各位風(fēng)電行業(yè)的前輩、同事，非常榮幸我能在這兒代表?xiàng)钪魅巫鲆粋€(gè)風(fēng)電電量提升技術(shù)方面的研究報(bào)告。我的這個(gè)報(bào)告也是分成我采用的三段論的方式來(lái)進(jìn)行介紹。

　　首先我先介紹一下我們團(tuán)隊(duì)的情況。我們團(tuán)隊(duì)是從2005年開(kāi)始在徐建洲院士的帶領(lǐng)之下一直從事專業(yè)的風(fēng)電葉片方面的研究，在空氣動(dòng)力學(xué)、氣彈、氣動(dòng)、噪聲、結(jié)構(gòu)、部件、材料以及檢測(cè)等方面做了大量的基礎(chǔ)研究工作，同時(shí)形成了一些應(yīng)用技術(shù)。我本人從2005年開(kāi)始當(dāng)研究生開(kāi)始，也是隨著團(tuán)隊(duì)的壯大成長(zhǎng)一直到現(xiàn)在。我的主要的研究方向一個(gè)是風(fēng)電葉片的空氣動(dòng)力學(xué)方面的，另外就是葉片的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，第三個(gè)方面就是風(fēng)電葉片的增控技術(shù)方面。

　　這一頁(yè)我給大家展示就是我們?cè)谝恍┗A(chǔ)的平臺(tái)，還有一些應(yīng)用技術(shù)方面，今天我主要給大家介紹我們?cè)诨陲L(fēng)電廠的增功方面這兩個(gè)非常小的應(yīng)用技術(shù)。

　　為什么咱們業(yè)界現(xiàn)在也非常關(guān)注，包括上午聯(lián)合動(dòng)力的劉副總工程師也介紹了進(jìn)行了機(jī)組的發(fā)電量提升等方面的一些技改的措施。實(shí)際上業(yè)內(nèi)都認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在咱們的機(jī)組裝上去之后，很多機(jī)組并沒(méi)有能夠達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，這里面的因素非常多，我這簡(jiǎn)單的介紹幾個(gè)，因?yàn)槿绻且榻B機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境它的影響因素非常多，在這兒沒(méi)法兒進(jìn)行展開(kāi)。我們先從一個(gè)非常簡(jiǎn)單的風(fēng)速的狀況來(lái)給大家介紹。

　　首先我們看右上角這個(gè)圖是我們?cè)趶埍币粋€(gè)風(fēng)電場(chǎng)的測(cè)風(fēng)結(jié)果，我取了某一天的10分鐘的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，可以明顯的看到在10分鐘之內(nèi)它的風(fēng)速，它的速度和方向都是隨時(shí)在發(fā)生變化的，這樣就導(dǎo)致我們的機(jī)組，如果按照穩(wěn)態(tài)的設(shè)計(jì)肯定會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問(wèn)題。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，包括它的風(fēng)剪切、湍流、陣風(fēng)、偏航、年平均風(fēng)速，這就先社到微觀閑置的問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致機(jī)組和理論預(yù)期產(chǎn)生非常大的差距。在這兒我主要是講空氣密度和年平均風(fēng)速這兩個(gè)小問(wèn)題所帶來(lái)的影響，繼而產(chǎn)生了我們的一些新的技術(shù)和基礎(chǔ)研究。

　　這張表格里面是空氣密度對(duì)葉片長(zhǎng)度，就是所需求長(zhǎng)度的一個(gè)影響的分析。隨著空氣密度的降低，相同型號(hào)的機(jī)組要達(dá)到相當(dāng)?shù)陌l(fā)電量的話，葉片的放大系數(shù)就列在第四個(gè)表格里面去。反過(guò)來(lái)從另外一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，因?yàn)樵蹅儸F(xiàn)在的葉片大部分通用，可以用在各種風(fēng)場(chǎng)，由于空氣密度造成機(jī)組發(fā)電量的減少，就不容忽視，但是這個(gè)東西它后面該怎么處理，我們有沒(méi)有什么方法來(lái)提高或者彌補(bǔ)這個(gè)損失，這樣的話我們提出來(lái)一些新的措施。

　　再一個(gè)來(lái)看平均風(fēng)速，對(duì)于平均風(fēng)速它是怎么樣影響咱們機(jī)組發(fā)電量的。大家都知道平均風(fēng)速實(shí)際上由于咱們機(jī)組的功率和風(fēng)速的3次方是成正比的，平均風(fēng)速的降低將帶來(lái)發(fā)電量的極大的降低，這個(gè)在風(fēng)場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也會(huì)非常明顯。年平均風(fēng)速比較低的時(shí)候整體發(fā)電量會(huì)降低很多。這樣我通過(guò)一個(gè)表來(lái)給大家再展示一下低的平均風(fēng)速。發(fā)電的時(shí)候低風(fēng)速這一段對(duì)整個(gè)年發(fā)電量的貢獻(xiàn)是非常大的，大約能占到2/3的數(shù)據(jù)，而額定狀態(tài)大約占1/3，隨著年平均風(fēng)速的降低，低風(fēng)速階段它的貢獻(xiàn)對(duì)咱們整個(gè)機(jī)組的發(fā)電貢獻(xiàn)是更大的。實(shí)際上這里有一個(gè)問(wèn)題在低風(fēng)速的我們都知道，當(dāng)機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，它轉(zhuǎn)速不能增加，風(fēng)速在增加的時(shí)候，這一段會(huì)出現(xiàn)失速的葉片，這一段它所占的比例也會(huì)越大，咱們采取增功措施它的效果就會(huì)更好。

　　為了進(jìn)一步解釋我剛才說(shuō)的這些問(wèn)題，我給大家再展示一個(gè)我們實(shí)際測(cè)風(fēng)的一個(gè)狀況?？吹竭@個(gè)圖非常漂亮的實(shí)線是理論的曲線，看到這個(gè)圖我相信很多業(yè)主是不高興的，我們?cè)O(shè)計(jì)人員也是不高興的。為什么會(huì)產(chǎn)生這么大的差別？我們分析了其中的原因，發(fā)現(xiàn)它的空氣密度跟設(shè)計(jì)值的差距非常大。我們的設(shè)計(jì)值一般的標(biāo)準(zhǔn)空氣密度選的是1.25，實(shí)際上風(fēng)場(chǎng)的空氣密度只能達(dá)到0.9左右，這樣的話我們進(jìn)一步分析通過(guò)低密度修正以及轉(zhuǎn)速的修正，然后獲得了下面那條紅線，但是仍然還是跟實(shí)際的測(cè)量有比較大的差別，這個(gè)方面就是說(shuō)空氣密度導(dǎo)致我們機(jī)組的出工時(shí)間跟理論的預(yù)期差別是比較大的。另一方面低的空氣密度使得額定風(fēng)速提高，就剛才在我上一篇說(shuō)的葉片的失速段的范圍是增加的，失速段實(shí)際上就是由流動(dòng)分離導(dǎo)致的，我們采用一些增功元件來(lái)控制流動(dòng)分離，增加年發(fā)電量，這樣對(duì)于技術(shù)上來(lái)說(shuō)是更有意義，也是非常有前景的。這樣實(shí)際上提出來(lái)這個(gè)問(wèn)題，就是我們?cè)趺礃油ㄟ^(guò)老的機(jī)組能夠獲得更多的年發(fā)電量，更多的風(fēng)能。

　　這里我給大家簡(jiǎn)單介紹一下咱們?cè)龉Φ睦碚撍囊罁?jù)是什么。上午的時(shí)候劉副總工他也做了一些相關(guān)的介紹，這里是我大致給大家分析一下做更深入的分析。實(shí)際上我們看功率的公式，我們能變得參數(shù)對(duì)于特定的機(jī)組，特定的風(fēng)場(chǎng)比較少，一個(gè)就是說(shuō)葉片可以加長(zhǎng)，另外也可以提高葉片的氣動(dòng)特性，就是風(fēng)的利用系數(shù)，這兩個(gè)該怎么做？葉片加長(zhǎng)是增加風(fēng)能掃風(fēng)面積的一種方式，而提高功率系數(shù)CP實(shí)際上是通過(guò)流動(dòng)控制這種方式來(lái)做。功率曲線上的這個(gè)圖我們可以進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分，這個(gè)時(shí)候我們能夠更清楚的發(fā)現(xiàn)在失速段它對(duì)功率整個(gè)年發(fā)電量的影響。最右邊那個(gè)表我統(tǒng)計(jì)了一下，就是說(shuō)風(fēng)場(chǎng)里面存在的損失。前兩列我們可以看到這個(gè)實(shí)際上是空氣動(dòng)力學(xué)方面的一些損失，后面是機(jī)械損失、用電，以及其它不知原因的一些損失。這個(gè)損失折合下來(lái)之后，從我們風(fēng)輪吸收的能量一直到并網(wǎng)發(fā)電，它的損失大約能夠占到三成，28%這是我們一個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)際上這也說(shuō)明我們?cè)陲L(fēng)場(chǎng)采取一切必要的措施或者可能的措施進(jìn)行風(fēng)電電量的提升，是非常有潛力可挖的這么一個(gè)方式。

　　接下來(lái)我就具體介紹我們?cè)诹鲃?dòng)控制和葉尖延長(zhǎng)兩個(gè)方面具體的工作。首先介紹渦流發(fā)生器的增功技術(shù)。左邊這個(gè)圖我是給了渦流發(fā)生器的基本原理圖，它是非常簡(jiǎn)單的一種小翼結(jié)構(gòu)，通過(guò)它的葉尖產(chǎn)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(gè)方面我們從基礎(chǔ)研究，數(shù)值方法，風(fēng)動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試我們做了一系列的研究。左邊這個(gè)角上我們可以看到渦流發(fā)生器的影響參數(shù)實(shí)際上非常多，它雖然形狀比較簡(jiǎn)單，這樣它帶來(lái)的問(wèn)題就是在風(fēng)場(chǎng)對(duì)于不同的葉片和風(fēng)場(chǎng)怎么優(yōu)化。在這塊我們提出了一種新的方法，就是渦流發(fā)生器的參數(shù)化模型。我們通過(guò)將渦流發(fā)生器的各種參數(shù)建立起一個(gè)數(shù)學(xué)模型，可以很方便的模擬渦流發(fā)生器的樣子。只要知道所需的原像的強(qiáng)度，就能夠把渦流發(fā)生器的參數(shù)給獲得。同時(shí)我們?cè)陲L(fēng)動(dòng)以及現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試對(duì)它進(jìn)行驗(yàn)證，這樣的話實(shí)際我們就解決了剛才提出來(lái)的那個(gè)問(wèn)題。

　　對(duì)于風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上對(duì)于不同的風(fēng)動(dòng)也會(huì)有影響，我們采取三種不同的風(fēng)動(dòng)，一個(gè)是小型的，大約是在0.5×0.5米的我們自己的風(fēng)動(dòng)，另外從北航，從華北電力大學(xué)也進(jìn)行了大量的從中型到大型的風(fēng)動(dòng)進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，得到跟我們理論計(jì)算和數(shù)據(jù)模型一致的結(jié)果。從這個(gè)圖上可以看到渦流發(fā)生器抑制流動(dòng)分離的效果是非常明顯的。

　　在一個(gè)方面就是為了驗(yàn)證前面基礎(chǔ)研究的結(jié)果，我們?cè)趶埍弊约旱娘L(fēng)電機(jī)組上面進(jìn)行了裝機(jī)實(shí)驗(yàn)，也得到了一些非常有用的結(jié)果。如果大家在做這個(gè)問(wèn)題的話有一個(gè)建議，一個(gè)是渦流發(fā)生器適合裝在年平均風(fēng)速比較低的區(qū)域，另外葉片的微觀選址和當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)有差異，也可以考慮，在對(duì)于低密度區(qū)域，也就是高原地方可以考慮用這種方式增加年發(fā)電量。

　　上面是我們?cè)跍u流發(fā)生器方面的一些基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，接下來(lái)介紹一下葉尖延長(zhǎng)方面做的一些工作。上午的時(shí)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(nèi)容可以說(shuō)是英雄所見(jiàn)略同，大家在做這個(gè)事情肯定也是遇到類似的問(wèn)題，我們還進(jìn)行了其它方面的考慮，比如說(shuō)葉片除了要滿足極限載荷，它的極限強(qiáng)度的要求之外還需要從它的趨于穩(wěn)定性，以及葉片、葉根、葉中、葉尖連接段，不同段的強(qiáng)度各個(gè)方面進(jìn)行非常細(xì)致統(tǒng)一的研究。第三個(gè)方面就是雷電防護(hù)，這個(gè)其實(shí)上午的時(shí)候也有方案，我們也有自己的方案進(jìn)行如何保證接閃系統(tǒng)和原來(lái)接閃系統(tǒng)的融合。第四個(gè)方面實(shí)際上也是關(guān)系到這項(xiàng)技術(shù)非常重要的一個(gè)是如何保證我們的安裝質(zhì)量，在這方面我們從膠層厚度，從粘接工藝、施工、時(shí)間控制等各個(gè)方面進(jìn)行了非常細(xì)致的研究。這兩張圖實(shí)際上是兩種不同的葉片延長(zhǎng)方式，一個(gè)葉根一個(gè)葉尖，剛才這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題里面我們主要針對(duì)葉尖來(lái)說(shuō)的，葉根我們現(xiàn)在也有一個(gè)專利產(chǎn)品可以用。

　　這里我是統(tǒng)計(jì)了葉延長(zhǎng)長(zhǎng)度和發(fā)電量的一些關(guān)系，對(duì)于葉片的載荷我從右下這個(gè)表可以給大家稍微一個(gè)展示，實(shí)際上葉片的載荷控制必須要和咱們的控制策略，就是整機(jī)去配合一塊去做事情。同時(shí)我們通過(guò)葉尖氣動(dòng)外形的優(yōu)化也可以做到葉片，就是整個(gè)載荷的降低。那么這兩種方式是共同保證葉片葉尖延長(zhǎng)能夠順利進(jìn)行的一個(gè)條件。

　　為了驗(yàn)證粘接強(qiáng)度，以及驗(yàn)證我們粘接厚度，找到我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)施工中粘接厚度工藝控制的邊界，我們進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。從標(biāo)準(zhǔn)件，就是板狀構(gòu)件的粘接，然后一直到3.5米的一個(gè)小的模型葉片，它的一系列的結(jié)構(gòu)方面的驗(yàn)證，我們都進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)來(lái)做這個(gè)事。目前也就是找到了我們實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)施工之中應(yīng)該控制達(dá)到什么樣的控制精度。這個(gè)實(shí)際上是我們一個(gè)樣板在測(cè)試的時(shí)候，萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)在測(cè)試的過(guò)程。右邊是我們小模型的分段粘接，以及在一個(gè)旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上我們進(jìn)行了在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證，最后形成了整套技術(shù)。

　　形成這個(gè)仍然是在實(shí)驗(yàn)室做得，為了更進(jìn)一步完善我們的研究，我們又拿到100千瓦的機(jī)組上進(jìn)行了整個(gè)方案流程的設(shè)計(jì)，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(shí)間的要求進(jìn)行了一系列的研究，同時(shí)我們既對(duì)在不同的時(shí)間下對(duì)樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行采樣，采樣完了之后去測(cè)它的固化溫度。最后我們發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)的條件下，當(dāng)時(shí)的溫度氣溫比較低應(yīng)該是零下幾度，通過(guò)6-8個(gè)小時(shí)的加熱，這是慢膠，采用不同結(jié)構(gòu)膠，采用慢膠大約是6-8個(gè)小時(shí)能夠達(dá)到65度以上的固化溫度，如果時(shí)間再短，那么隨著條件的惡劣，可能需要采用更高的措施來(lái)保證固化溫度，這個(gè)時(shí)間實(shí)際上是對(duì)于施工是非常關(guān)鍵的一個(gè)時(shí)間。防雷系統(tǒng)我們也進(jìn)行了一些工藝上的改進(jìn)，能夠很方便的進(jìn)行。實(shí)際上是對(duì)于整機(jī)對(duì)于業(yè)主還非常關(guān)心的事就是質(zhì)量平衡這個(gè)問(wèn)題，質(zhì)量平衡實(shí)際上我們也進(jìn)行了一些方案，然后來(lái)保證葉片的質(zhì)量平衡。當(dāng)然這里面還有很多其它的非常深入的問(wèn)題，我就不給大家展開(kāi)。

　　這個(gè)就是通過(guò)我們整套的基礎(chǔ)研究一直到應(yīng)用，我們進(jìn)行了一個(gè)1.5兆瓦葉片的葉尖延長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)，這個(gè)現(xiàn)在已經(jīng)形成產(chǎn)品。

　　以上就是我主要介紹的內(nèi)容，總結(jié)這塊我就不念了，實(shí)際上作為國(guó)家級(jí)的研究中心，國(guó)家級(jí)的研究所，我們中心從2005年開(kāi)始為咱們風(fēng)電行業(yè)培養(yǎng)了非常多的人才，他們分布在比如說(shuō)金風(fēng)、國(guó)電、遠(yuǎn)景等等這些企業(yè)，一直為咱們風(fēng)電行業(yè)還繼續(xù)做貢獻(xiàn)。我也希望我們中心將來(lái)繼續(xù)能為咱們風(fēng)電行業(yè)的基礎(chǔ)問(wèn)題的研究，以及為咱們中國(guó)的風(fēng)電技術(shù)水平的發(fā)展能夠做出進(jìn)一步的貢獻(xiàn)，同時(shí)輸入大量的人才，培養(yǎng)大量的人才，謝謝大家?。ǜ鶕?jù)速記發(fā)出，如有錯(cuò)誤請(qǐng)諒解?。?/div>