各位風電行業的前輩、同事，非常榮幸我能在這兒代表楊主任做一個風電電量提升技術方面的研究報告。我的這個報告也是分成我采用的三段論的方式來進行介紹。
首先我先介紹一下我們團隊的情況。我們團隊是從2005年開始在徐建洲院士的帶領之下一直從事專業的風電葉片方面的研究，在空氣動力學、氣彈、氣動、噪聲、結構、部件、材料以及檢測等方面做了大量的基礎研究工作，同時形成了一些應用技術。我本人從2005年開始當研究生開始，也是隨著團隊的壯大成長一直到現在。我的主要的研究方向一個是風電葉片的空氣動力學方面的，另外就是葉片的氣動設計，第三個方面就是風電葉片的增控技術方面。
這一頁我給大家展示就是我們在一些基礎的平臺，還有一些應用技術方面，今天我主要給大家介紹我們在基于風電廠的增功方面這兩個非常小的應用技術。
為什么咱們業界現在也非常關注，包括上午聯合動力的劉副總工程師也介紹了進行了機組的發電量提升等方面的一些技改的措施。實際上業內都認識到現在咱們的機組裝上去之后，很多機組并沒有能夠達到預期的結果，這里面的因素非常多，我這簡單的介紹幾個，因為如果是要介紹機組的運行環境它的影響因素非常多，在這兒沒法兒進行展開。我們先從一個非常簡單的風速的狀況來給大家介紹。
首先我們看右上角這個圖是我們在張北一個風電場的測風結果，我取了某一天的10分鐘的測風數據，可以明顯的看到在10分鐘之內它的風速，它的速度和方向都是隨時在發生變化的，這樣就導致我們的機組，如果按照穩態的設計肯定會產生各種各樣的問題。進一步來說，包括它的風剪切、湍流、陣風、偏航、年平均風速，這就先社到微觀閑置的問題，都會導致機組和理論預期產生非常大的差距。在這兒我主要是講空氣密度和年平均風速這兩個小問題所帶來的影響，繼而產生了我們的一些新的技術和基礎研究。
這張表格里面是空氣密度對葉片長度，就是所需求長度的一個影響的分析。隨著空氣密度的降低，相同型號的機組要達到相當的發電量的話，葉片的放大系數就列在第四個表格里面去。反過來從另外一個角度來說，因為咱們現在的葉片大部分通用，可以用在各種風場，由于空氣密度造成機組發電量的減少，就不容忽視，但是這個東西它后面該怎么處理，我們有沒有什么方法來提高或者彌補這個損失，這樣的話我們提出來一些新的措施。
再一個來看平均風速，對于平均風速它是怎么樣影響咱們機組發電量的。大家都知道平均風速實際上由于咱們機組的功率和風速的3次方是成正比的，平均風速的降低將帶來發電量的極大的降低，這個在風場的統計數據也會非常明顯。年平均風速比較低的時候整體發電量會降低很多。這樣我通過一個表來給大家再展示一下低的平均風速。發電的時候低風速這一段對整個年發電量的貢獻是非常大的，大約能占到2/3的數據，而額定狀態大約占1/3，隨著年平均風速的降低，低風速階段它的貢獻對咱們整個機組的發電貢獻是更大的。實際上這里有一個問題在低風速的我們都知道，當機組達到額定轉速，它轉速不能增加，風速在增加的時候，這一段會出現失速的葉片，這一段它所占的比例也會越大，咱們采取增功措施它的效果就會更好。
為了進一步解釋我剛才說的這些問題，我給大家再展示一個我們實際測風的一個狀況?？吹竭@個圖非常漂亮的實線是理論的曲線，看到這個圖我相信很多業主是不高興的，我們設計人員也是不高興的。為什么會產生這么大的差別？我們分析了其中的原因，發現它的空氣密度跟設計值的差距非常大。我們的設計值一般的標準空氣密度選的是1.25，實際上風場的空氣密度只能達到0.9左右，這樣的話我們進一步分析通過低密度修正以及轉速的修正，然后獲得了下面那條紅線，但是仍然還是跟實際的測量有比較大的差別，這個方面就是說空氣密度導致我們機組的出工時間跟理論的預期差別是比較大的。另一方面低的空氣密度使得額定風速提高，就剛才在我上一篇說的葉片的失速段的范圍是增加的，失速段實際上就是由流動分離導致的，我們采用一些增功元件來控制流動分離，增加年發電量，這樣對于技術上來說是更有意義，也是非常有前景的。這樣實際上提出來這個問題，就是我們怎么樣通過老的機組能夠獲得更多的年發電量，更多的風能。
這里我給大家簡單介紹一下咱們增功的理論它的依據是什么。上午的時候劉副總工他也做了一些相關的介紹，這里是我大致給大家分析一下做更深入的分析。實際上我們看功率的公式，我們能變得參數對于特定的機組，特定的風場比較少，一個就是說葉片可以加長，另外也可以提高葉片的氣動特性，就是風的利用系數，這兩個該怎么做？葉片加長是增加風能掃風面積的一種方式，而提高功率系數CP實際上是通過流動控制這種方式來做。功率曲線上的這個圖我們可以進行進一步的細分，這個時候我們能夠更清楚的發現在失速段它對功率整個年發電量的影響。最右邊那個表我統計了一下，就是說風場里面存在的損失。前兩列我們可以看到這個實際上是空氣動力學方面的一些損失，后面是機械損失、用電，以及其它不知原因的一些損失。這個損失折合下來之后，從我們風輪吸收的能量一直到并網發電，它的損失大約能夠占到三成，28%這是我們一個數據，實際上這也說明我們在風場采取一切必要的措施或者可能的措施進行風電電量的提升，是非常有潛力可挖的這么一個方式。
接下來我就具體介紹我們在流動控制和葉尖延長兩個方面具體的工作。首先介紹渦流發生器的增功技術。左邊這個圖我是給了渦流發生器的基本原理圖，它是非常簡單的一種小翼結構，通過它的葉尖產生葉尖渦，將上游的高能流體帶到下游的邊葉層里，可以抑制邊葉層的分離，從而提高葉片的性能。在這個方面我們從基礎研究，數值方法，風動到現場測試我們做了一系列的研究。左邊這個角上我們可以看到渦流發生器的影響參數實際上非常多，它雖然形狀比較簡單，這樣它帶來的問題就是在風場對于不同的葉片和風場怎么優化。在這塊我們提出了一種新的方法，就是渦流發生器的參數化模型。我們通過將渦流發生器的各種參數建立起一個數學模型，可以很方便的模擬渦流發生器的樣子。只要知道所需的原像的強度，就能夠把渦流發生器的參數給獲得。同時我們在風動以及現場的測試對它進行驗證，這樣的話實際我們就解決了剛才提出來的那個問題。
對于風動實驗，實際上對于不同的風動也會有影響，我們采取三種不同的風動，一個是小型的，大約是在0.5×0.5米的我們自己的風動，另外從北航，從華北電力大學也進行了大量的從中型到大型的風動進行大量的實驗，得到跟我們理論計算和數據模型一致的結果。從這個圖上可以看到渦流發生器抑制流動分離的效果是非常明顯的。
在一個方面就是為了驗證前面基礎研究的結果，我們在張北自己的風電機組上面進行了裝機實驗，也得到了一些非常有用的結果。如果大家在做這個問題的話有一個建議，一個是渦流發生器適合裝在年平均風速比較低的區域，另外葉片的微觀選址和當時設計有差異，也可以考慮，在對于低密度區域，也就是高原地方可以考慮用這種方式增加年發電量。
上面是我們在渦流發生器方面的一些基礎研究和應用研究，接下來介紹一下葉尖延長方面做的一些工作。上午的時候劉偉超副總工程師他也介紹了很多這方面的東西，其中有很多內容可以說是英雄所見略同，大家在做這個事情肯定也是遇到類似的問題，我們還進行了其它方面的考慮，比如說葉片除了要滿足極限載荷，它的極限強度的要求之外還需要從它的趨于穩定性，以及葉片、葉根、葉中、葉尖連接段，不同段的強度各個方面進行非常細致統一的研究。第三個方面就是雷電防護，這個其實上午的時候也有方案，我們也有自己的方案進行如何保證接閃系統和原來接閃系統的融合。第四個方面實際上也是關系到這項技術非常重要的一個是如何保證我們的安裝質量，在這方面我們從膠層厚度，從粘接工藝、施工、時間控制等各個方面進行了非常細致的研究。這兩張圖實際上是兩種不同的葉片延長方式，一個葉根一個葉尖，剛才這個關鍵問題里面我們主要針對葉尖來說的，葉根我們現在也有一個專利產品可以用。
這里我是統計了葉延長長度和發電量的一些關系，對于葉片的載荷我從右下這個表可以給大家稍微一個展示，實際上葉片的載荷控制必須要和咱們的控制策略，就是整機去配合一塊去做事情。同時我們通過葉尖氣動外形的優化也可以做到葉片，就是整個載荷的降低。那么這兩種方式是共同保證葉片葉尖延長能夠順利進行的一個條件。
為了驗證粘接強度，以及驗證我們粘接厚度，找到我們在現場施工中粘接厚度工藝控制的邊界，我們進行了大量的基礎性實驗。從標準件，就是板狀構件的粘接，然后一直到3.5米的一個小的模型葉片，它的一系列的結構方面的驗證，我們都進行大量實驗來做這個事。目前也就是找到了我們實驗現場施工之中應該控制達到什么樣的控制精度。這個實際上是我們一個樣板在測試的時候，萬能實驗機在測試的過程。右邊是我們小模型的分段粘接，以及在一個旋轉實驗臺上我們進行了在旋轉狀態下的疲勞試驗驗證，最后形成了整套技術。
形成這個仍然是在實驗室做得，為了更進一步完善我們的研究，我們又拿到100千瓦的機組上進行了整個方案流程的設計，在這我們是基于研究的角度，然后從粘接的厚度控制，從固化時間的要求進行了一系列的研究，同時我們既對在不同的時間下對樹脂結構膠進行采樣，采樣完了之后去測它的固化溫度。最后我們發現在現場的條件下，當時的溫度氣溫比較低應該是零下幾度，通過6-8個小時的加熱，這是慢膠，采用不同結構膠，采用慢膠大約是6-8個小時能夠達到65度以上的固化溫度，如果時間再短，那么隨著條件的惡劣，可能需要采用更高的措施來保證固化溫度，這個時間實際上是對于施工是非常關鍵的一個時間。防雷系統我們也進行了一些工藝上的改進，能夠很方便的進行。實際上是對于整機對于業主還非常關心的事就是質量平衡這個問題，質量平衡實際上我們也進行了一些方案，然后來保證葉片的質量平衡。當然這里面還有很多其它的非常深入的問題，我就不給大家展開。
這個就是通過我們整套的基礎研究一直到應用，我們進行了一個1.5兆瓦葉片的葉尖延長的開發，這個現在已經形成產品。
以上就是我主要介紹的內容，總結這塊我就不念了，實際上作為國家級的研究中心，國家級的研究所，我們中心從2005年開始為咱們風電行業培養了非常多的人才，他們分布在比如說金風、國電、遠景等等這些企業，一直為咱們風電行業還繼續做貢獻。我也希望我們中心將來繼續能為咱們風電行業的基礎問題的研究，以及為咱們中國的風電技術水平的發展能夠做出進一步的貢獻，同時輸入大量的人才，培養大量的人才，謝謝大家?。ǜ鶕儆洶l出，如有錯誤請諒解?。?/div>
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