國內(nèi)首例分段式風電葉片完成掛機運行測試

　　近日，由中國科學院工程熱物理研究所和保定華翼風電葉片研究開發(fā)有限公司共同研發(fā)的國內(nèi)首例分段式風電葉片在國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實驗）中心（張北實驗基地）完成了掛機運行測試，達到預期目標，這是該項目在完成前期極限載荷測試基礎上取得的又一階段性成果。

　　分段式風電葉片由相互獨立的兩個或多個部分組成，相鄰的組件通過膠接或者機械連接成為一個整體來實現(xiàn)葉片的氣動和結(jié)構功能；連接的引入會不可避免地增加葉片的質(zhì)量，引起結(jié)構剛度的不連續(xù)變化；葉片結(jié)構特征的變化會進一步影響其在外載荷下動態(tài)響應特性和氣動性能。因此，分段式風電葉片的掛機測試是評估葉片與風電機組性能匹配、葉片氣動性能、氣彈穩(wěn)定性以及結(jié)構可靠性的必要環(huán)節(jié)。

　　此外，分段葉片的裝配適應性、結(jié)構完整性和環(huán)境防護是分段葉片設計和商業(yè)化應用的重要方面，現(xiàn)場測試為分段式葉片提供了真實的載荷和環(huán)境條件，能夠綜合測試分段連接處結(jié)構設計的性能優(yōu)劣。相對于一體式葉片，分段式葉片的掛機測試顯得尤為重要。

　　此次掛機運行測試期間，風電機組和分段式葉片運行平穩(wěn)，經(jīng)受住了20°至-20°的溫度變化，6級以上大風，以及大雪、大霧、大雨和霜凍等惡劣天氣的考驗，葉片和分段連接處未見任何可見損傷。通過此次測試，獲得了分段式葉片的功率特性和風電機組的動態(tài)變化特性，驗證了分段式葉片的整體性能及連接處的可靠性和環(huán)境適應性。

　　分段式風電葉片是解決長葉片運輸和制造難題的有效途徑，國外從上世紀八十年代就開展了此領域的探索和研究。近年來，隨著技術不斷進步和長葉片應用的現(xiàn)實需求，長葉片運輸問題變得更加突出，分段葉片成本增加實現(xiàn)了有效控制，分段葉片技術壁壘取得突破，商業(yè)化應用逐漸走向成熟，已有多個型號實現(xiàn)掛機測試和小批量商業(yè)裝機，但是分段葉片涉及的關鍵技術和詳細結(jié)構未見報道。我國風電企業(yè)對分段式風電葉片表現(xiàn)了濃厚的興趣，但開展實質(zhì)性研究和應用并不多見。我國南方風場地處用電負荷中心，已經(jīng)成為現(xiàn)階段國內(nèi)風電裝機的熱點地區(qū)。而這些地方路況復雜、地勢崎嶇不平，又是典型的低風速區(qū)，這為分段葉片提供絕佳的應用場所，具有良好的市場前景。

　　工程熱物理所國家能源風電葉片研發(fā)（實驗）中心在國內(nèi)率先開展了基于大型分段式風電葉片的基礎研究，致力于攻克葉片分段連接處的可靠性和適應性、分段葉片的質(zhì)量控制等問題，實現(xiàn)分段式葉片的低成本、高可靠性、低維護周期和高效率。

　　保定華翼風電葉片研究開發(fā)有限公司憑借其在大型商業(yè)復合材料風電葉片設計、工藝、工裝和制造方面的成熟經(jīng)驗和技術優(yōu)勢，在工藝、制造和裝配方面取得了多項創(chuàng)新成果，為項目的順利實施提供強有力的支持。此外，分段式風電葉片的掛機測試得到了國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實驗）中心等單位的鼎力協(xié)助。

　　該項研究得到國家科技支撐計劃項目資助，多項技術創(chuàng)新填補了相關領域國內(nèi)空白，已申請國家發(fā)明專利8項，授權5項。截至目前，項目承擔單位已完成了葉片分段連接構型設計、連接性能評估和工藝可行性研究、葉片段工藝和裝配實驗研究、分段葉片連接性能分析、測試以及全尺寸分段設計、試制和極限載荷測試。掛機測試的順利完成，使我國獨立開發(fā)且具有完全自主知識產(chǎn)權的分段式風電葉片技術向商業(yè)應用邁出了一大步。

葉片整體吊裝

　　運行中的葉片

　　葉片掛機完成后結(jié)構完整性檢查

　　掛機測試后的拆卸葉片