華電內(nèi)蒙古新能源公司 文奇

新能源集控平臺風電對標管理工具研究

華電內(nèi)蒙古新能源公司 文奇

本文通過對集控平臺風電對標管理工具的研究，找到了風電機狀態(tài)標準化、可利用率、能量利用率、棄風率4個最有效的對標管理工具，對公司提質(zhì)增效、精益化管理可發(fā)揮出重要的作用。

集控平臺；對標管理工具；風電機狀態(tài)標準化；可利用率

一、集控平臺的現(xiàn)狀

現(xiàn)在國內(nèi)新能源發(fā)電企業(yè)正在適應行業(yè)高速發(fā)展的需要，建立新能源遠程集控平臺，實現(xiàn)了風電場的“遠程集控、少人維護”目標。為企業(yè)提質(zhì)增效、降低運行人員占比、提高設備維護水平起到了積極的作用。國內(nèi)現(xiàn)有遠程集控平臺普遍的技術含量較低，功能有限。很多只是簡單的把現(xiàn)場的SCADA功能遷移到集控中心，對在集控模式下的管理工具研究較少，集控平臺的優(yōu)勢沒有得到深入的挖掘。

由于目前風電場在建設地點的周邊環(huán)境、風速、氣候等條件的不同，采用的風機廠家也不同，配套使用的風機監(jiān)控軟件也不盡相同，造成集控平臺信息資源之間的傳遞存在很大的時間差，很難在短時間內(nèi)對生產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題做出及時的分析，往往不能及時解決問題，不能很好將各處風況等資源整合、利用，未充分發(fā)揮管理環(huán)節(jié)的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、高效。時下新能源企業(yè)對生產(chǎn)管理要求日益提高，為此我們需要應用集控平臺的一些管理工具真正提高新能源企業(yè)的科學管理水平和經(jīng)濟效益。

二、風電對標管理工具的應用

現(xiàn)在大型區(qū)域集控中心的接入機型種類都在10種以上，整個集團集控平臺的接入機型種類可達40種以上。比如某區(qū)域遠程集控中心就接入了17個風電場，有華銳、南車、歌美颯、明陽、東汽、聯(lián)合動力、運達、華儀、海裝、金風、太重等多種機型，機組臺數(shù)達到1300多臺。要對這么多機型和機組進行統(tǒng)一集中的對標管理，如果沿用廠家自身的一些指標，會帶來標準不一致和統(tǒng)計困難的問題。需要對集控平臺的對標管理工具進行研究和應用。

圖1 風機8種狀態(tài)流程圖

常用的風電機組的對標指標有平均風速、發(fā)電量、運行小時數(shù)、并網(wǎng)小時數(shù)、停機次數(shù)、停機小時數(shù)、故障次數(shù)、故障小時數(shù)、維護次數(shù)、維護小時數(shù)、等效利用小時、可利用率、棄風電量、棄風率等。通過對對標指標的分析、分類和優(yōu)化，提取風電機狀態(tài)標準化、可利用率、能量利用率、棄風率作為集控平臺的對標工具。

三、集控平臺風電對標管理工具的研究

圖2 能量利用率圖

風電機狀態(tài)是對標的基礎，很多對標工具都會引用風電機的狀態(tài)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。風電機組的狀態(tài)定義和狀態(tài)類型各不相同，比如南車風電機狀態(tài)有S0-開始、S1-故障、S2-主程序、S3-初始化、S4-準備、S5-啟動、S6-保留、S7-發(fā)電、S8-重啟、S9-結冰、S10-設置、S11-狀態(tài)檢測、S12-風速過高、S13-服務、S14-慢停、S15-機艙復位；歌美颯風電機狀態(tài)有S0-急停、S25-停止、S50-暫停、S75-準備、S100-運行、S125-服務。給狀態(tài)統(tǒng)計工作帶來很大的困難，需要對風電機狀態(tài)進行標準化才能應用到對標管理中。通過調(diào)研分析，集控平臺將風機狀態(tài)劃分為4大類8個狀態(tài)。有S0-通訊中斷、S1-待機、S2-運行、S3-調(diào)度限負荷、S4-自身限負荷、S5-調(diào)度停機、S6-故障停機、S7-檢修停機。其特點就是“3停2限”，將導致停機和限負荷的狀態(tài)按調(diào)度、設備、檢修屬性進行細化。具體流程圖如圖1所示。

風電機的可利用率定義為在統(tǒng)計周期內(nèi)，除去風力發(fā)電機組因維修或故障未工作的時數(shù)后余下的時數(shù)與這一期間內(nèi)總時數(shù)的比值，用百分比表示，用以反映風電機組運行的可靠性。標準的風機設備可利用率公式為：。其中，T表示統(tǒng)計時段的日歷小時數(shù)，A表示因風機維修或故障未工作小時數(shù)。停機小時數(shù)A不包括以下情況引起的停機時間：（1）電網(wǎng)故障（電網(wǎng)參數(shù)在風電機技術規(guī)范范圍之外）；（2）氣象條件（包括環(huán)境溫度、覆冰等）超出機組的設計運行條件，而使設備進入保護停機的時間；（3）不可抗力導致的停機。如果按照風電機自身狀態(tài)計算，每種風電機都需要一個計算公式，而且由于廠家的狀態(tài)定義不一致，最后得出的可利用率也有差距。

風電機組能量利用率是風電機組實發(fā)電量和理論發(fā)電量的比值，是一個表示風電機捕獲風能的指標，如果可利用率可以表示設備的健康水平的話，能量利用率則可以表示出設備的發(fā)電能力，為精益化運行分析提供了可行的手段。標準的能量利用率公式為：。Ez-實發(fā)電量、Ey-應發(fā)電量。應發(fā)電量通常有以下幾種算法：；Ey =典型風機平均利用小時×機組容量；Ey =Σ（某風速小時數(shù)×某風速下對應功率曲線值），這幾種算法都不太準確。

風電機組的棄風率表示棄風電量占應發(fā)電量的比重，用來表示風電場棄風水平。標準的棄風率公式為：。EΔ-棄風電量，Ed-典型風機發(fā)電量、Sd-典型風機容量、nd-典型風機臺數(shù)、Ez-全場發(fā)電量、Sz-全場容量。用此方法計算出的棄風率誤差較大。

四、對集控平臺風電對標管理工具的結論

通過風電機狀態(tài)標準化、可利用率、能量利用率、棄風率4個最有效的對標管理工具，引入“8個狀態(tài)”、“3停2限”、“狀態(tài)標簽”等概念。使的集控平臺的對標工作有了一套系統(tǒng)的、標準的、規(guī)范的、易用的管理工具，在公司的經(jīng)濟分析、營銷決策、提質(zhì)增效、精益化管理中發(fā)揮出重要的作用，進一步提高了集控平臺的應用化水平，值得廣大新能源發(fā)電企業(yè)借鑒和推廣。

[1]《新能源風云集控平臺產(chǎn)品說明書V7．0(CHD)》國電南自公司

[2]《新能源風云集控平臺產(chǎn)品計算說明書》國電南自公司