高海拔氣候特征對風力發電電氣設備技術性能的影響與設計要求

摘 要：近年來隨著新能源領域的不斷發展，現在環保型綠色能源大受歡迎。現在我國工業生產對能源的需求量越來越大，開發新能源也是越來越重要，尤其是風力發電倍受國家和能源領域的關注。高海拔地區的風力有利于發電設備的工作但是由于高海拔地區的溫度、濕度、氣壓、強風、雷電等因素對發電電氣設備都有很大的破壞性，所以在高海拔地區進行風力發電時一定要處理好這些因素對發電設備的影響。文章主要針對高海拔氣候對風力發電電氣設備技術性能的影響與設計要求進行了分析及闡述。

關鍵詞：高海拔氣候；風力發電電氣設備；技術性能；設計要求

前言

目前，我國風力發電電氣設備的性能設計還不是足夠完美，還不能完全的適應我國高原氣候變化的要求，如果我們引進外國的發電設備，但是介于我國高原氣候不同于外國，所以外國引進的風力發電設備也適合我國的高原氣候的要求，為了更好地滿足我國高原氣候特征的要求，我們只能根據高原氣候的特征不斷地完善發電設備的設計，使發電設備更能適應高原氣候特征的變化，更好地進行發電工作，為我國提供更多的綠色環保能源。

1 高海拔氣候特征對風力發電電氣設備技術性能的影響分析

在高海拔地區，風力發電電氣設備的工作性能在很大程度上受高海拔氣候特征的影響，若想使風力發電電氣設備在這種氣候中發揮最佳的工作性能提供更多的風能，就要對影響風力發電電氣設備工作性能的因素進行分析，只有這樣才能有效解決問題。

1.1 溫度對風力發電電氣工作性能的影響

風力發電設備中零件的設計使用多數情況下是按常規海拔條件設計的，所以對于高海拔地區來說，發電設備在高海拔溫度變化下，發電設備的零件和設備表面的材料會因溫度變化而發生化學反應或物理反應，這些反應都將會影響發電設備的安全性、工作性能的穩定性，尤其是在高海拔環境中，低溫會使發電設備發生斷裂、脆化等現象[1]，這些變化將嚴重影響發電設備工作的安全性，而且在低溫環境下，發電設備的表面會結冰還有霜層覆蓋在設備上，這樣寒冷低溫的天氣會嚴重影響發電設備上螺絲的緊固效果，長時間下來發電設備很有可能倒塌，造成人員傷亡設備毀壞的事故，所以高海拔溫度因素會影響發電設備是否安全運行。

1.2 濕度對風力發電電氣設備工作性能的影響

高海拔地區濕度較大，并且由于海拔較高陽光的直射性不好，所以發電設備在較大的濕度環境下，風力發電設備的旋轉葉片、塔筒等其它鋼鐵部件容易生銹，造成發電設備的老化腐蝕，進而影響發電設備的工作性能，而且發電設備的腐蝕老化也會增大電能傳遞的電阻，無形中又損耗了電能，降低了電能生產的效率，發電設備在高濕度環境下工作還有可能造成發電設備電器元件短路，這樣不僅會影響發電設備的工作性能，也會給工作人員帶來一定的危險，所以要處理好濕度對發電設備的影響。

1.3 低氣壓對風力發電電氣設備工作性能的影響

眾所周知高海拔地區空氣密度較小，氣壓也較小，但是風力發電設備在低空氣密度，低氣壓環境下，電氣設備提取風能會受到嚴重的影響，發電機極容易出現電暈現象，并且低壓下，發電設備連接處密封墊的密封效果也受影響，因為低壓下密封墊的密封強度不夠，會發生漏氣，漏液現象，發電設備的外部絕緣性也會降低，使發電設備導電性能發生變化，并且不易控制[2]，最終會影響發電設備電能的儲運和工作人員的安全問題。

1.4 強風對風力發電電氣設備工作性能的影響

雖然是風力發電設備，但并不是風越大就越好，因為風力發電設備對風速也是有要求的，過強的大風不但不會促進風力發電設備的產能效率反而會損壞風力發電設備的工作性能。因為風力太大可能會損壞葉片使葉片變形，導致葉片不能正常旋轉，甚至折斷葉片，如果風力足夠強的話很有可能吹毀整個發電機組，造成發電設備大面積倒塌，這將從根本上損壞發電設備，也會給我國電力企業造成嚴重的經濟損失。

1.5 雷電對風力發電電氣設備工作性能的影響

隨著我國風力發電項目的不斷擴建和成熟，我國風力發電的旋轉葉片也是越建越大，但是在高海拔地區由于地域比較偏僻，發電設備的風車有比較高大，在雷雨天氣中很容易受到雷擊，雷擊會損壞風力發電設備的發電元件，使發電設備不能正常的進行發電工作，如果雷擊引起連電那將會更嚴重，雷電可能會擊穿相關聯的發電元件，這將嚴重破壞發電設備，而且發電元件被擊穿后就算是修復了也不能長期使用，所以雷電對于發電設備性能的影響也是非常嚴重的。

2 高海拔地區發電電氣設備選擇及設計要求的闡述

要想使發電設備在高海拔地區發揮更好的工作性能，就要克服高海拔地區氣候特征對發電電氣設備的影響，對高海拔地區個環境因素進行了解也對發電設備發生故障的季節進行研究考慮，以期更好地設計發電設備的工作性能，保障發電設備在不同環境下穩定的工作。所以在進行發電設備設計時要著重考慮高海拔地區各種氣候條件的影響。

（1）針對高海拔地區發電設備首先要有較好的抗溫度變化的能力。在高海拔地區，因為溫度變化對于風力發電設備的影響較大，所以在進行發電設備設計時要考慮到溫度升高或降低對設備的影響，在設備的修建過程中要建立較好的設備散熱設施，以保障高海拔地區溫度升高影響發電設備的工作性能和使用壽命的長短；變電設備的表面的材料盡量采取合成的抗寒材料，避免低溫下，設備表面材料的皺縮，影響設備的工作性能。（2）針對高海拔地區高濕度低氣壓的環境條件，在發電設備設計時要充分考慮設備間連接處的密封性以及濕度對發電設備的腐蝕作用。因為高海拔地區空氣密度較小，壓強較小，如果采取常規的密封圈必定不行，所以針對低壓的環境下應該對密封圈嚴格的設計要求，加強密封性，減少濕度和凝露對發電設備的腐蝕，同時也降低了雨水季節雨水的沖灌，除了加強對密封圈的設計要求外，也要對發電設備進行除濕防潮措施的改進[3]，當發電設備受潮時為避免發電設備的鋼鐵材料的元件腐蝕，發電設備中要安裝除濕防潮設施，及時將潮氣排除，保護發電設備的工作性能。（3）由于發電設備多數建在高海拔空曠的地區，所以發電設備的防雷電設施一定要做到位。雷電對發電設備的損失多數情況下是不可逆轉的破壞，而且發生雷電時不僅損壞一個元器件，多數情況下是損壞整個發電系統，所以要在發電設備上安裝避雷裝置，尤其是高大的風車上面，要安裝避雷設施和導電設施，以避免雷電的破壞。

3 結束語

通過以上對高海拔氣候特征對風力發電設備工作性能的影響分析以及高海拔氣候風力發電設備的選擇和設計要求的闡述可以知道，風力發電電氣設備工作性能的好壞和當地環境氣候有很大的影響，所以解決好高海拔氣候對風力發電電氣設備的影響問題對于我國能源領域的穩定快速發展有極大的推動作用，我們要盡快解決這個問題完善風力發電設備的設計，滿足高海拔氣候特征的要求。

參考文獻

[1]陳雯.我國風力發電的現狀與展望[J].應用能源技術，2010（8）：49-51.

[2]白樹華，盧繼平.西藏高原的氣候環境對風力發電的影響分析[J].電力建設，2006，27（11）：37-40.

[3]王志新，張華強.風力發電及其控制技術新進展[J].低壓電器，2009（19）：2-9.