整理 |陳玥
在役風(fēng)電機組技改優(yōu)化及效果評價:用標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范技改
整理 |陳玥
經(jīng)過多年的發(fā)展,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)不僅實現(xiàn)了規(guī)?;母咚贁U張,技術(shù)水平也有了長足進(jìn)步,機組的發(fā)電效率和可靠性等性能得到大幅提升。但因為種種原因,尤其是由于早期的技術(shù)還不夠成熟,導(dǎo)致機組在運行過程中仍然會出現(xiàn)一些問題,影響到發(fā)電量,技改優(yōu)化則成為在機組投運后進(jìn)一步提升其性能表現(xiàn),挖掘發(fā)電潛力的最重要手段之一。就目前的市場情況來看,技改過程中還存在技改主體的實力參差不齊、部分技改過于隨意、效果評估標(biāo)準(zhǔn)缺失等問題。針對這些問題,在10月21日由大唐新能源試驗研究院副院長辛克鋒主持的“在役風(fēng)電機組技改優(yōu)化及效果評價”論壇上,參會代表以演講的形式根據(jù)各自的實踐對技改增效的市場需求、經(jīng)濟(jì)性以及措施等業(yè)界關(guān)心的話題進(jìn)行了交流。
隨著機組智能化的發(fā)展,風(fēng)電場的控制系統(tǒng)要根據(jù)風(fēng)電場定制化的情況、客戶的需求以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能資源情況做出調(diào)整,這些功能在不同風(fēng)電場中會有不同的應(yīng)用,主要分為以下三個部分:一是對整個風(fēng)電場內(nèi)機組的校正控制,包括最大功率自校正、功率閉環(huán)等;二是在機組壽命控制方面,如何能在不同的風(fēng)能資源條件下,利用柔性調(diào)節(jié)讓同樣的機組出力保持相同,從而使其使用壽命都達(dá)到設(shè)計壽命;三是對機組功率以及單機轉(zhuǎn)速進(jìn)行定制化控制。
從設(shè)備制造者和運營商的角度來說,大家可以把機組出現(xiàn)的各類問題進(jìn)行信息共享,分析原因并找到解決問題的措施。針對齒輪箱、發(fā)電機等大部件設(shè)計服役期限是20年,為什么有些機組零部件過了質(zhì)保期就出現(xiàn)問題?我們應(yīng)該探討是部件的工藝問題還是設(shè)計的精準(zhǔn)性造成的。另外,從風(fēng)電場選址來看,選址不同,機組的發(fā)電量、葉片的掃風(fēng)面積也會不同,追求機組的高可利用率需要從風(fēng)電場整體進(jìn)行優(yōu)化,而不是追求單一機組的最優(yōu)角度進(jìn)行考慮。
風(fēng)電場的改造主要通過利用新的技術(shù)替換掉成本過高的技術(shù),而且早期的風(fēng)電場由于布局比較松散,仍有空間可以開發(fā)利用。對于單個機組來說有很多提升的手段,如增加塔筒高度來捕捉更好的風(fēng)能,減少湍流進(jìn)而提高整個風(fēng)電場風(fēng)電機組的發(fā)電量。另外,在選擇技改評價方法時,需要結(jié)合風(fēng)電場的具體條件和特性進(jìn)行選擇;在評價技改效果時,應(yīng)該先確定評價方案,再對風(fēng)電場進(jìn)行技改。另外,技改后還需要對機組的安全性進(jìn)行評估。
如何能讓整個風(fēng)電場的運行狀況得到良好改善?一個非常重要的問題是風(fēng)電場各個風(fēng)電機組的發(fā)電量和運行效率是有區(qū)別的,而找到這個差別的原因比較困難,因此必須對機組進(jìn)行系統(tǒng)性的分析,找到最好的解決辦法。針對如何評估機組優(yōu)化的問題,我認(rèn)為這需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來評價機組性能的優(yōu)劣及優(yōu)化的程度。
風(fēng)電場提質(zhì)增效的本質(zhì)是要降低風(fēng)電場故障率,提升風(fēng)電設(shè)備的可靠性。要做好提質(zhì)增效,首先要做的是對風(fēng)電場進(jìn)行綜合評估,找出影響風(fēng)電場風(fēng)電機組發(fā)電量的原因。提到技改,我希望風(fēng)電從業(yè)者應(yīng)該將精力放在研發(fā)上,減少技改所帶來的新的投入,風(fēng)電場技改是一項復(fù)雜的工程,所有的技改工作都必須進(jìn)行評估和細(xì)致的核算,有針對性地進(jìn)行優(yōu)化技改,其中方案驗證是必不可少的重要環(huán)節(jié)。
在棄風(fēng)限電如此嚴(yán)重的情況下,提高機組性能是否還有必要?我認(rèn)為在限電的情況下要考察限電的策略是不是合理科學(xué),在沒有限電的情況下,是否能夠有效地利用這段時間來發(fā)電,盡可能多地提高效益變得格外重要,因此,當(dāng)前開展機組性能提升非常必要。而通過一體化控制手段設(shè)計的風(fēng)電場,可以通過個性化和定制化的方式對控制系統(tǒng)進(jìn)行升級,在風(fēng)電場建設(shè)過程中,所有的機組采用相同的控制策略和控制手段,這也是優(yōu)化的空間。
電網(wǎng)為了負(fù)荷穩(wěn)定要重新建立風(fēng)電場外部輸出的負(fù)載匹配,但是孤島負(fù)載頻率會導(dǎo)致重合的失敗,風(fēng)電場會因為重合失敗,長時間無法并網(wǎng)造成重大損失。因此,利用孤島穿越進(jìn)行穩(wěn)壓和保護(hù)是必要的。為了避免穿越過程中出現(xiàn)沖擊和過壓的現(xiàn)象,需要提供新的孤島檢測模型,同時根據(jù)電壓和頻率的關(guān)系提出功率與電流負(fù)載不匹配的研究方向,進(jìn)而提高檢測的穩(wěn)定性、快速性。再通過對電網(wǎng)進(jìn)行友好性設(shè)計,利用智能化理念,使機組具備感知能力。