及目标机组进行单独的分析与校核；步骤二：对符合技改后机组载荷满足实际风场运行的承载要求、符合机组的安全性能基础的机组进行叶尖延长节设计；步骤三：将制定好的叶尖延长节设计方案进行优化，确定叶尖延长节和原始叶片的连接方式，再制定叶尖延长节制造方案；步骤四：结合现场的施工条件和环境条件，确定叶尖延长节安装步骤；步骤五：根据技改后的叶片特征优化与其相适应的主控程序。该风力发电机组叶片延长的方法，通过延长叶尖，增加原风轮的捕风面积，提高低风速时段机组的功率，从而提高机组的年发电量。从而提高机组的年发电量。从而提高机组的年发电量。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组叶片延长的方法


[0001]本专利技术涉及风电
，具体为一种风力发电机组叶片延长的方法。

技术介绍

[0002]近些年风电行业迅速发展，风电机组的设计、制造、运行维护水平得到显著得到长足进步，但是由于可研初期评估精度不高，以及近年来地表植被恢复和全球风速持续降低等因素影响，现场风资源情况较可研对比较低，致使机组的年发电量无法达到可研理论值，损失了巨大的发电量；同时因安全载荷等因素的影响，早期设计的机组叶片无法满足新型变桨控制逻辑需。因此增加叶片扫风面积成为提升机组运行效率的关键。
[0003]根据建场可研报告分析，在标准空气密度下90米风机轮毂高度水平年风速设定8.24m/s，年平均风功率密度514W/m2，风资源条件为IEC
‑Ⅱ
C类，年理论满发小时数为2588h。经过长达9年的实际运行，现阶段风电场的风资源情况和机组发电情况均有一定程度的衰减和损失。经过统计，2018年至2020年的实际运行数据，现场3年平均年风速为7.01m/s，平均年满发小时数为2273小时。经过比对，其年均风速对比可研低1.23m/s，年满发小时数对比可研低315小时。
[0004]综上，由于可研初期评估精度不高，以及近年来地表植被恢复和全球风速持续降低等因素影响，现场风资源情况较可研对比较低，致使机组的年发电量无法达到可研理论值，损失了巨大的发电量，亟需进行提能增效技改。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种风力发电机组叶片延长的方法，通过延长叶尖，增加原风轮的捕风面积，提高低风速时段机组的功率，从而提高机组的年发电量。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种风力发电机组叶片延长的方法，包括如下步骤：
[0010]步骤一：对目标风电场及目标机组进行单独的分析与校核；
[0011]步骤二：对符合技改后机组载荷满足实际风场运行的承载要求、符合机组的安全性能基础的机组进行叶尖延长节设计；
[0012]步骤三：将制定好的叶尖延长节设计方案进行优化，确定叶尖延长节和原始叶片的连接方式，再制定叶尖延长节制造方案；
[0013]步骤四：结合现场的施工条件和环境条件，确定叶尖延长节安装步骤；
[0014]步骤五：根据技改后的叶片特征优化与其相适应的主控程序。
[0015]优选的，所述步骤一中的分析与校核包括安全性分析、风资源分析、机组载荷评估和部件结构校核。
[0016]优选的，所述步骤二中叶尖延长节设计的基本流程为：
[0017]1)掌握延长叶片的气动、结构特征；
[0018]2)延长节初始气动设计；
[0019]3)延长节初始气动设计；
[0020]4)载荷仿真；
[0021]5)延长节初始气动设计；
[0022]6)延长节详细结构设计；
[0023]7)载荷复核；
[0024]8)延长节结构优化设计；
[0025]9)设计文件输出。
[0026]优选的，所述叶尖延长节结构设计需要与叶片本体结构特性(体质量分布、刚度分布)的连续性，优化其铺层设计，避免与原始叶片载荷接合部位附近刚度的剧烈突变，提高结构的疲劳强度。
[0027]优选的，所述延长节采用粘接的方式和原始叶片连接。
[0028]优选的，所述叶片延长节成型工艺使用真空灌注工艺，树脂灌注前进行脱泡处理，叶尖延长节生产的基本流程为：
[0029]1)模具准备；
[0030]2)壳体铺设增强材料；
[0031]3)建立真空系统进行树脂灌注；
[0032]4)预固化；
[0033]5)安装腹板和接闪系统；
[0034]6)试合模、合模；
[0035]7)后固化；
[0036]8)修型后处理、刷漆。
[0037]优选的，所述延长节安装步骤为：
[0038]1)延长节到场；
[0039]2)延长叶片检查；
[0040]3)截掉原叶片；
[0041]4)粘接区打磨；
[0042]5)延长节安装；
[0043]6)延长节对接安装；
[0044]7)铺设增加层；
[0045]8)加热固化；
[0046]9)打磨修型；
[0047]10)试运行验收。
[0048]优选的，所述主控程序优化包括重新计算出最优桨距角和最优转矩控制的OptGain系数，并根据调整后的Bladed风机模型，依据新机组控制器整定原则，整定调节出转矩PI和变桨PI的控制器参数，生成控制器dll，用于载荷计算，依据载荷结果，重新优化控制部分参数，经过几轮控制参数整定和载荷计算评估的反复迭代，确保最终的控制参数下的载荷结果满足设计要求；在确保机组的控制安全前提下，还可以优化部分控制算法提升
机组运行效率和发电量。
[0049](三)有益效果
[0050]与现有技术相比，本专利技术提供了一种风力发电机组叶片延长的方法，具备以下有益效果：
[0051]该风力发电机组叶片延长的方法，通过延长叶尖，增加原风轮的捕风面积，提高低风速时段机组的功率，从而提高机组的年发电量。相比于VG、叶根扰流板等增功方式，叶尖延长的效果更加显著，同时易于进行安全性评估和控制策略调整；相对于叶根延长及叶中延长等，叶尖延长技术成本低，工艺实现性好。
附图说明
[0052]图1为本专利技术的方法流程图；
[0053]图2为本专利技术中评估步骤流程图；
[0054]图3为本专利技术中叶尖延长方案的设计流程图；
[0055]图4为本专利技术中叶片延长前后弦长图；
[0056]图5为本专利技术中叶片延长前后扭角分布图；
[0057]图6为本专利技术中叶片延长前后预弯分布图；
[0058]图7为本专利技术中原始叶片与延长节的连接图；
[0059]图8为本专利技术中叶尖延长节生产的基本流程图；
[0060]图9为本专利技术中叶尖延长节安装图；
[0061]图10为本专利技术中低风速下的叶片变桨角度最优值曲线图；
[0062]图11为本专利技术中调整前机组的数据分析图；
[0063]图12为本专利技术中调整后机组的数据分析图；
[0064]图13为鲁能河北屯垦二期风电场项目场地位图；
[0065]图14为本专利技术中风切变幂函数曲线图；
[0066]图15为测风塔在70m测风高度的风速频率分布图和风能玫瑰图；
[0067]图16为MERRA2(N42.000_E115.000)的多年年平均风速图；
[0068]图17为测风塔70m测风高度处的代表湍流强度与IEC标准(版本3)湍流等级比较结果图。
具体实施方式
[0069]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组叶片延长的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对目标风电场及目标机组进行单独的分析与校核；步骤二：对符合技改后机组载荷满足实际风场运行的承载要求、符合机组的安全性能基础的机组进行叶尖延长节设计；步骤三：将制定好的叶尖延长节设计方案进行优化，确定叶尖延长节和原始叶片的连接方式，再制定叶尖延长节制造方案；步骤四：结合现场的施工条件和环境条件，确定叶尖延长节安装步骤；步骤五：根据技改后的叶片特征优化与其相适应的主控程序。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片延长的方法，其特征在于：所述步骤一中的分析与校核包括安全性分析、风资源分析、机组载荷评估和部件结构校核。3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片延长的方法，其特征在于：所述步骤二中叶尖延长节设计的基本流程为：1)掌握延长叶片的气动、结构特征；2)延长节初始气动设计；3)延长节初始气动设计；4)载荷仿真；5)延长节初始气动设计；6)延长节详细结构设计；7)载荷复核；8)延长节结构优化设计；9)设计文件输出。4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组叶片延长的方法，其特征在于：所述叶尖延长节结构设计需要与叶片本体结构特性(体质量分布、刚度分布)的连续性，优化其铺层设计，避免与原始叶片载荷接合部位附近刚度的剧烈突变，提高结构的疲劳强度。5.根据权利要求4所述的一种风力发...

【专利技术属性】
技术研发人员：于保春，牛犇犇，李蛟，白月成，王进，智国，吕泽峰，聂星，石英英，杨鹏飞，王鑫鑫，蔡俊君，温晓栋，乔建旺，马涛，李森，菅军良，常子雄，张小飞，
申请(专利权)人：鲁能新能源集团有限公司河北分公司，
类型：发明
国别省市：