叶片安装误差对风电机组性能影响的研究

　　模拟仿真与分析
　　一、风电机组模型描述
　　对某3MW 变速变桨型水平轴风电机组进行仿真分析，其风轮基本参数如表1。
　　二、额定风速下风轮叶片最佳安装角
　　风速为11.5m/s 时，风能利用率随安装角的变化，如图2所示。当风速、转速不变时，随叶片安装角的变化，风能利用系数呈现先增后减的趋势。当安装角为-1°时风能利用率最大，此时风能利用率为0.483，安装角超过±5°后，风电机组的风能利用率明显下降。
　　三、三种条件下翼型的气动性能
　　本文通过将叶片安装角分别设置为-2°、0°、2°时来模拟叶片安装误差，进而分析比较叶片安装误差对风电机组性能参数的影响。作为叶片翼型气动性能的主要参数，升力系数和阻力系数的变化会影响整个风电机组的风能利用系数的变化，从而引起风电机组的功率输出。图3 为安装角度为-2°、0°、2°时叶片不同截面处升阻力系数的变化情况。
　　四、安装角变化对风能利用系数和功率的影响
　　根据上述三种不同情况下叶片翼型的气动参数，利用叶素动量理论及其修正理论，仿真此风电机组安装角度为-2°、0°、2°时的风能利用系数曲线，如图4 所示。升力系数与阻力系数的变化将引起风能利用系数降低。通过表2 可知，叶片安装角为0°时，达到额定功率时风速为11.5m/s 。而叶片安装角变化时，使阻力系数有所增加，从而减少了功率的输出，此时风电机组达到额定功率时的风速至少为13m/s 。在额定风速以下每个风速段输出功率损失率最大可达到8.24% 。