南京歐陸電氣闡述風力發(fā)電機的行為與控制(二)
南京歐陸電氣股份有限公司是一家專業(yè)從事新能源發(fā)電產(chǎn)品、工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè),主要產(chǎn)品有風力發(fā)電機、風光互補控制器、控制器、逆變器、風光互補通信基站監(jiān)控管理系統(tǒng)、變頻器驅(qū)動、伺服驅(qū)動、永磁同步電機、電動汽車電機控制器等;主要服務(wù)于新能源、節(jié)能環(huán)保、裝備制造業(yè)三大領(lǐng)域。全面的產(chǎn)品研發(fā)測試,先進的制造設(shè)備及檢測儀器,嚴格按標準的操作規(guī)范執(zhí)行,確保了產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性和準確性。
近年來并響應(yīng)政府推動從制造大國邁向制造強國之政策,深入研究及探討風力機之運轉(zhuǎn)行為及系統(tǒng)控制理論,克服重重困難及技術(shù)關(guān)卡,已建立起自我的風力機系統(tǒng)行為及控制理論,并已開發(fā)出風力機控制系統(tǒng)之軟硬件且已成功運用于有變獎、轉(zhuǎn)向及剎車之主動控制型風力機上,此控制系統(tǒng)也可應(yīng)用到層次較高之中大型風力機上,突破了國外技術(shù)之封鎖。
以下先闡述風力機之行為,接續(xù)上回(一)
大型風力機與小型風力機因其轉(zhuǎn)動慣量、架設(shè)高度等的不同,其所表現(xiàn)出來運轉(zhuǎn)行為、反應(yīng)速度等也截然不同,所以必須先對風的特性及風力機的運轉(zhuǎn)行為與對風的反應(yīng)速度先有一完整的認識與了解,方能作出正確的規(guī)劃與判斷。
風因受邊界層(Boundarylayer)效應(yīng)的影響,越接近地面,風速越低紊流強度越大。大型風力機因架設(shè)高度高,風速高紊流強度低;小型風力機則相反,架設(shè)高度低,風速低紊流強度高;以IEC61400-1中之NWP(Normalwindprofile)V=Vhub(Z/Zhub)0.2來看,當大風力機80m處達10m/s(ClassI)時,小型風力機8m處的風速則只有6.3m/s(ClassIII)。而當小風力機8m處達10m/s(ClassI)時則大型風力機80m處已達16m/s,幾乎已達輕形臺風的情況,所以小型風力機因架設(shè)高度低沒必要作到ClassI,因為機會很少而這也是為何AWEA、BWEA、ClassNK及IEC等會定Vdesign=1.4Vave=11m/s的原因,因此時Vave=7.85m/s稍微超出ClassIII。


所以大型風力機與小型風力機的行為便截然不同:
?大型風力機:體積大、重量重、轉(zhuǎn)動慣量大,仿如大卡車,加減速慢,另因大型風力機架設(shè)高度高,風速穩(wěn)變化小,所以其轉(zhuǎn)速的變化慢,因此要控制在理想之λ(TSR)意即理想之Cp值較容易,所以其效率較高,可達0.5(EnerconE112)。
?小型風力機:體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小,仿如超跑,加減速快,另因小型風力機架設(shè)高度低,風速變化大,導致轉(zhuǎn)速變化快不易固定在某一轉(zhuǎn)速附近,因此要控制在之λ=rω/V(TSR)意即之Cp值有其難度(雖然葉片設(shè)計可達0.45以上),所以一般效率較差,Cp能達到0.35已屬不易了。另外則是因為小型風力機一般無風速計即無風速資料,無法計算λ,因此更不可能達到之Cp。
