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今年年初,业内首个全风场级双馈机组电气及控制策略技改项目实现顺利交付,据项目业主反馈,自全场并网至今,整机故障同比下降80%以上,变流器故障率同比下降100%,达成了安全性与可靠性提升的改造初衷。
变流器故障频发,引发安全风险
内蒙某49.5MW风电场安装多台1.5MW/82型双馈机组,由于机组在设计理念和配套件技术上存在瑕疵,运行年份超过10年后,变流器故障频发,对机组的安全运行和可利用率造成不利影响。
基于安全运行为首要目标,该项目业主提出了机组系统性技术改造的具体要求。
深入现场,理清症结
金风慧能技术专家经过实地调研分析,得出以下结论:
1、原机组将变流器置于机舱内的设计布局和主控程序的逻辑缺陷,是导致机组稳定性差的主要原因。
2、机舱内环境温度高、空间狭小、可燃物及设备密集;机舱罩壳为树脂材料,无阻燃功能,一旦变流器短路失火,会使事故扩大,引发机组整体烧毁。
3、变流器上置于机舱内,发生故障后需要登机处理,增加了劳动强度和安全风险。
综上,如果仅对原有变流器进行修复或更换,无法彻底解决问题,必须通盘考虑,从主控和变流系统入手,软硬件改造相结合,才能从根本上解除安全隐患。
多管齐下,标本兼治
主控程序升级
对现有主控程序进行优化升级,以解决主控与变流的通讯问题;同时优化安全控制策略及整机发电性能,升级后的主控系统亦具备故障电压穿越功能。
主控接入金风SCADA系统
将技改后的主控接入金风SCADA系统,满足调度系统对风电场的控制管理(AGC、AVC、单机数据上传)及接入集控中心。
▲ 金风中央监控系统界面
变流器下置安装
停用原有变流器,新增一套全新的1.5MW变流器置于塔基,敷设新的动力电缆,对二次回路进行优化设计。
辅助系统安装调整
更换发电机编码器及新增编码器信号电缆;二次控制回路调整;机舱电缆连接优化;塔基环控优化等。
交付60天
巡检效率与管理水平显著提升
在技改交付满60天后,金风组织专人对该风电场的现场人员进行了回访。
运行检修班班长张工(化名)表示,技改完成至今,除了故障率大幅下降以外,日常巡检的效率和安全系数也得到有效提升。
以往,如果变流器发生故障,就需要现场的检修员攀爬至机舱内进行故障排查和修复,处理时间长,劳动强度大,且存在登高作业风险。现在,不仅故障次数明显下降,对变流器进行日常维护时,在地面即可完成全部操作,简单易行。
▲ 金风能量管理平台
该风电场的中控室负责人表示,升级为功能更加完备的金风SCADA中控系统以后,可兼容金风能量管理平台和集控系统,具备各类数据查询和统计功能,使得机组的数据监控和精细化管理水平获得全面提升。
真正实现了运筹帷幄之中,现场全局掌控。
据不完全统计,全国范围内,与该风电场同型号的机组数量为8000余台,都不同程度存在安全性和可靠性不足的缺陷,是威胁电力生产安全的共性问题。
因此,该技改项目为同类风电场改造提供了典型范例;该技改方案的推广和实践,必将助力我国新能源电力企业的安全生产,更好地服务于国家能源安全战略。
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