[實用新型]高原風力發電機組塔架

有效

• 申請號: 201220488592.2
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN202789352U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 孟慶順
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星

技術領域

本實用新型屬于風力發電技術領域，涉及一種高原風力發電機組，尤其涉及一種適合在高海拔地區工作的高原風力發電機組塔架。

背景技術

風能作為一種清潔能源，在國際上的節能減排中的地位日益重要，而作為風能與電能的能量轉換裝置——風力發電機組，在我國的制造業中起到越來越重要的作用。

我國目前已開發的風電工程項目，90％以上集中在非高海拔地區；而作為風資源相對較好的西部高海拔地區如青海、西藏、云南等區域目前尚未實現裝機或只有少數裝機，已開發的風電工程項目很少。該區域理論可開發容量和工程可開發容量巨大，具有規模化開發的資源條件和環境條件。

但是，風電大規模并網引發的調峰問題和電網適應性不足的問題，導致風電企業和電網企業的矛盾日益凸顯，風電場被限制出力的現象在風電資源豐富的“三北”地區頻頻出現，給投資商帶來巨大的經濟損失。預測近2-3年內，非高海拔區域風電工程項目開發進度將會放緩。

目前，在國內高海拔地區運行的風機有：華能大理風電場使用浙江運達64臺50/750(平原型風力發電機組)，目前已經安裝完成并實現并網發電；中國水電十四局大理者磨山風電場使用金風科技39臺50/750、2臺52/750，目前已經安裝完成并實現并網發電，可利用率達到99％；青海錫鐵山使用金風科技2臺高海拔型87/1500樣機，目前已通過試運行，運行穩定。上面提及的型號50/750是指風力發電機的葉輪直徑為50m，額定功率為750kW(其他型號的含義均與此類似)。

眾所周知，風力發電機組主要由塔架、機艙和葉輪三部分組成。塔架是支撐機艙和葉輪的構架，一般由2-4段塔筒構成，其高度一般在五十米以上，各個塔筒之間以法蘭結合；機艙被安置在塔頂，發電機、增速箱、液壓系統及冷熱交換系統均設置在機艙中并由塔架支撐，維護人員可以通過塔架進入機艙；葉輪一般安裝在塔架的頂端。

在風力發電機組中，塔架的主要作用包括：

1、支撐作用：由于風剪切的作用，風力發電機組必須運行在高空才能捕獲到更多的風能，因此需要塔架作為支撐將其安裝在高空；

2、提供通道：維護人員如果需要進入機艙中工作，必須通過塔架內的梯子攀爬到機艙中；

3、密封空間：風力發電機組的很多電氣系統都安置在塔架內以便能夠“遮風擋雨”，某些海上機組將機組與電網相連接的箱式變壓器也放置在塔架內。

目前的風力發電機組主流塔架都是鋼制錐筒，這種塔架的特點是空間封閉、人員工作安全性高且性價比較高。

然而，高原地區具有大氣壓強低、空氣密度小等環境特點，對于風力發電機組而言，電氣系統受到極大的挑戰。根據“GB/T?20626.1-2006特殊環境條件高原電工電子產品第1部分：通用技術要求”，高原的環境特點對電氣系統的絕緣介電強度、電氣間隙、電暈及局部放電、溫升、工頻耐受電壓和雷電沖擊耐受電壓均會產生重大的影響。根據“GB/T?22580-2008特殊環境條件高原電氣設備技術要求低壓成套開關設備和控制設備”，普通平原型電氣設備只能工作在海拔2000m以下，海拔超過2000m時會產生較大風險。

對于目前的普通鋼制錐筒塔架而言，其密封性較差，只能對灰塵、雨水起到一定的阻擋作用，電氣設備放置在塔架內與放置在自然環境中差異不大，特別是對高原地區的低氣壓、低空氣密度給機組帶來的負面影響沒有任何作用。

為了使風力發電機組的電氣系統能夠在高海拔地區正常運行，需要根據高海拔地區的環境特點對機組的電氣系統進行重新設計，以滿足電氣系統在高海拔地區工作的可靠性，而這將帶來如下兩個問題：

1、目前國內外均沒有高原風力發電機組的設計標準；

2、重新設計高原風力發電機組的電氣系統將會使風力發電機組的成本增加。

同時，維護人員在維護風機的過程中需要攀爬塔架，工作量較大。在高原地區，維護人員進行強度較大的體力勞動時風險較大，容易出現“高原反應”。雖然維護人員可隨身攜帶防止高原反應的應急藥品或者攜帶便攜式小氧氣瓶以防止出現高原反應，但是這樣做會干擾維護工作。

因此，為了解決上述問題，需要從另一個角度出發，來降低風力發電機組的運行風險以及維護人員的健康風險。

實用新型內容

針對在高海拔地區直接采用平原型風力發電機組時存在的上述問題，本實用新型提供一種高原風力發電機組塔架，所述高原風力發電機組塔架能夠使高原風力發電機組的電氣系統在高海拔地區可靠地工作，并降低維護人員在高海拔地區維護風力發電機組時的工作風險。