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发电量提升5%!是什么让服役10年的老牌风场焕发活力?

北极星风力发电网  来源:北极星风力发电网    2018/9/11 8:56:48  我要投稿  

北极星风力发电网讯:截至2017年底,我国风电累计装机已达188GW,据国家规划,2020年全国风电最低累计装机目标210GW,随着风电规模不断扩大,风电机组装机台数越来越多,一系列问题也尾随而至。我国风电行业发展至今已有二十余年,在行业快速发展的同时,一些老牌风电场风电设备磨损、老化从而导致发电量下降。

而这部分老牌风电场大多都位于风能资源丰富、弃风限电较少的地区。如今,随着风电机组设备老化、发电能力逐步减退,最直接的影响就是风电业主收益下降。正如金风科技董事长武钢先生所言:“风电是一个长跑项目。”它的投资回报期长达20年到25年。针对已经服役10年及以上的老牌风机,如何在安全、经济的前提下,提升发电量,是一门“技术活”。

专业“技术活”,深度挖掘机组发电潜能

作为国内最早研究发电量提升的企业,金风科技拥有多年的技术及现场经验积累,并已取得多项相关技术专利。从2010年至今,金风发电量提升解决方案已服务40多个风电场,超过1000台机组的发电能力得到显著改善。

金风科技发电量提升解决方案通过特定现场的运行参数调整、能巢场群控制系统的架设(控制策略优化),结合空气动力学仿真对叶片翼型的补偿优化,在安全的前提下,持续技术创新,尽可能地挖掘已运行机组的发电潜能,发电量提升最高可达5%。

功率曲线全周期最优,挖掘最大发电潜能。图为金风风电场发电量提升解决方案及其在功率曲线的不同阶段对发电量的影响

定制化方案,助力风场发电量提升,最大化业主收益

金风科技针对每个风电场、每台机组进行全面的适用性分析,由国际一流的风电工程师使用专业软件工具,对风电场发电潜能进行细致的仿真分析,充分挖掘每台风电机组的全部发电潜能,提供定制化的发电量提升综合解决方案,明确方案对风电场的影响、成本核算以及预期的年发电量提升效果,确保最大化风电场收益。

金风科技拥有国际一流的技术能力,收购了国际顶尖的德国BestBlades公司,该公司曾为波音、空客等知名公司提供机翼翼型优化设计服务,在风电领域,按照严苛的航空级技术标准,设计适合风电机组的叶片气动性能优化方案。

凭借遍布全国的服务网络和资源,金风科技会委派专属技术工程师或许可的承包商进行现场安装、调试和维保服务。同时,针对部分发电量提升项目提供全面的金融服务解决方案。

叶根延长方案,助力老牌风场年发电量提升5.7%

内蒙古赤峰市克什克腾旗南部某风电场,拥有丰富风能资源,且弃风限电较少,装有132台S48/750失速型机组,由于服役将近十年,随着机组设备的老化,发电能力有所减退,但距离风电机组退役仅过半数,风电场业主期望在剩余的寿命周期内,能够做发电量提升技改,做二次投资,提升风电场的投资回报率。

金风科技工程师对该风电场的机组特性和运行数据进行了深入分析:

机组特性分析:定桨距机组的结构设计,决定了控制策略优化方式的提升空间不大。另一方面,失速型机组叶片的大部分工作时间处于失速状态,改善叶片气动性能的方式是发电量提升的最佳选择;

运行数据分析:该项目机组的满发风速较大,低风速区的功率曲线偏低,部分机组不能满发,发电效率较低。通过机组叶根延长技术,可增加扫风面积、提升叶片捕风性能。

基于以上分析,金风科技工程师设计了叶根延长的发电量提升方案,叶片半径延长0.6米,理论年发电量提升可达4%-5%。2017年8月至2018年7月,分批次对其中100台机组进行了叶根延长改造。

通过对第一批次改造的18台机组进行评估,平均每台机组年发电量提升5.7%,其中两台机组优化前后实测功率曲线的对比情况,如下图所示。按照平均提升5.7%估算,该风电场的单机增发电量约9万度/年,直接收益增加约5万元/年,单台初始投资以12万元计算,预计不到3年即可收回投资。

3#机组叶根延长前后功率曲线对比

5#机组叶根延长前后功率曲线对比

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