提高低风速风电场发电量措施研究

　　2 风电机组运行优化
　　从2012 年开始，风电场开始最佳桨距角、偏航控制策略优化、发电机“双模式运行”改造、更换更大叶片等发电量提升措施项目实验，并于6月开始陆续实施各发电提升措施的实验。各主要优化措施的原理及初步效果说明如下。
　　2.1 最佳桨距角设定
　　由于叶片的制造、安装与设计存在误差，在不同环境、不同风速下，风的湍流度、风切变都存在差异。这样将会造成入流角度与设计入流角度发生偏差，进而影响风电机组的风能捕获率。最佳桨距角是通过在不同的风速下设置不同的桨叶角度，通过对比分析后总结出一个适合实验风电机组在不同风速下的最佳桨叶角度设定。
　　某1 号风电机组最佳桨距角优化前后功率曲线对比如图1 所示。
　　 依据实测结果，单机发电量提升大约在1.2% 左右。
　　 2.2 偏航控制策略优化
　　偏航是控制风电机组风轮正对来风方向的一种措施，偏航控制的优劣将会对风轮有效的扫风面积产生较大影响。风轮有效的扫风面积是正对来风方向的面积，当风轮轴线与来风方向产生夹角后有效扫风面积为风轮扫风面积的余弦值。另外，由于偏航的动作，风电机组在原方向的惯性也将受到一部分的损失。偏航控制策略是当来风方向与风轮轴向夹角超过一定角度时才发生偏航动作，这个角度称为容差角。在实际运行中，风向变化比较频繁，因而容差角的大小与偏航的频率度之间就存在了矛盾。偏航策略的优化就是要找到一个容差角、风向夹角均值，从而增加风能的捕获能力。

　　某2 号风电机组偏航控制策略优
　　化前后功率曲线对比如图2 所示。
　　依据实测结果，单机发电量提升大约在1.8% 左右。为了使提升效果更加明显，下一步计划可以继续优化容差角。
　　2.3 发电机双模改造
　　在目前的双馈发电机技术下，发电机的最低转速为1080r/min，当风速低到不足以维持这个转速时，风电机组将切出。并且双馈发电机在低转速下的效率也很低（低于70%）。通过改变发电机定子的接线方式将双馈发电机改为鼠笼发电机，三分之一变频变为全功率变频。在鼠笼模式下可以降低发电机转速，从而减少机械损耗、提高发电机效率，进而提高在低风速下的发电量。