中国国际新闻传媒网(向瑞成)3月17日电 近日,全国多地出现“倒春寒”天气,江西省境内降温明显,省内多处风电场出现覆冰停机情况,而国家电投集团江西电力有限公司新能源发电分公司利用“风机叶片除冰技术”, 实现更高效率的防除冰,进一步减少凝冰电量损失,抵抗住了“寒潮”、“倒春寒”等不利天气对风电风机的影响。
近几十年来,随着我国风力发电领域相关的技术不断提高,我国的风力发电技术产业已经处于世界一流水平。虽然中国的风电产业技术已经较为成熟,但仍然有一部分问题没有建立成熟完善的解决系统。比如风机在高寒地带和高海拔地区运行时容易出现叶片覆冰的现象,这种现象会对风力发电机的安全性和经济性造成严重的影响。
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国家电投集团江西电力有限公司新能源发电分公司在2016年就聚焦解决此问题而成立的《风力发电机组叶片气热抗冰技术开发》科技项目,三年来,项目研发人员付出了艰辛的努力,在冰天雪地的艰苦环境中刻苦攻关,在泰和天湖山风电场研制安装了样机,并获取了大量试验数据,在行业内率先进行了有益的探索。此项目于2018年11月23日通过了由江西省电机工程学会组织的专家组评审结题。2021年,该公司在天湖山风电场建立了国内首座“十台风机中试规模”的工程推广应用基地。同年,再对《风机叶片防除冰技术研究》科技项目立项。与湖南防灾科技公司(电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室)合作研究开发一套风机叶片覆冰监测预警系统,提供集中监测、分析、预警等功能的风电场覆冰监测实时服务平台;与长沙理工大学进行产学研合作,建立叶片内腔流场和热量传输仿真模型,开展流场和温度场数值建模和仿真,形成《叶片空腔热空气加热除冰数值仿真报告》;通过理论分析、数值仿真及试验对比验证等手段对气热除冰系统结构和控制策略进行优化,实现更高效率的防除冰,进一步减少凝冰电量损失。目前已向国家知识产权局申报了两项发明专利和一项软件著作。
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经过了7年的技术沉淀和数据积累,有效验证了气热抗冰系统在山地环境下能够对风机叶片进行有效融冰,实现风力发电机组“晚覆冰停机、早融冰启机”,达到了有效增发电量的目的。2022年末至2023年初,江西省迎来多轮寒潮。据统计,全省最大覆冰容量达449.2万千瓦,占统调风电场装机容量的85.52%。期间,在风电场站端功率预测271.6万千瓦出力的情况下,实际发电功率为33.3万千瓦,损失出力约184.3万千瓦。天湖山风电场中试基地的10台气热抗冰系统技改风机,在上述三次寒潮期间发挥了较好地作用,国网电科院到现场调研并给予了高度评价。寒潮期间总共实发电量907.49兆瓦时,与邻近风机平均覆冰时长对比缩短了160.69小时,对比增发电量861.5兆瓦时,总体自耗电率8.57%,增发电率90.37%。按50万元投资成本计算,4~5年即可收回成本,安装20年使用寿命计算内部收益率19%。
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此项科技项目已经在国内若干个风电场推广应用,并获得了良好的经济和社会效益。国家电投江西新能源公司从研究→试验→现场应用的风机叶片除冰技术创新发展路径,努力建立国内领先的风机防除冰研究平台和创新基地。为实现国家电投“2035一流战略”目标,建设成为具有全球竞争力的世界一流清洁能源企业, 致力于建设“电网友好型”风电场,助力清洁能源产业创新,推动风机叶片防除冰科技项目向更深层次探索。(通讯员:周强 吴江波 李升健)
【责任编辑:周勇
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