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編者語：變槳控制系統(tǒng)是最大程度利用并保護(hù)價(jià)值百萬美元風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵。一款變槳控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)工程智慧的結(jié)晶，它需要確保槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)角度正好滿足要求。但是除了那些設(shè)計(jì)和制造風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的人士以外 ，變槳控制技術(shù)并不為多數(shù)人所知。
去 YouTube 網(wǎng)站并輸入詞組 “windturbine explodes”，您將會(huì)看到一大堆可作為變槳控制系統(tǒng)宣傳廣告的材料。但是除了那些設(shè)計(jì)和制造風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的人士以外 ，變槳控制技術(shù)并不為多數(shù)人所知。這真是一個(gè)讓人遺憾的情況。事實(shí)上，變槳控制系統(tǒng)是最大程度利用并保護(hù)價(jià)值百萬美元風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵。
變槳控制系統(tǒng)位于風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪彀內(nèi)。就是這些不顯眼的系統(tǒng)在幫助風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作人員控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉的傾角。根據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)的資料顯示，變槳控制系統(tǒng)的成本僅約為整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)價(jià)格的百分之三。但就像人們購買保險(xiǎn)一樣，一旦發(fā)生意外情況，一點(diǎn)點(diǎn)額外的投資將會(huì)帶來顯著不同的結(jié)果。據(jù)市場咨詢公司Intercedent Asia的分析員估計(jì)，截至2007 年，已有百分之九十的新風(fēng)力發(fā)電機(jī)中配備了變槳控制系統(tǒng)。雖然這些系統(tǒng)實(shí)際上已經(jīng)比較普及，但是關(guān)于變槳控制的知識(shí)卻相對(duì)不為人所知。
當(dāng)風(fēng)場風(fēng)速為每秒25米或更高時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要一個(gè)故障安全裝置，使其槳葉所在的角度可減小負(fù)載并使風(fēng)力發(fā)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在這一過程中，變槳控制系統(tǒng)就主要負(fù)責(zé)控制槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。變槳控制系統(tǒng)一般分為兩種類型，即機(jī)電控制型和液壓控制型。不過，變槳控制系統(tǒng)不僅僅在緊急情況下提供故障安全功能。這些系統(tǒng)負(fù)責(zé)將槳葉設(shè)置于最佳角度以獲得最大風(fēng)力，比如，在風(fēng)速約為每秒12或13米時(shí)控制相應(yīng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜幾度以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)達(dá)到峰值性能。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中可靠地調(diào)節(jié)槳葉的角度是變槳控制系統(tǒng)的基本優(yōu)勢所在。
荷蘭風(fēng)能協(xié)會(huì)的最近一篇文章中指出：“一款變槳控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)工程智慧的結(jié)晶，它需要確保槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)角度正好滿足要求。” 而除了Enercon和Vestas以外，大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商都通過第三方來制造變槳控制系統(tǒng)，因此設(shè)計(jì)上的微妙差別可能不被人所察覺。然而，對(duì)于一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的購買者來說，有一個(gè)事實(shí)非常重要，即多數(shù)制造商通常只采用液壓或者電動(dòng)變槳控制系統(tǒng)中的一種。很少有風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商同時(shí)采用液壓和電動(dòng)變槳控制系統(tǒng)。而且，根據(jù)Intercedent Asia公司的研究發(fā)現(xiàn)：“最終用戶僅僅將變槳控制系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)的選擇視為其制造商提供的一個(gè)選項(xiàng)參數(shù)而已”。沒有人會(huì)建議購買者主要根據(jù)變槳控制系統(tǒng)類型來選擇風(fēng)力發(fā)電機(jī)，但是掌握這些系統(tǒng)的差異性將有助于購買者做出總體采購決定。
即使是了解變槳控制系統(tǒng)的人，對(duì)哪種系統(tǒng)性能比較卓越及其中的原因方面仍然會(huì)有不同的看法。采用電動(dòng)變槳控制系統(tǒng)，不會(huì)有液壓油泄露的風(fēng)險(xiǎn)，因而這種系統(tǒng)不會(huì)造成高溫液壓油系統(tǒng)所固有的任何環(huán)境污染問題，同時(shí)其能耗或能源浪費(fèi)較少。電動(dòng)變槳控制系統(tǒng)比液壓變槳控制系統(tǒng)更節(jié)能，因?yàn)橐簤鹤儤刂葡到y(tǒng)需要泵時(shí)刻運(yùn)轉(zhuǎn)，以使系統(tǒng)保持高油溫并隨時(shí)準(zhǔn)備讓槳葉開始轉(zhuǎn)動(dòng)。不過，電動(dòng)變槳控制系統(tǒng)中的故障安全電池或電容器則是它的弱點(diǎn)。一個(gè)變槳控制系統(tǒng)電池組件的使用壽命一般為兩年或三年。一旦超過有效使用壽命，就必須更換。可以想象爬上一個(gè)2MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)更換輪彀中的電池是多么的麻煩。
Intercedent As i a公司的PeterBaldwin研究員表示：“液壓系統(tǒng)和電動(dòng)系統(tǒng)的支持者們均對(duì)各自技術(shù)的優(yōu)勢大力宣傳。一方面 ，電動(dòng)系統(tǒng)憑借其清潔環(huán)保及耐嚴(yán)寒能力強(qiáng)而備受青睞，而液壓系統(tǒng)隨著氣溫急劇下降時(shí)油液會(huì)失去粘度。但在另一方面 ，液壓系統(tǒng)在速度和可靠性方面則顯示出明顯的優(yōu)勢。”
Baldwin研究員補(bǔ)充說：“就維護(hù)和故障診斷而言，一般來說液壓系統(tǒng)更加容易，因?yàn)樗褂玫募夹g(shù)元件更少。盡管油價(jià)不斷升高，但變槳控制系統(tǒng)中使用的液壓油的成本并不高 ，因?yàn)樵诜忾]的系統(tǒng)中可以基本上實(shí)現(xiàn)液壓油的全部再循環(huán)使用。”
那么到底哪種變槳控制系統(tǒng)更好呢？目前還沒有明確的答案。而最新的開發(fā)成果顯示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商可能會(huì)著眼第三種選擇方案：就是混合型變槳控制系統(tǒng)。通過混合技術(shù)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉可以電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，而保證槳葉不受損壞的故障安全裝置則由液壓驅(qū)動(dòng)。混合解決方案的倡導(dǎo)者說，液壓油泄露危險(xiǎn)將由于變槳控制主要依靠電力完成而得到減輕。他們表示其能源成本也將降低。由于混合型變槳控制系統(tǒng)依靠一個(gè)液壓系統(tǒng)提供故障安全功能所需的動(dòng)力，倡導(dǎo)者說購買者無需再擔(dān)心故障安全電池組件在幾年后耗盡電力。無論購買者擁有哪種類型的系統(tǒng)，變槳控制系統(tǒng)除了能幫助有效制造風(fēng)能以外，還對(duì)充分利用和保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)投資方面起著關(guān)鍵的作用。無論選擇電動(dòng)型、液壓型或者混合型系統(tǒng)中的哪一種系統(tǒng)，都需要購買者，即用戶自己，對(duì)這個(gè)常常被忽視的系統(tǒng)進(jìn)行了解，并在購買時(shí)利用所掌握的知識(shí)和技巧做出最適當(dāng)?shù)臎Q定。
