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老旧风电场优化改造探讨

北极星风力发电网  来源:能见APP    2019/10/31 9:23:19  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2019年10月21-24日,2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)在北京隆重召开,大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展:绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来,已连续举办11届,成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。

10月24日,风电机组技改专题论坛在新国展召开。新疆金风科技股份有限公司风能研究院后评估技术主管陈雅智出席论坛并发表演讲。

以下为发言内容:

陈雅智:各位行业同仁,各位专家大家上午好,我来自于金风科技风能研究院,这边主要是做后评估工作,然后我这边主要介绍的是,风电场优化改造探讨。我做后评估工作为什么介绍这个题目呢,后评估其实跟这个技改跟我们优化改造这块有密不可分的一个关系,下边我从四方面给大家介绍后评估与优化改造这块的一个关系。

第一个是市场环境这块及政策这块,到2018年年底的时候,以五年出质保来说,整个出质保的装机量已经达到九千多万,然后现在发电五年以上的风电机组发电效果出现不同的一个差异,各种原因导致不同程度的发电量降低。同时我们统计了各个区域出质保机组情况,东北和华北这个机组最多,东北区域已经达到70%以上,这也是我们东北近几年来一直没有新增装机量或者比较少,导致老旧机组比较多。对东北这个单机容量在兆瓦级以下的机组做了一个统计,就说单机容量在600千瓦到1000千瓦的装机机组超过了1.8GW,机型主要集中在750和850这两款机型上。同期,在政策上也是我们东北这块对老旧机组这块出鼓励改造老旧项目的政策出的最早,东北辽宁今年6月份的时候出了一个在役风电机组更新项目意见的函,内容主要是针对老旧退役机组即将达到寿命的风电场进行改造,同时提出有一定的要求,可适度增加项目装机容量,最高不让超过原来装机容量的50%。

第二个我介绍运行风电场这块,目前各位业主开发商在运行风电场一个头疼的地方。第一,就说我们在风电场设计的时候导致的,例如由于前期可能测风代表性不好,导致我前期做风电场排布设计的时候有一部分机组设计达不到理想情况,在软件上评估出来的发电量与实际的发电量差异很大。这是我举了一个北方山地的一个项目,10台机组,由于前期的一个评估的误差,导致有十台机组一直处于1000到1500小时之间,按那边电价来说,10台机组每年差不多亏损460万元,如果对我们这一块区域10台机组能够做一个移机改造处理的话,在场内其他地方进行排布,可以达到每年有1200小时左右的效益提升,效益非常客观,每年大概1000万人民币的收益,运行五年之后进行改造,20年寿命周期内,这个改造可以增加1.5个亿的收入。

第二个是有一些机组在前期我们可能控制方面程序版本配套上面我们不能够达到跟环境特性相匹配导致机组运行性能达不到设计水平,导致了发电量有一定的损失。第三个就说我们目前老旧机组这块,运行了十多年,原先我都是用的小机型小叶片,它采用的小机型对我们目前判定的好资源项目是不匹配的,在效益上面不是体现的很好。在这我主要统计了黑龙江的14个项目的一个情况,它在七八米的资源条件上,个别项目只能达到1100到1900小时的发电量,按我们目前技术迭代更新的新机型对它进行优化代替的话,应该能到3000到3500小时,可以对我们现有资源得到一个很好的利用。同时这些机组也是比较老的机型,它这种机组的备件也是存在一个问题,以前生产厂家可能倒闭的或者是不再生产,因为这个装机容量太小了生产成本太大。

我们运行风电场需要解决以上这些问题,第一步主要应该先做什么?第一步我们应该对项目进行一个风电场发电量后评估,通过这个后评估,我们可以发现风电场目前低效的一个状况,导致它低效的主要原因。风电场后评估对我们整个风电场运行生命周期之内,它是起到一个闭环的作用。在后期的运行维护,后期的延寿技改,后评估这块对各个环节进行一个很好的一个把关,而且也可以指导我们前期的、在新建项目上面做优化规避低效资产产生。

后评估的重点评估内容,我主要是有六个方面,第一个地形复杂度评估,其实地形这块是最重要的一块,就说我们在前期建风电场的时候,选址的工作,一个微地形差异会导致距离相近的风机相差一千多小时的发电量,各位业主,或者整机厂商应该是遇到过很多这种情况。第二个是气象数据矫正;在运行后期的风电场风速资源情况,跟我实际发电量的一个匹配有多少差异。运行后期的资源情况可能用我们机舱风速与风向代表不了,就需要对我们风电机组这块的风速与风向上面用气象数据做一个修正,这样就能更好的找到资源与发电量的匹配程度。

第三个发电量及可靠性,这个是一个很老生常谈的问题,我每年故障损失多少,其他环境问题导致了我停机损失多少,限电损失多少等其他的各个环节带来的损失电量等,我可靠性可用率这块是什么问题导致了我的可利用率降低了很多。这些都需要我们对机组进行一个后评估。

第四个是机组性能的一个评价,主要就是功率曲线符合度评价,控制系统性能分析匹配机组还有多少改善空间。

第五个是设计后评估,好比我们可以通过后评估可以优化前期排布空间,毕竟排布上面优化可以大幅度的提高项目发电量,还有设计后评估在前期新建复杂地形项目问题也有很好的指导意义。

第六个是技改优化效果后评估。我们提了很多技改方案到底提升了多少发电量,这个问题是很多客户跟技改厂家经常扯皮,有的说提了,有的说没提,到底提了没提需要我们对项目技改前做一个后评估,技改后对它的提升也做一个评估,来进行前后期提升效果的对比评估。

同时在后评估过程中其实我们也遇到了很多的问题,也需要我们去解决的,这块总结了主要有三个方面,第一个是后做评估的时候,我的数据分析和算法这一块,到底是不是能让各个客户认可。第二个就说评估效率,我们运行风电场运行三五年,每年有四五十G的运行数据,分析这些数据我们用简单的工具处理这些数据,实际上效率特别低。以前我们做一个后评估的话就用以前最老的算法去做处理需要一两个月,现在发展到这个时代,采用云计算这块,我们在一周之内就能完成,在数据处理上已经有很大的提升了。

第三个标准这块,实际上在后评估这块我们行业内实际上是没有统一的标准但对金风这块的来说的话,现在是已经建立了一个内部企业标准了。我们在2013年开始批量做后评估工作以后,首先解读IEC标准里面的一些内容,参照标准里的一些内容,还有我们与国内和国际上面的知名第三方去合作,同时进行运行后评估项目,吸取总结经验,2017年底在金风内部发布风电场后评估的企业标准。2017年低的时候,金风作为国内行业龙头,对行业起着引导作用,与鉴横第三方牵头协同各个设计院及开发商起草运行风场的后评估的一个标准《风电性能的评价方法》,2017年底立项申请,在能源局那边备案申请。到了今年年底或者到明年年初应该这个标准就可以发布,到时各个行业同仁都可以见到这个标准,应用这个标准去做后评估,这也是金风作为一个国内行业龙头对行业应该履行的责任。

技改方案及应用案例;第一我大概介绍一下发电量优化改造这块的案例方案,各个整机厂商还有各个在做这种技改优化的这块其他的一些单位,其实大同小异。在气动优化方面,以增加涡流发生器比较多,现在好多厂家这个东西在一些项目上已经是标配了。第二个就是控制方面,控制方面应该是代价最低,而且现在做的也比较最多,也是最容易实现的改造方案。

第三个就说机型优化这块,我们老旧机组的代替,通常是将兆瓦级以下机组更换成大容量兆瓦级以上的机组,个别项目也有保留了以前的基础塔筒,换成我们目前新的一个机型,然后去优化它的发电水平。下来说叶片延长,叶片延长这块可能现在是喊的比较多,实际项目上执行的比较少。最后一块移机,在征地政策方面支持性的工作比较难。

案例方面第一个是我们在新疆的一个项目做了一个气动优化效果评估,增加涡流发生,先做了五台机组优化,同期对比五台没有技改的机组,做一个矩阵方案的进行对比,发电量提升2.6%。这种技改项目需要在技改前和技改后分别要做一个后评估,之后量化我们这个机组在发电性能上面优化后的一个效果评估。

第二个是南方山地某风电场对机组控制上面做了一个优化的手段,这几台机组优化效果后基本上提升了3%到4%之间的发电量水平。第三个案例北方有一个项目,前期由于这个项目测风比较差,我们做了一个后评估挑出它5台机组发电性能已经是最优的水平,但是资源条件确实最差,选择了在整场内做了一个五台机组的移机技改,这个是效果最好的,两年基本上收回这个移机的成本。到了后边的16年每年可以提升风电场600多万人民币的收益,效果还是很明显的,我这边主要介绍这些内容,谢谢!

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)


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