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基于联合动力1.5MW机组变桨系统的散热改造与应用

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成果主要完成人

张明杰,刘宝,赵宪荣,王帅,贾丰,赵连博,宋振强,何一平

项目概况

(1)成果简介:本次创新成果主要是为解决联合动力1.5MW机组变桨系统散热不良,频繁出现变桨系统高温故障导致风机批量停运备件损坏的情况,究其原因是机组变桨系统通风散热效果不好导致电池柜内部高温。事实证明通过对变桨系统进行通风散热改造后,可有效降低变桨电池运行温度,消除变桨系统内部温度高的运行隐患,提升机组运行的可靠性。 (2)研究背景:千军风电场共安装33台联合动力UP82-1500型机组,该机组全部采用MCCV变桨系统,通过长期运行后风电场发现该变桨系统通风散热不良,故障频发,稳定性较差。根据现场故障统计情况,近年来累计发生变桨系统高温故障82台/次,大大增加了机组非停次数,对风机安全稳定运行造成很大影响,为此如何有效解决风机变桨系统内部散热问题对机组实际应用具有重要的意义。 (3)管理技术难点:由于MCCV变桨系统设计复杂,柜内元器件众多,轮毂内部发热源较多,电池柜置于叶片内部空气流通不畅,散热效果不好,造成变桨电池柜内部温度高。夏季高温季节机组变桨系统因电池柜内高温造成风机出现大批量故障停运情况,大大降低风机发电量,严重影响风机可靠性。联合动力厂家曾提出通过软件参数提高故障报警阈值和更换变桨充电器及测温元件方案,现场讲过测试试验未解决变桨电池柜温度高问题,仍有大面积高温现象。并且高温环境会大大降低铅酸电池使用寿命,增加电池更换周期,变桨电池费用高,导致运维成本居高不下,成为困扰风电场运行维护成本高的一大难题。 (4)成果先进性及创新性:该项目采用原创设计方案对机组变桨系统散热装置进行创新改造,通过两种措施来降低轮毂内及变桨电池柜内温度:第一种在轮毂罩支架处安装轴流风扇1台,通过加装导流罩实现轮毂内与轮毂罩之间的热交换,降低轮毂内温度,使轮毂内空气能够充分流通;第二种在3个变桨电池柜柜体分别加装散热风扇,在散热风扇控制回路增加温控开关,通过温度变化控制散热风扇启动,增加变桨电池柜内空气流动量,使电池柜内外实现热量交换,降低电池柜内温度,通过事实验证该方案实用有效。 (5)经济社会效益及可推广性:该项目方案改造效果明显,实用性强,能显著提高变桨系统运行的可靠性和风机可利用率,减少机组故障停机次数,延长变桨电池的使用寿命,降低风电场后期运行维护成本,进一步提高风力发电带来的经济效益和社会效益。另外该项目方案改造费用低,投入较小,性价比高,可在行业内同机组中广泛推广。