三一高柔塔技术方案-三一重能有限公司-solarbe文库

资源描述：

三一高柔塔技术方案三一重能有限公司 2020年 9月 1 三一重能高柔塔业绩 2 三一重能高柔塔设计 3 三一重能高柔塔安装 4 三一重能高柔塔控制 5 三一重能高柔塔测试 1.1 高柔塔带来的价值提升塔筒高度带来的价值机型 SE14125 SE14125 SE14125 轮毂高度（ m） 90 100 140 轮毂高度风速（ m/s） 5.00 5.13 5.58 理论发电量（ MWh） 265552 279849 326752 上网电量（ MWh） 207130 218282 254867 等效小时数（ h） 2071 2183 2549 塔筒及基础成本（元 /kW） 1001 1084 1808 塔筒重量（ t） 180 198 345 单位千瓦造价（元） 7000 7083 7807 内部收益率 8.57 9.15 10.04 资本金收益率 14.72 16.70 19.86 LCOE（元） 0.3820 0.3704 0.3539 推荐次序最优方案新乡延津风电场（ 100MW）位于河南新乡延津县东屯镇东部，平均风速（ 120m）约 5.5m/s，平均湍流 0.112，风切变指数 0.25。三一新能源自建风场，安装了 2.5MW、叶轮直径 141m的机型，选用塔筒 140m。最近完成全部吊装。风切变指数高于 0.08时，可考虑高塔筒技术方案注计算边界条件上网 0.43元 /度，折减 75，塔筒 9500元 /吨 1.2 三一高柔塔发展历程并网发电国电投 -雷公山 2台 120米并网满发研发立项首款 120米高柔塔研发启动 2016.12 2018.10 2018.6 认证通过 120米高柔塔风机通过 CQC设计认证 2017.6 样机下线首款 120米高柔塔销售下线 2017.10 2018.3 2018.5 2019.4 认证通过 DNV-GL设计认证 CQC型式认证并网发电 140米高柔塔济源风场并网满发并网发电张北风场首台 140米并网满发样机下线 140米高柔塔张北风场吊装下线 120m 140m 1.3 三一高柔塔业绩河北， 17台山东， 40台江苏， 10台安徽， 57台河南， 148台湖北， 33台天津， 10台内蒙古， 4台黑龙江， 32台江西， 2台序号项目名称机型轮毂高度台数备注 1 龙南雷公山 SE13125 120 2 2018年并网 2 济源长树岭 SE13122 140 1 3 河南西平 SE14125 140 20 已完成吊装 4 中伏泗县草庙 SE14630 130 17 已完成吊装 5 华能萝北 SE14630 128 32 已完成吊装 35台 2020年并网 6 西华县丰阳 SE14125 140 20 7 华能美人沟 SE14630 140 17 8 山东胶州艾山 SE14125 125 20 9 河南新蔡 SE14125 140 20 10 安徽固镇巨龙 SE14125 140 20 11 安徽固镇兴隆 SE14125 140 20 12 平顶山叶县 SE14125 125 20 13 湖北天门胡市 SE14125 140 33 14 河南延津 SE14630 140 35 15 河南杞县西寨林场 SE14630 140 32 16 金湖海鑫 SE14630 140 10 17 华能乌拉特前旗 SE14125 125 4 18 国电投天津西堤头 SE15530 140 10 2021并网 19 巨野县昌光一期 SE14125 125 20 合计 353 三一高柔塔业绩概览 1.4 高柔塔典型案例项目案例 12122机型 /龙南雷公山 120米 140 米 13122机型 /济源长树岭 120米 14630机型 /泗县草庙 130米 14125机型 /河南西平 140米 2.1 高柔塔技术难点风机共振 Q有哪些技术难点涡激振荡塔筒一阶涡激振动塔筒二阶涡激振动 Case1 塔筒频率与风轮转频率的共振区，控制策略不当会导致共振风险联网状态包括待机、起机、停机、并网运行、切出、低穿等工况 Case2 风致涡激振动，未作抑振会导致共振风险吊装期间一阶涡振和安装后停机状态含电网掉电等工况下二阶涡振 2.2 三一高柔塔技术对策 1 4 2 3 关键技术结构设计吊装工艺及减振技术运行控制策略安全检测技术 2.3 三一重能塔筒的结构化设计  风场与风机设计  挖掘并提升发电量，增加收益  降低风机与塔筒载荷，减轻塔筒重量，减少投入机位选址场群控制机组设计 2.4 三一重能塔筒的减振设计  高柔塔 TLD阻尼器有无 TLD阻尼器振动仿真对比风场气动模拟 -1 - 0 .5 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 20 40 60 80 100 120 140 最大位移 /m 塔筒高度 /m v r 1 6 m / s V r 1 8 m / s V r 2 0 m / s V r 2 1 m / s - 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 20 40 60 80 100 120 140 最大位移/m 塔筒高度/m V r 1 5 . 8 m / s V r 1 7 m / s V r 1 9 m / s V r 2 1 m / s 现场振动测试 2.5 塔筒的第三方认证  结构设计安全 -认证  SE12122风机 120米通过 CQC设计认证及型式认证；  SE13125风机 140米通过 DNV-GL设计认证，并同时通过了 CQC设计认证及型式认证；  SE14125风机 125-140米系列均通过 CQC设计认证及型式认证。  SE14630风机 130-140米系列均通过 CQC设计认证及型式认证。  SE15532-136米、 SE14125-140和 SE14630-140通过鉴衡设计认证。 120米 CQC设计认证 140米 CQC型式认证 140米 DNV-GL设计认证 136米鉴衡设计认证 130米 CQC设计认证 3.1 塔筒的吊装吊装阻尼设计（可播放） 1. 安装 TMD吊装阻尼器 2. 吊装时塔筒外表加扰流条 1. 从结果出发开展多体动力设计，开发 TMD吊装阻尼器，对吊装过程中的扰动进行快速抑振； 2. 从根源出发根据国外标准在筒体表面缠绕扰流条，破坏风在筒体表面产生的规律性涡脱，从而达到抑制涡激振动形成。  吊装工艺 3.2 塔筒阻尼器的安装  防冻液按使环境调配， -45度时仍不结冰  阻尼器随塔筒吊装施工工艺，约 3人 2小时完成全部安装，不影响吊装施工，且保证了风机并网前的安全可靠  高柔塔 TLD阻尼器安装阻尼器随塔筒吊装防冻液调配阻尼器绑扎安装 4.4 高柔塔控制技术避振运行实例  运行实例，阵风工况下触发超速保护、智能避振策略安徽宿州泗县风电场（ SE14630， 130m塔筒）超速保护、智能避振实例突然来个阵风（ 15m/s），风机振动变大，此时叶片顺桨、发电机转矩调整，实现风机降载。然后逐渐恢复正常运行。振动变桨速度叶片角度风速风向发电机转速转矩给定 5.1 测试验证阻尼器对一阶模态影响  现场振动测试瞬态激励无 TLD一阶模态频率及阻尼比有 TLD一阶模态频率及阻尼比安装 TLD前安装 TLD后阶数频率阻尼阶数频率阻尼一 0.148 0.011 一 0.148 0.011 二 1.129 0.002（衰减慢）二 - 衰减很快，超出量程 1. 安装 TLD后瞬态测试，一阶阻尼比无明显变化，东华软件无法识别出二阶阻尼比； 2. 通过重复性测试一致率高，一阶频率 0.148-0.152，一阶阻尼为 0.011；二阶频率 1.1-1.129，二阶阻尼为 0.002 单摆与塔筒二阶共振（发电机转速 300rpm左右时急刹，此时振动最大，作为测试边界条件）结论 TLD阻尼器对一阶振动，不会产生负面影响测试风机济源 SE14125， 140m塔筒 5.2 测试验证二阶模态衰减 TLD安装前 TLD安装后第 1轮测试第 2轮测试第 3轮测试  现场振动测试瞬态激励滤波后二阶信号原始信号滤波后二阶信号原始信号滤波后二阶信号原始信号 200秒 40秒测试及说明 1. 通过瞬态激励（ 300rpm高速轴刹车）塔筒二阶模态，在塔筒第二，三，四节均显示出明显的二阶信号。 2. 对比相近条件下，对 TLD安装前及安装后各测点信号进行带通滤波（ 1-1.3Hz），结果显示安装 TLD后，信号衰减效果非常明显，表明 TLD起到抑制效果。 3. 3min中后，激励信号衰减趋于稳定。测试风机济源 SE14125， 140m塔筒 5.3 测试验证阻尼器对位移影响结论说明 1. 通过对 1-1.3Hz信号（速度）带通率波后进行积分，获取激励后该频率段衰减过程中的 3min中位移累计值（ 3min钟后信号基本衰减稳定）； 2. 第二层至第五层振幅数据显示，中部位移最大，顶部最小，第二节次之，其振幅特征与二阶振型相符； 3. 加装 TLD后， 3min钟衰减过程位移累计值变化明显，平均降低 66； 2 3 4 5 0 500 1000 1500 塔段高度左右位移累计（ mm）无 TLD1 有 TLD1 无 TLD2 有 TLD2 无 TLD3 有 TLD3 2 3 4 5 0 500 1000 1500 2000 2500 塔段高度前后位移累计（ mm）无 TLD1 有 TLD1 无 TLD2 有 TLD2 无 TLD3 有 TLD3  现场振动测试瞬态激励测试风机济源 SE14125， 140m塔筒 5.4 测试验证振动加速度验证振动加速度分析经过对大量风机的运行数据统计分析，风机振动加速度如下（ 1）前后加速度最大值普遍 0.015g （ 2）前后加速度平均值 0.005g 机舱震荡幅度较低，低于国际标准（ 0.04g） 0 500 1000 1500 2000 2500 0 0 . 0 0 5 0 . 0 1 0 . 0 1 5 功率（ kw ）加速度（ g ）功率前后震荡加速度平均值趋势图前后加速度平均值前后加速度最小值前后加速度最大值测试风机三一高塔筒风场长期运行统计，求平均值结论  塔筒轻、成本低  风机安全运行  可靠的设计  成熟的控制  完善的检测  大量的业绩品质改变世界