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2)可利用率与可靠性的关系
可利用率与可靠性是关系密切而概念完全不同的两个量,前者是设备某段时间内工作时间与总时间的比值,后者是设备在指定时间内连续正常工作的概率。对陆上风电场,我们可以笼统的说某某设备可用率非常高,所以很可靠。而到了海上风电场,由于可接近性差,维护难度大而成本高,我们应该强调可靠性的重要,举例来讲:
机组故障服从指数分布,平均一年内发生1次故障,每次故障持续10天,则可利用率为355/365=97.3%,机组1个月无故障的可靠性为exp(-30/365)=92.1%。若机组平均每年发生5次故障,每次故障持续2天,可利用率仍为97.3%,而机组1个月无故障的可靠性锐减为exp(-30/73)=66.3%。
由此可见,对海上风电机组选型增加可靠性指标非常重要,为方便执行,建议业主对机组单位时间的故障次数提出要求。
6.关于风电机组功率曲线
功率曲线与可利用率称得上评价风电机组最重要的参数指标。在风电机组选型过程中,标准功率曲线或待建风场空气密度下的功率曲线,决定着发电量估计、度电成本计算、经济性分析等关键环节。以上两者都属于理论功率曲线的范畴,但真正发挥作用的是机组的实际功率曲线,这就存在一个功率曲线验证问题。然而,功率曲线的验证比可利用率计算难度更大、耗费时间更长;绝大多数国产机组尚未获得功率曲线认证;设备采购合同里制定了相应的罚则,但缺乏可操作性;尽管IEC早已制定相应标准,目前未见有业主开展功率曲线验证的报道,这些给项目收益带来难以预知的风险。
业界普遍认为,一些国内制造厂商给出的功率曲线有浮夸的成分,图7也初步印证了这一点:这里机组均为77m叶轮直径、1500kW功率,蓝色曲线为发电表现出众的GE77,紫色曲线为五种典型国产机型的平均值。
图7标准功率曲线对比图
7.结论
风电机组选型还有若干问题,这里不能面面俱到。例如发电量估算,折减系数的设定过于随意,而分析各种不确定因素影响的创新性工作不够,尽管市场上不断推出如meteodynWT等新型软件,发电量估算精度仍无明显改善,相当于用一架高精度的天平毛着测量带包装物品的净重。再如进行机组经济性比选,常用静态的分析方法,而且忽略了相互差异较大的维护成本。
当然,以上一系列问题都属于发展中的问题,相信随着风电市场的成熟稳定,会一一得到妥善解决,关键是如何使解决成本最低。机组选型相关工作衔接着设计施工与生产运行,衔接着制造商与投资商,需要全行业共同努力。有些具备公用性质的工作,需要权威机构来做,如定期发布各机组制造商的实际功率和可利用率,以防个体视角的偏颇和狭隘;有些具备超前性的创新工作,需要龙头企业率先做,以拉动其它企业的发展,如适合我国风资源特色的新机型研制;有些工作需要尽早做,后期的技改成本肯定高于前期设计的微调成本。从国家层面上看,只有这样才能优化我国风电产业的资源配置,确保风电又好又快发展。
参考文献
1.范子超.风电经济性分析工具及其应用研究。
2.李育玲.风力发电机组选型的主要指标与方法。
3.IEC64100-1。
4.国家发改委,《关于完善风力发电上网电价政策的通知》。
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