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运达风电傅凌焜:低效机组增容提效技术研究与应用

北极星风力发电网  来源:能见    2017/10/20 10:40:41  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2017年10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京隆重召开。在中国国际展览中心(新馆)“在役风电机组技改提效”专场,浙江运达风电股份有限公司综合评估中心主任傅凌焜(博士)就低效机组增容提效技术研究与应用发表主旨演讲。

以下为演讲内容:

傅凌焜:非常感谢我们主办方邀请我们过来做技术交流,特别感谢有这么好一个机会可以向风电界的同仁,向我的前辈们学习啊,我叫傅凌焜,是运达风电负责我们在役机组综合评估、后续技改方案的设计还有我们的考核,我们来自美丽的西湖,欢迎大家来到我们运达指导工作。

我今天报告主要就是说讲一下4块内容,第一块就是基于我们低效基础,还有低效风场综合评估,基于这个结果我们设计技术性的一些考核的一些系统和自动化系统,我会介绍一下。第三块是我们整个考核之后我们会有一些技改方案的设计,还有我们标杆机位的选取,最后一部分我会讲一下我们有两个很成功的一个技改案例,第一部分就是我们低效机组性能评估,我在运达负责在役机组综合评估这个方向,我们团队有6位同事,我们建立风电场评估体系是运行状态评估、发电量评估、场址的评估,最终的目的为了设计我们提效的方案,提升业主的经济效益,我们涉及的评估体系非常细化的KPR指标,当然不仅限于PPT上面展示的,我们还有更多的指标,我们自己设计的一些指标。

这里我们常用的会有一些我们电量一些分析还有时间可利用率,能量可利用率的分析,还有结合前期的风资源还有机组运行以后风资源,微观选址校核做一些技改,第四块我们侧重于用大数据中心低成本的方式,对我们运行机组、运行风场进行综合性能的评估,还有我们比较关键我们整机,包括我们关键部件像(英文)等等可靠性的一些分析,使我们时间可利用率,人、物、料综合考虑降低我们运维成本,节省我们的效率。这里讲两个案例。

第一个我们运达自己风场,我们在全球有150个风场技术,5000多台,我们综合评估我们主要跟踪的半年一年的评估和分析,这边讲一个案例,大家都是非常熟悉,因为我们每个风场里面总会有两三台的机组性能不是很好,这是在潘阳的一个风场,其实非常大这个风场,因为它年有2000多小时呢,NTF有3400多个小时,是非常厉害,但是还是发现有6台机组处理性能跟其他的比不是特别好,第二个我们在云贵那边有两个风场,整体发电量不是很高,机组是我们运达的,出力性能非常好,因为前期风资源勘测没有做到位,我们整场效率不是很高,差不多1200小时以下,因为它平均风速是4.8米左右的,所以是希望业主要求我们在控制系统这方面,包括我这边要介绍的除冰这方面能够进行一些效率提升,这边也是我们评估的结果,这两个风场它每年有4个月因为冰冻,覆冰和冻雨的情况,我们损失的发电量是非常严重的,所以这个是整场低效一个挖掘,我们要技术上面进行一些改善。

下面我会简单介绍一下我们团队提效8个方案,我主要分为四大块,第一就是我们用CFD这种技术手段还有激光雷达,我们从微观选址这个校核,希望通过增高塔架和增大扫风面积这种方式,第二大类我们前面介绍过改气动特性,包括叶根加长,加长小叶尖,改小叶尖这个形状,涡流发生器改成特性。

第三块是我们运达自己控制非常好,我们自己擅长的领域,就是我们控制系统的一个优化,主要包括提前变桨一些技术,大风切出技术,还有扇区管理并且做偏航优化,最后我们创新一些技术,比如说雷达做一些前馈控制,来降低我们的载荷,然后还有就是我们等一下会介绍除冰系统,用大数据方式远程进行我们时时跟踪监控挖掘,把问题找出来改正,这样效率就高了嘛。

下面我快速的过一下我们8个子方案,微观选址我们是希望用这种无人机这种方式来做,微观地形的勘测,能够改改机组下面一些植被一些小山坡的情况,包括在宁波和永安我们确实发现了两台机组,它是因为在山脊里面,这个性能不是很好,所以我们希望结合CFD方式创新的方式,包括按照我们两台机组准备装激光雷达,进行更加详细的描绘提升整合效率。

第二个我们是改机动特性,这边列了两个比较低成本的方式,第一个是物流发生器,就是有效增加最大的失速,提升效率,还有我们在改小叶尖,小叶尖形状大家都非常熟就是两种方式,一个是模仿空客A380那种方式,还有一个是小叶的弯起,还是增加我们的气动的效率。

第三个子方案,我们自己在做这一块工作,已经开始批量化应用了,我们进行偏航的优化,我们在我们的样机里面处理性能能够提升,就是说一个点以上。

第四个子方案是我们想改一些控制参数的设置,这里面有一个例子就是我们设计超大风的控制技术,把最大切出风速从原先的20米现在我们能够做到,能够增大到23到25米,这是我们大风控制模式,在高风的这种情况下,我们这个年发电量可以达到1到3个点。

第五个子方案是现在我们这边在做的一块工作,就是是海盐的那个工厂,18台机组,我们想找出来从风向这个维度我们进行一些降维,找出来有哪些风向,我们找出来300度左右的方向,差不多50度区间会有什么样的规律,载荷特别大,发电量特别小,性能不是很好,所以我们想找出来通过我们独立变桨的方式,把这一块风向区间进行优化来提升我们整体的效率。

第六个子方案我们用在技改项目,2MW超高原机组热平衡设计,在伊朗项目里面用到这个,我们机舱里面热平衡分析,并且进行优化,主要是冷却系统重新设置,这是为了提升我们在极端温度情况下稳定运行能力,这样的话夏天高温情况会小一点,时间可利用率就提升了。

第七个子方案低温,这是我们自己提的除冰的系统,我们在通过已经在贵州水城应用超过一年了,这个除冰前后的效果非常明显,我们通过热平衡分析,里面温度15度以上,并且我们分析就是说,用制造系统以后可以把因为冰冻引起发电量损失可以恢复到80%到90%,把大数据做进去,对于冰冻的一些情况进行一个远程的一些监控和预警,成本就比较低的。

第八个的子方案,我们希望用大数据的方式改善我们的控制参数的设计,包括最优桨距角控制技术,还有KOPD这个参数最优跟踪,左下角那张图是我们最新的一个进展,我们是用数据的方式相当于对我们这个室外温度传感器进行一个远程误差的校准,不用等着我们运维人员定期跑到我们机组巡检的时候才会发现,我们远程就可以把这个温度计发生了故障能够找出来,整体温度分布是偏移的跟其他的规律不一样,特意找出来。

还有我们开展的一部分工作,就是在三北地区我们想做一些尾流的工程,提升产业效率,这边列完8个子方案,我们其实还有一些方案由于不成熟没有放上来,我们以后可以再交流,这些方案我们都涉及到跟业主有一个考核,考核里面最主要是我们标杆机位的选取,你来考核技改完之后的效果,效率提升到底有过高,我们这边标杆机位选取还有考试方法其实是打包在一起的,你要根据那个风场要定制的这些方案,我们厂长我们的业主他们会提要求,等一下会介绍,我们陈总7月份在蒙东一起开过会了,我也提了东西。

第一组是我们时域的纵向比啊,就是技改完以后,这个机组跟以前得自己比看看提升有多少,地理位置相近,跟邻居之间比,还有左下角这个全场平均,什么意思呢,就是全场里面挑性能也好或者说丰富或者发电量最平均的若干台机组能够代表全场,把它们挑出来作为一个标杆机位,田忌赛马是什么意思呢,举个例子,我们有100台机组,我们要技改了,先挑3台作为标杆怎么挑呢,把它的处理性能进行排序,每一档里面挑出中间那台机子作为全场平均代表,是这么一个意思。

下面标杆机位选取,定制化我举4个案例,这是海盐的风场,一边是陆地一边是海边,我们要改红色两台有问题,然后我们就挑它们的邻居,因为我们确实发现通过我们的分析还有风况历史数据的调查,他们跟邻居相互之间相似度是最大的,所以它们很有代表性,右上角是蒙东我们一个不同颜色是代表了不同的线路,所以比如说红色代表一个线路,我里面挑出一台,7台机组在地理分布上面要做到最均匀,因为还要考虑风况情况,还有我们山东寿光,我们是根据性能进行了一个排序,也考虑地域的分布,因为要考虑主风向情况,所以我们挑出了5台,等一下我作为案例会详细介绍一下,还有一个蒙西,那边限电特别多,所以你挑出来到时候一限电如何考虑怎么办,所以我们就提供了一个方案,就挑出了4台并且就找它邻居那几台你们一起考核,这样我上面有限电任务下来我们可以去做限电,用颜色标记就是不能限电,这样才能保证我们的考核更加客观和科学。

我们运达在已经开发了自己的有一个综合评估系统,并且我们有响应后续做大数据方案设计,这个系统里面会做一些我们运行的评估报表,自动化生成,可视化的一些展示,还有就是我们能量损失的一些分析,是什么原因造成的,还有发电量报表,这个系统是希望更快速更美观的方式向我们业主,向我们同事展示这些风场到底出了什么问题。

这是我们的整个系统一个雏形,这边提了高电压穿越还有低电压穿越,还有我们时间可利用率的一个分析,这个系统里面这是第一部分是非常详细的评估指标,包括时间可利用率,还有NTBF,我们是按年度按年按半年,是非常详细的,中间那张图这是宁波的一个风场,还有我们要抓出来能量损失是什么原因,是右下角的图,是因为我们的运维没有跟上,还是因为我们确实设计有问题,可能因为业主的原因都要在图上展示,我们未来是找问题后面才能提方案,这个是右下角我们大数据的方式来做偏航优化在这个系统里面,我们还有大数据的其他方式,独立边角都会放进去。

最后我过一遍我们比较成功的技改成功案例,第一个是我们在云南大理大风坝,我们2015年开始完成技改的,技改前业主给我们提要求,我们要设计多套方案,最具代表性的两套方案是右下角那个图,第一个是加长叶根0.65米,第二个是换整个桨叶,这个要算投入产出这个率,我们最后核算下来是加长叶根0.65米这种方案,你收回这个成本静态回收年是3.62年,所以这种方案是最优的,所以我们在叶根上面做了一个处理和优化,这个改完以后我们提升性能是非常好的,我们调了13号和15号两台机组,它技改前跟之后自己比,还有它跟邻居都比了一下,我们发现三个月的数据,它的提升数据有12个点以上,业主很满意。

第二个我们在案例是在山东寿光,是华能机组,我们那边改了100多台,我们对这些主控进行优化,软件和硬件的一些升级,把这种给降下来,然后整体我们运达技术进入以后我们故障下降了85%,现在运行是非常好的,这是我们的一个整个做综合评估还有技改方案设计和考核的整个团队,我们有方案的设计,性能的评估,大数据分析可靠性的分析,主要是做这三块工作,感谢大家的时间,谢谢。

(发言为现场速记整理,未经本人审核)、

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