摘要：在本研究中，通过利用回归分析最小2乘法的方式，能够从大量的统计数据中找到100MW机组发电量以及厂用电率在发电量为100MW和75MW之间，按照这两者之间的关系，通过数学计算能够让工作人员依据预报负荷曲线进行相应的风电场综合厂用电率，便于有效控制厂用电消耗，通过多种途径能够为风电场节约厂用电提供宏观指导。
关键词：风电场；综合；厂用电率；发电量；关系；研究
风电场主要是由升压站内设备，箱变，架空线风力发电机组等共同构成的，从其负载情况上来看风电场厂用电有功损耗主要有变压器，送电线路现损，站用变用电，风力发电机组自用等。在日常生产过程中，我们通常对于发电量和厂用电率之间的关系有一定认识，比如当发电量无限接近于发电机额定出力时，此时常用电率低，然而这两者之间是否存在必然的数学关系，能否采用数学表达公式进行关系描述。对于风电场生产来说起着十分重要的作用。根据有关研究厂用电率等于厂用电量除以发电量的百分比，然而厂用电量和发电量是时刻变化的，因此从一定程度上来看，厂用电率和发电量之间的关系量不确定，或者说并不是呈现某一函数关系，而是一种相关关系，这种关系可以利用数学回归分析的方式进行确定，比如在平面直角坐标系中我们可以假设发电量为x轴，厂用电率为y轴，对于2018年8月，9月，10月，11月，12月，这五个月共计1000个数据进行描绘，使我们可以发现这些散点主要围绕假象曲线进行分布，如果假设这些散点为连续性的，我们可以利用函数关系进行模拟机，将其称为回归方程，那么如何进一步确定这一韩硕这些散点附近可做无穷条曲线，必然存在一条接近这些点的分布规律的曲线。采用的方法为最小2乘法，能够将数据代入线性回归，乘幂回归，指数回归三种函数中，进而能够求出各个回归曲线程度好坏的标准差指标，根据这一标准差来判断哪一条曲线最为合适。
1关系说明
在具体计算过程中所使用的数据包含低于700mw负荷和140MW的数据，然而由于实际符合低于上述值，机组在运行过程中风力发电机不稳定，因此厂用电系统处于一种非常状态，对于正常条件下分析不具有价值。在运送过程中可以由程序自行剔除，由于双机在运行过程中常用电是平均值，无法与单机混合运行，因此需要分别计算，具体来看发电量单位为千瓦小时，在计算过程中换算为单位时间的负荷量，其单位为MW。由于发电量是指每班之和，可折算为符合为每班平均负荷。
2回归性分析
首先，在线性回归方程中根据最小2乘法的方式，线性回归函数关系式如下，
其中a和b可分别用下列公式进行表达。
进而我们可以得到两个线性方程组，如下所示。
而对于指数回归方程来说，其表达式存在以下公式。
我们将公式两边取对数，则存在下列公式
将这一公式代入线性回归方程中可得到a和b的公式，如下，
最终获得两个回归方程。对于从回归方程来说，其存在的表达公式如下，
通过与指数回归进行同等代换，将其带入线性回归方程中可得到a和b的公式，如下，
最终可得到两个回归方程，分别如下所示。
3结果分析
通过对上述三种回归方程分析对标准差进行观察，从单机和双机情况上来看，线性回归方程的标准差相对较小，因此可以选择线性方程的方式进行分析，为能够简便计算可将方程同时乘以100，将a系数除以10，进而直接输入预报负荷便能够获得百分率，比如对于某班预报负荷为85MW，其厂用电率为10.9或者对于某班平均预报负荷为175MW，此时成相应的厂用电率为9.75。通过这一计算我们可以发现该方法从一定程度上来看是一种数值插值的方式。在具体使用时需要注意，经过一段时间之后用新数据进行上述操作，通过判别标准差选择合适的回归方程，我们使用得方法是用上年枯期和汛期数据，求出方程对应值到本年度工作，这样能够区分两个不同时期数据相对偏差不大，能够进行准确预测，从使用至今不断收缩预期值的同时，可通过多种方式进行长用电的节约措施强化厂用电考核，为风电场将好起到积极作用。
4对风电场综合厂用电率和发电量关系的思考
通过分析厂用电率与发电量之间的线性关系，可用于指导风电场降低能耗，具体来看首先在减少损耗方面，我们可以分析变压器损耗变压器，并不是在处于额定负荷状态时运行最经济。当铁损与铜损相等时，此时运行最经济能够获得最大化效益。具体来看，变压器不平衡度越大时，此时其相应的损耗也会相应增加，因此通常要求变压器低压侧电流不平衡度应当控制在10%的范围内，第一压干线以及支线电流不平衡应当控制在20%的范围内。国家某风电场风力发电机组内部很多设备采用的电源为220V，分别取自内部压干三相，如果负载不均匀可能会导致出现电流不平衡的问题，进一步增加损耗问题。提高功率和降低变压器运行温度可进一步提高运行的经济性效果，变压器铜损铁损会随便压而发生变化，电压升高时，此时相应的铁损也会增加，电压降低时铜粉会增加，变压器铁损在负载和空载状态时，通常误差会控制在5%的范围内，进而能够满足电网电压的前提下，优化选择变压器档位，使其维持在高电压状态，降低耗损，提高变压器的运行效率。
输电线路损耗。相对变压器铜损来说随着变压的降低线路损耗会相应增加，同时线路损耗也是与电流成正比的，在一定条件下可通过电压提高的方式进一步降低线路损耗问题。
减少风力发电机组自用电。风机内部用电设备主要设计偏航电机，变桨电机，齿轮箱油泵，加热装置，变流器等，需要结合现场实际情况进行参数优化，尽可能缩短设备的运行时间和启停次数，进而能够减少风机的自用耗电。具体来看，可以根据运行环境温度来设置加热装置，冷却装置的启停以及运行情况，在冬季是由于外界环境温度较低，为确保风机可实现正常运行，必要时还需要加入加热器，进而能够确保环境温度满足设备的实际运行条件，由于风机在运行时发电机和齿轮箱会产生热量，这些热量产生于机舱内部，可从一定程度上缩短装置的运行时间和启停次数。比如我们可以按照下列参数进行设置。
其次，修改偏航系统参数，尽可能减少偏航电机的启停次数和运行时间，偏航系统主要是对风荷解缆，对风角度越小时此时风的转化率越高，处于高风速状态下，风机可达到额定负荷，风机转入浆距控制方式，此时对风角度偏差大些，可减少偏航电机的启停次数，甚至不会影响其正常的发电量，可实现减小自用电的目的，只需要适当调高对风角度，将其由15度改为20度左右，进而能够减少偏航电机的启停次数。风机出现故障，需要相处过程中是在机舱中完成的灯杆照明，只需要在下塔登塔检查时才使用当前风电场，塔筒照明是由塔底照明空开控制的，如果工作人员在机舱工作时在工作过程中塔筒照明是无意义的，甚至还会增加自用电的消耗，因此可以将风机塔筒照明改为声控方式，尽可能减少自用电损耗。可修改风机切入风速，机组无法达到并网条件时即便启动机组也无法实现并网，不仅会增加机组的磨损，同时会吸收电能，适当调整启动风速可以减少其启动频率，降低自用电。目前国内风电场设计切入风速为每秒三米，这一风速也是多家厂家根据空气密度来设计的，根据全年风速数据统计，该风电场风机平均切入风速为每秒3.9米，因此可以将其切入风速改为每秒3.9米，以尽可能降低风机的自用电。减少占用变用电，对于站用变用电量来说调整范围较小，如果及时关灯有效控制电采暖，水加热器，尽可能减少空调运行时间和一些大功率电器的使用，做好这些节能降耗措施之后，也能够从整体上降低综合用电量。
小结
总而言之，本研究主要针对风电场综合厂用电率和发电量关系进行研究，采用线性回归方程进行分析，并由此提出降低风电场综合厂用电率的有效措施。
参考文献
[1]孙星. 风电场综合厂用电率偏高原因分析及处理[J]. 内蒙古科技与经济, 2017(13).
[2]吕连新, 陈宇, 蒋勇. 水电厂降低综合厂用电率的措施和成效[J]. 水电站机电技术, 2017(11):62-65.
[3]熊晨含, 鲍滨寿. 百万机组厂用率与综合厂用电率“偏差”原因分析[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2018, 270(24):15.
论文作者:孙文霞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/14
标签：发电量论文; 方程论文; 风电场论文; 关系论文; 风机论文; 变压器论文; 风速论文; 《电力设备》2019年第11期论文;