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全面挖掘风机发电潜力 华锐风电打出高效发电技术“组合拳”

日期:2019-12-12    来源:北国网

国际电力网

2019
12/12
16:09

关键词: 风电场 光伏电站 电力系统

   伴随着我国经济的快速发展,工业、居民的用电量也与日俱增,能源消耗的居高不下给电力系统带来了巨大的压力。河有两岸,事有两面,石油、煤炭等主要传统资源在日益枯竭,以风电、光伏为代表的可再生能源已经成为我国能源结构调整的重点方向,能源需求的增加给风电新能源带来了重大的发展机遇。
  我国的风能资源十分丰富,但如何利用现有的风能资源、风电设备,更高效地为国家输出更多的电能,就成为了困扰风电场的难题。在这种情况下,华锐风电科技(集团)股份有限公司(以下简称:华锐风电)组建的全资子公司——锐电科技有限公司(以下简称“锐电科技”)依托专业的风电整机研发团队、运维团队对此提出了针对性解决方案:加强监管,解决设备老旧、安全隐患,软件版本老旧等问题,提高发电效率,全面挖掘风机发电潜力。
  光伏智能监控系统上线 实现电站多终端全方位监管
  光伏电站分布地域广、运行管理人员少、运行管理工作量大,为了减少场站监管的工作量、实现不同类型各光伏电站的统一监管、多层监控、从而实现无人值班少人值守的运营模式,锐电科技推出了光伏电站集控中心监控系统的解决方案。光伏智能监控及管理系统是为了实现对光伏电站群的远程监控和管理的总体目标,实现对光伏电站群的集中运行管理、集中检修管理和集中经营管理,保障实现光伏电站群综合利用效益最大化。
  光伏智能监控及管理系统通过对实时数据分析,帮助电站运维人员及时了解风机运行状态及对有可能出现的问题预警;通过对海量历史数据分析,形成发电量分析结果、功率曲线分析结果、可利用率分析结果等更好的指导运维,实现智能运维。总而言之,光伏智能监控及管理系统打通各个电站数据通道、统一集中实时获取场站运行情况再通过网页、手机App等各端实现随时随地全方位监控管理电站,从而保障光伏电站群安全稳定运行并实现综合利用效益最大化。
  升级改进变桨系统 保障风机整机安全
  风电机组变桨系统的主要作用就是调整桨叶角度,从而实现低风速时最大风能捕获,提高风电机组的发电能力,高风速时限制风能吸收,确保风电机组载荷处于安全限值以下,保证风机整体安全。风电机组的飞车倒塔等恶性事故大多与变桨系统没有及时顺桨到位有很大关系。华锐风电工程师们不断总结经验,推陈出新,从硬件设计、程序逻辑、操作维护标准等各个方面不断地改进,提高新一代变桨系统的安全可靠性。通过全面自检、轻载保护、灵敏度选择、警告提醒、变桨电机温度监控及散热改造以上五种解决方案,将早期风电机组设计不完善,选型经验不足、机械部件老化造成的大部分安全隐患消除,让变桨系统更加安全可靠。
  为了应对变桨系统供电电源中断后的变桨能够顺利进行,使叶片回到安全位置,保证机组自身的安全,防止类似超速等情况的发生,变桨后备电源就显得极为重要。随着现有风电机组运行年限增加,后备电源的能力也在随时间的增长而降低,如何保证后备电源有足够的能力驱动变桨系统回到安全位置,并且在实际运行中及时发现后备电源的不足,已成为各风场现阶段不得不考虑的问题。锐电科技针对此问题,提出了变桨后备电源三部曲,即变桨后备电源效能检测、变桨后备电源充放电回路升级、变桨后备电源改超级电容。“变桨后备电源三部曲”能够更好的发现后备电源存在的问题,并对存在的问题给出有效的解决方案,目前已在西北、东北、蒙东等多个风场进行了实际应用,得到了广大业主的一致好评。
  优化机组软件系统 降低故障提升发电量
  目前,在役风场机组已运行多年,叶片、发电机、齿轮箱、变流器等关键部件性能正在逐步下降,而机组仍然按照统一的一组参数进行控制,存在最佳叶尖速比区范围小、风能捕获少、转速-转矩参数固定、环境温度影响欠考虑、低风速下无寻优辨识功能等缺点,使得整个风电场发电量偏低,严重影响风电场效益,这导致部分风电场的发电能力远远低于微观选址初设的发电量规模。
  针对这种情况,锐电科技经过多年的技术积累与创新,通过对上万台机组的海量数据进行数据挖掘与分析,量身打造电量提升专业的智能控制在线辨识模块,确定了软件优化十大技术方向。锐电科技发电量提升软件优化方案,依据机组理论模型仿真,保证机组载荷安全的前提下,结合机组实际运行数据和大部件运行情况,定制化配置发电量提升智能模块,充分挖掘机组发电量提升的潜力,确保机组的发电性能提升效果在4-5%左右,为客户显著提升经济性收益。值得一提的是,针对华锐风电自主研发的大型风力发电机组—3MW机组,锐电科技从合理性参数优化、智能化故障处理系统、有效降低CPU利用率、智能化数据记录系统等几个方面对3MW机组程序进行了综合性优化设计。据了解,2018年底,锐电科技将优化后的3MW机组程序应用在某现场64台3MW机组上并在短期内完成调试运行。程序运行满2个月后,故障统计中该现场64台机组故障率下降50%以上。
  保障风电对电网稳定性 锐电科技推出风电场快频响应解决方案
  随着风电技术的快速发展,风电场装机容量越来越高,风电对电网稳定性的影响也越来越大。由于风力发电本身存在随机性和波动性,其变化的有功输出会对电网频率造成一定的影响。在此背景下,电网公司开始对风电场的一次调频能力提出要求。
  锐电科技积极响应电网要求,开发风机调频控制响应策略、新增控制接口、风电场能量管理平台开发新控制模块,深入研究,不断完善,为风电场提供一套快速频率响应解决方案。风电场快速频率响应控制系统是按照一次调频标准设计开发的风电场调频控制系统,结合现有的风电场AGC功能形成的新一代风电场功率控制系统,在满足风电场常规运行过程中的功率控制基础上,配备了风电场一次调频功能,从而符合了电网对风电场的新要求。风电场快速频率响应控制系统改造旨在通过对风电场现有系统软硬件的局部升级来实现需要解决的调频控制功能,使风电场具备一次调频等功能,并兼容风电场原有的AGC控制功能。在完成风电场快速频率响应控制系统设计开发后,在某风电场进行了一次调频测试,既能及时跟踪调度指令,又能快速响应调频控制要求。
  加强监管,解决设备老旧、安全隐患,软件版本老旧等问题,提高发电效率,全面挖掘风机发电潜力。华锐风电通过打出这一系列的高效发电技术“组合拳”,帮助风电场利用现有的风能资源、风电设备,更高效地为国家输出更多的电能。不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。在越来越多“华锐风电”的努力下,相信不远的未来,全国乃至全世界都用上绿色、可再生的新能源!
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