大唐新能源辛克锋：在役机组提效技术研究与示范-北极星风力发电网

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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，大唐新能源试验研究院党委书记副院长辛克锋，介绍了在役机组提效技术研究与示范。

以下为演讲内容：

辛克锋：最后一天了还有这么多人，挺好。为大家汇报一下我们的一些做法吧，反正大家都比较了解，现在咱们的风机各种各样的问题都有，还有一些孤儿吧，我们也有这种情况，这个设备厂家不干了，也不是说倒闭了，反正不做了，然后我们有些机组我们研究院就负责这些，还有一些存在问题的还有没有人管的，还有发电不太好的，我们也想了很多办法，我这个汇报主要是三个方面，一个是机组现在情况，一个是我们提效路线，最后就是我简单说一下我们做的一些成果。

这是我们总结的一些，比如说像风机着火、倒塔，飞车、叶片、齿轮箱，我后面有一个数，有一个百分比，实际上你看着火每年我觉得每年都有，但是一般是大家都不想说这个事是吧，我这个是千分之0.3，按照我们总装机10万台，一年应该有3台，大家都是做这个的，自媒体时代，你那边刚有问题手机就有了。这些问题咱们风电确实都存在，我们能够看到这是我们有一个统计，不说是哪个公司的，你看发电小时单机900多小时，最好还有5500，差距非常大，一个风场差距也比较大，另外可以看到故障次数也比较多，但是我们能够看到越来越好了，比如说2015年多一点，2016年、2017年随着技术进步，还有大家能力的提升，这种缺陷应该是越来越少了，这里面有一张图，就是我们能够看到美国装机统计到2015年七千万，2015年是1.3个亿，但是我们的发电量还不如人家多，我们还低于它，他1910亿，我们是1863亿，我们中国装了那么多的机器，基本上差不多快翻倍了，但是发电量不行，这里就说明一个问题，可能是我们的资源不行，要不就是机组不行，要不就是你的运维水平不行，你反正有不行的地方。

这是一个我统计的一个现状，一个故障事件还有故障次数。从这张图能够看到，电控系统的问题还是比较多的，这里有一张图，最多的是变桨、电控、变频器这些，但是实际上比如说像齿轮箱，虽然它的次数少，但是它影响发电量比较大，齿轮箱一坏之后你又要下架维修，这个时间比较长，但是电控系统发现问题比较多出故障比较多。

从这些图片上我们能够看到，这个叶片最左上角这个叶片，干活的人把材料落到叶片里面了，结果在运行过程中你看从叶尖就穿出去了，维护不注意，下面这些是遭雷击的，包括前缘腐蚀还有叶片损坏，这是一些图片，有轮毂，中间带那个穿线管那个主轴断了掉下来了，还有叶片掉下来了，这是说的就是齿轮箱的问题，刚才田总也介绍到了，什么散热不好等一些问题，就是说问题比较多，基础不好还有积碳这些问题都比较多。

现在我们机组安全隐患比较多，另外可靠性有问题，还有一些发电量发电能力也有问题，我前面说的这些方面。我们的想法是这样，一点风场有问题，那我们怎么办，先看看你这个定点维护，运维，如果运维都到位了以后，再看看我们去能不能提效然后是整场提效，我们这里精细化维护，看看机组降低自耗电，再一个零度角，对风精度，还有控制策略优化，单机提效……（01：17：02）你看你这个机组要提效其实没有什么好办法，前面有一个空气密度，因为不同的温度，不同的海拔，你空气密度是不一样的，你机组程序都是一样的这是有问题的，在控制策略里面要加空气密度，把这个因素加进去。早期的风机叶片比较短，我们把叶片加长，CP值这一块大家都知道，咱们一般机组是0.4，还有差一点0.38，0.39都有，这个CP值我们用的物流发生器，你齿轮箱有效率，发电机有效率，这个没有办法去提高因为生产就是这样的。

这里能看到我们总结了一下，发电机的效率直驱的，效率大概是94%到95%，齿轮箱97%，98%，我拿这个表格说什么呢，叶片的效率，咱们正常59.3，谁也达到不了的，能够看到我们35到48左右，实际上这一块空间是比较大的，而且像那些东西发电机，变流器还有齿轮箱，这个你也没有办法把它效率提高。

这是我们的顺序，我先把设备维护好，软件提效，软件提效不花钱，花钱比较少，硬件没有办法要投入了，最后是硬件提效。我们简单说一下我们做了哪些工作，这个能看到，因为发电机轴承有电腐蚀，我们做了一个研究，加法抑制器在变流器到发电机这个电缆上加这个东西，效果还是比较好的，能够有效的遏制轴电流，最终能够避免轴承的电腐蚀。这不说哪款机型了，我们跟田总说的差不多，把翅片改了，研究了一个新的散热器，这里面也说了，因为机舱温度比较高。

我们做了风速风向传感器校准，我们自己研制了一个设备，这个设备放到风场院子里，我标定好一个传感器，我把有问题的吹大约是半个小时左右我就能发现，我被检测的传感器有没有问题。中间图上有一个超声波风速风向传感器，这个是我们自己研究的，它不准的时候会报警，还有一个它能够自行加热。这个叶片零度角的事，咱们叶片一个安装原因一个制造原因，就是这个零度角标的不准，要是不准造成机组振动再一个影响发电量，我们发现有一些厂家偏差是比较大的，后面有一个我们做的，十台机组叶片偏差10度，最后我们校准了发电量提升了5.12%。不是所有的都这样啊。

软件优化控制策略优化这个不多说了，我们有一些工作也是和设备制造商和专业公司合作做这些事情，这个就是我刚才说的空气密度，把这个因素加上，这个就是我们做的增功组建，大家提效应该是3%左右这是我们做完以后的试验，效果还是比较明显的。

这个是我们做的另外一项工作，买一个82的叶片把77换成82，77拿下来的换到70上，叫做梯级改造，把成本分摊一下，这个效果大概是70变77效果比较高，77到82大概是9%左右，当然就是做这项工作里面涉及到很多的计算，包括基础包括传统链载荷合不合适，还有影响比较大的变桨，有时候你把叶片换了变桨功率就不够了，里面有很多的工作需要做，还有一些基础，我们就把基础加固了，塔筒要是承受不了这个不能干了，不能换塔筒，我刚才说了这个提效的情况，我们还做了一项工作，就是在叶根加一段铁筒，这个效果还可以，当时跟金风合作，平均提效5%，这种做法需要吊车，包括刚才换那个长叶片这个工程量其实是比较大的，这里是一个GE做法，只适合它自己，中间那个叶片，把叶片斩断了，这是GE自己做，里面的结构它自己都知道，有这种说法是中间给断掉加长的。这是GE的工厂做的图片，我们现在做的最多的是现在大家能看到这个。这是叶尖加长，一个是我加的成本比较低，另外我不用把叶片拿下来，在现场可以做，成本比较低，效果比较好。

这个实际上我们在叶尖上，大家坐飞机都可以看到，机翼是弯上来的，提效效果也可以，我们加长1.5米，加上弯的部分总共1.5，降噪效果比较好，我们现在有些风机离农户近了他有意见，现在比较好了，噪音明显的降低。

我们还有一些其他的我们做的，因为受时间限制，不能一一介绍，我也非常希望和咱们主机厂家，和专业公司能有更多的合作，谢谢大家。

（发言为现场速记整理，未经本人审核）

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