国电南瑞：风电机组改造市场分析与案例分享-北极星风力发电网

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7月初，在上海国际海上风电及风电产业链大会上，来自国电南瑞科技股份有限公司的曾雨竹进行了风电机组改造市场分析与案例分享，北极星风力发电网整理现场内容如下：

【曾雨竹】：我来自于国电南瑞科技股份有限公司，我们实际上属于国家电网公司的直属单位，我入行在2008年，做风机控制系统是我们比较重要的一个业务，我汇报的内容大概有三个部分，一个是改造市场分析，还有一个风电机组改造的原则和目标，第三个有两个案例我们进行一个大致的分享。

目前来讲，我们了解的情况，大概2006年开始出现了一个非常大的国内风电装机的增长，我们可以大概估计，在这十年中间，一直到2011年左右，实际上大概有50-62GW的装机容量需要进行后期的电网友好型改造。政策规定，一个是2005年风电场接入电力系统技术规定，下面列出来的是它的一些主要内容。在它之后是2011年风电场接入电力系统技术规定，它是推荐性的国家标准。实际上在2011年之前，基本上很多机组，包括进口机组和国内厂商生产机组都是对电网有一些不太适应的地方。因为2011年当时在国家电网公司西北和东北地区出现了非正常脱网事故，然后随后有一些标准，强制要求风电场接入电力系统的技术规定。首先低压穿越的经验在11年底，11年才正式强制要求，作为并网接入的要求，在11年之前，我们根据这个表有50-62GW的改造容量，还有12GW处于非并网状态，这个存在着产能过剩。

产能过剩的原因，从机组的并网容量来说，实际上在10年到13年，基本上处于一个非常快的线性增长过程，实际上还有一些风电场并不了网，我想有一些遗留的问题。从电力系统的角度来讲严格风电机组并网接入规定的理由有很多，实际上大规模集中性新能源接入，需要适应电网的发展规划。因为前期的这种产能过剩或者是实际上是因为和电网不适应引起的产能过剩，需要达到技术革新。实际上技术革新和质量管控水平提高，然后市场细分，这样得到一些结果，大批的机组可能需要改造。因为刚才也提到了，大批的机组老期，然后很多厂家退出市场，还有机组过多，无力完成改造升级。还有很多厂家也许更倾向于获得海上风电的超额利润，实际上我们觉得技术改造这个部分还有很多工作可以做，实际上它有很大的市场在里面。这几年有很多厂商在做这样的工作，我们也是其中一家。

下面我们谈谈第二个问题，就我们目前了解的情况，风电场和风电机组改造的原则和目标，通过改造机组性能，使风电场满足电力系统运行要求，利用新技术优化机组发电量，优化低风速下的机组出力，优化额定风速附近的机组出力，协同变桨控制与电转矩阵控制，平稳额定状态下的发电功率。我们了解的情况，很多中国的风况很多时候处于平均风速不高，但是极限速高的情况，机组会出现频繁起停的情况。我们倾向于额定风速的机组出力，以及在平稳额定状态下的发电功率。我们第三条改造的原则是根据机组运行中的主要问题进行修改提高机组改造的适用性。比如说抑制机组振动，目前来说，国内机组在2兆瓦及以下机组没有使用的。优化机组载荷，实际上我们不是机组的提供商，这个需要整机厂的配合，我们作为第三方电控系统提供商。另外一个是我们从机组控制系统改造上面有一个，尽可能缩小改造范围，控制改造时间，为业主提供时间和价格方面最优化的改造方案，当然获得我们合适的利润。

风电场入网标准要点，有功功率，接受并执行电力系统调度指令，机组接受有功功率的调度指令。风功率预测这部分，也是标准的要求，我们目前情况下来讲我们做的不太好，因为很多厂家做的东西是从当地的地方开始预测，按我的理解，就和运维里面的备件处理一样，实际上它应该是区域的处理，然后根据地形和气象的历史数据进行一些比较合适的优化。像无功容量这部分，我个人认为还没有比较合适的，有限应用机组无功调节能力。风电场低压穿越能力，这是一个强制要求的标准，从运行适应性来说，国家电网已经有这样的标准运行，实际上我们没有听说具体执行了。电能质量，实际上跟变频器相关的东西，其他两个并不是主要内容。这是我原创的一个表格，实际上在相应的部分我们需要做一些修正，机组控制系统是必须做的更改，如果需要的话，变流器在低压穿越部分增加一些相应的设备。监控系统是肯定需要更换的一个东西，因为实际上和电网连接都是通过监控系统进行协调的。

后面是我们的两个实践案例，第一个是在中广核瓜州风电厂，是一个1.5兆瓦机组，为了快速改造，我们在实验结束之后做了定制控制器，这是我们的一些控制效果图，这个我不继续解释。主要的工作，一个是优化机组小风下发电量，对于计算老的机组往往有的时候需要现场跟踪很长的时间进行优化，这个确实是一个很细的活，实际上监控系统如果不能很好的收集这个数据的话，确实很难达到这样的效果。另外一个是平稳恒功率下的控制策略，这是我们做的控制策略的实际波形，这是直接入波的结果，这是发电机的转速，这个里面有两种方式，在高风速下面机组有两种控制方式，一种是变频器进行恒转矩运行，变桨进行调速，实际上会得到比较平稳的效果图。这是我们在一段时间内的比较数据，黄色是我们的实际测量数据，十分钟长时间平均以后的曲线，略微高一些，符合新的控制算法，有一些可以直接说出来，说的很清楚，额定风速以下但是不到额定风速会比较明显。这个合同我们没有得到，因为有一些非技术上的原因，但是我们确实在这个上面得到很多实际的经验。这个是我们在内蒙中广核苏尼特右旗风电厂，50台2兆瓦的机组控制系统改造。我们大型发电机基本上6-10年需要更换，这是我们的制造水平，德国的制造水平确实要好一些。这是我们实际的风功率对比结果。谢谢。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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