基于风电机组运行数据分析及优化运行管理研究论文_南远远

(大唐靖边新能源有限公司 陕西榆林 718500)

摘要:通过对风机运行数据分析,发现同风场、同线路单台风机发电量均有所偏差,提取偏差较大的机组进行深入分析,以单台风机日风速、日发电量为切入点,评定风速平均值、电量平均值,结合风机安装机位地理特性,查找设备发电量偏差原因,总结分析风机在生产运行、工程建设、前期微观选址中存在的问题,对生产阶段可解决的问题提出整改措施,同时为后期工程项目风机微观选址工作提供指导意见。

关键词:运行数据;运行管理;分析

一、研究内容

(一)风机运行数据分析点

风机运行数据分析点主要指风机在日常运行过程中各个主要部位测量、监视点,其主要包含温度、振动信息、转速、压力、角度等内容,具体来说为,变频系统环境温度、冷却水温、控制系统柜体内温度、风机机舱内环境温度、液压系统压力、变桨系统柜体温度、机舱振动数据等,通过以上内容记录的机组运行数据,可提前发现机组在运行过中存在的检修维护漏洞,提前编制检修工作计划,预防机组停机时间的发生。

(二)风机风速—发电量曲线分析

1.风功率分析

(1)从风力发电伦理角度出发

风力发电能量计算公式:W=ρAV3

ρ为空气密度;A为风轮扫掠面积;V为平均风速;

由此可看出,风力发电机组吸收的风功率,在空气密度、风轮扫掠面(叶片长度)一定的情况下,风功率与风速称幂指数关系,风速越大,能量越多。

通常情况下,风力发电机组吸收风能会存在一部分能量损坏,将损耗的能量与总能量之比,定为风能利用系数,通过风能利用系数的这间核算,可以得出,风机在某风速情况下的发电量情况。

如假设,当前平均风速V为10m/s,风轮直径D为100米,空气密度ρ为1.2kg/m2,风能利用系数K=0.45,可以储备得出风机当前出力情况:

P=KρAV3

(2)风速—功率分析

本次研究分析采用2个风电场1.5MW型风力发电量运行数据作为基本数据,通过连续一年的数据进行深入分析。

1)A风电场2018年5月发电量770.7万千瓦时,平均风速5.63m/s,通过对全场33台风机单台发电量的统计,总结排名靠后的5台风机,如下所示:

由此可以看出A风电场7、20号风机发电量与其风速存在风速与发电量曲线不一致偏差大问题。

2)B风电场2018年5月发电量797.44万千瓦时,平均风速5.59m/s,通过对全场33台风机单台发电量的统计,总结排名靠后的5台风机,如下所示:

由此可以看出B风电场7号风机发电量与其风速存在风速与发电量曲线不一致偏差大问题。

总结分析:A、B两个风电场均存在不同程度的发电量与风速曲线一致性偏差大问题。

3)结合上述A、B两个风电场风速与发电量曲线关系,进行一步分析,该两个风电场在风机日常运行维护中是否存在维护工作不到位问题

通过对A、B两个风电场风机可利用率数据统计与分析,进一步分析风速与发电量曲线一致性偏差原因。

A风电场2018年5月风机可利用排名(后5台)

B风电场2018年5月风机可利用排名(后5台)

通过上述A、B两个风电场排名后五台风机风机可利用率与发电量、风速对比分析,可以看出,A风电场发电量与风速曲线一致性问题与风机可利用率无关;B风电场发电量与风速曲线一致性问题与风机可利用率存在一定关联,如B风电场7号风机可利用率、发电量均处于该风电排名靠后位置,由此可见,该风电场7号风机存在检修维护管理不到位问题,一定程度上影响了风机的出力情况。

4)同线路风机发电量分析

A风场2018年5月单机平均发电量23.35万千瓦时,单机发电量低于平均发电量80%的风机共6台,分别为一下机组:

35kVIB段线路5、6、7、8、9号风机;

35kVIC段线路20号风机;

B风场2018年5月单机平均发电量24.16万千瓦时,单机发电量低于平均发电量80%的风机共7台,分别为一下机组:

35kVIB段线路17、18、25号风机;

35kVIC段线路24、29、31、32号风机;

由此可见,在风力发电场中,风机在处于同一条集电线路的情况下,发电量也会存在差异,按照上述风机编号,可进行现场实际观察,同线路排名靠后的是机组所处机位,均处于地面粗糙度较大、沟壑边缘、侧面存在遮挡等情况,据此可为后期风电项目建设微观选址工作提供一定的选址建议,细化微观选址工作,为生产阶段奠定坚实的基础。

二、发电量横向分析

A、B两个风电场均安装33台1.5MW风力发电机组,通过A、B两个风电场发电量与风速情况对比分析,可以得出,在排除电网弃风的情况外,B风电场在风速低于A风电场的情况下,B风电场发电量高于A风电场,可以得出,B风电场安装的风机发电能力要高于A风电场安装的风机发电能力,进一步可以得出一个结论:风电项目在机型选择阶段,风机生产厂家的原则尤为重要,直接影响着风电场后期总体的发电量和经济效益。

三、可行性整改措施

1、针对全场风机发电量排名与风速排名不一致的风机,排查AGC自动限功率原因,目视检查风机机舱位置,若存在机舱位置与风向偏差问题,应及时调整风速风向仪。2、针对全场风机可利用率低的风机,应进行近期3个月或更是周期的故障停机、计划检修停机统计,综合分析该台风机的设备运行状况,编制相应的可行性处理措施。3、结合风机计划检修性工作负责人的安排,开展交流座谈,总结经验,在规定的定期维护项目外,针对不同机组的运行情况,增加相应的检修维护项目。4、通过巡视检查,对机舱与风向不一致的风机进行风向校零工作。

四、后期工程项目建设建议

1、在前期微观选址阶段,应对已投运的风电场开展调研,勘察已运行的风机在生产阶段发电量出力情况。2、优化风机微观选址机位,与设计院、风机厂家讨论,结合已投运风机发电量出力情况优化风机选址机位。

五、结束语

1、本次选取的A、B两个风电场66台风机运行数据,只作为某一地区、某种品牌机组的发电能力。2、在AGC自动限电的情况,存在部分出力指标分别差异性问题,部分风机数据存在一定的偏差。

论文作者:南远远

论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期

论文发表时间:2019/1/16

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