山上定槳距風(fēng)機(jī)發(fā)電量偏差分析方法

文/劉揚(yáng)波 陳俊生

0 引言

定槳距風(fēng)機(jī)一般為小容量風(fēng)機(jī)，相比變槳風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝費(fèi)用低、投資少、控制策略成熟等優(yōu)點(diǎn)，適合在海島、高山、邊疆等用電量需求不大地區(qū)。本文以金風(fēng)S48/750風(fēng)機(jī)為例，主要研究山上定槳距風(fēng)機(jī)發(fā)電量偏差分析方法，為定槳距風(fēng)機(jī)應(yīng)用于分布式能源提供參考。

1 金風(fēng)S48/750風(fēng)機(jī)基本參數(shù)

金風(fēng)S48/750風(fēng)機(jī)為定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其最大特點(diǎn)是隨著風(fēng)速的增加，發(fā)電機(jī)的出力隨之增加，當(dāng)風(fēng)速接近14~15m/s時，達(dá)到額定出力，超出額定出力則風(fēng)速機(jī)組開始失速。其他參數(shù)見表1。

表1 金風(fēng)S48/750風(fēng)機(jī)基本參數(shù)

2 風(fēng)機(jī)出力分析

2.1 風(fēng)機(jī)功率理論計算

空氣密度ρ計算公式如下：

式（1）中：B——大氣壓強(qiáng)（Pa）；T——?dú)鉁兀↘）；R——287.05。

空氣密度與氣溫、大氣壓強(qiáng)有密切關(guān)系，當(dāng)大氣壓強(qiáng)不發(fā)生變化時，空氣密度將隨著周圍氣溫的升高而減小。一般夏季的空氣密度比冬季的小一點(diǎn)。當(dāng)氣溫不變時，空氣密度與大氣壓強(qiáng)成正比，隨大氣壓強(qiáng)的增大而增大，因此，在高海拔山區(qū)的大氣壓強(qiáng)比在低海拔地區(qū)低，空氣密度也較小。當(dāng)氣溫升高，大氣壓強(qiáng)降低時，空氣密度也隨著減小；當(dāng)氣溫降低，大氣壓強(qiáng)升高時，空氣密度也隨著變大。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的理論功率計算公式如下：

式（2）中，P——功率；ρ——空氣密度（kg/m）；V——風(fēng)速（m/s）；S——葉輪掃風(fēng)面積（m2）；Cp——風(fēng)輪效率，按Bets理論其最大理論值為0.593。

由式（2）可以看出，風(fēng)能大小與氣流通過的面積、空氣密度和氣流速度的立方成正比。因此，在風(fēng)能計算中，最重要的因素是風(fēng)速，風(fēng)速取值準(zhǔn)確與否對風(fēng)能的估計有決定性作用，如風(fēng)速大1倍，理論計算風(fēng)能大約大8倍。……