羅剛強

國電重慶風電開發(fā)有限公司 重慶 409100

近年來新能源的開發(fā)與利用受到了世界各國的廣泛重視。在新能源中，又以風能的使用最為廣泛，我國風能開發(fā)和發(fā)展已處于全球領(lǐng)先位置，風電在整體電力供應(yīng)中的比例在不斷攀升。但我國風資源分布較為分散，且風資源豐富地區(qū)的經(jīng)濟狀況普遍落后、新能源消納能力有限，難以對風資源進行充分利用。

1 風電場與風電機組運行數(shù)據(jù)的重要性

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，電力已成為人們生產(chǎn)生活不可或缺的一部分。為滿足人們對電力的需求，則需要電力生產(chǎn)企業(yè)加大電力生產(chǎn)力度。風力作為電力生產(chǎn)的一種重要方式，如何充分利用風力，提升已投運風電場發(fā)電能力，增加風電場的效益是各個發(fā)電企業(yè)面臨的問題。為實現(xiàn)上述目的，就需要了解和掌握風電場機組的實際運行狀態(tài)，獲取相應(yīng)的運行數(shù)據(jù)并分析，并通過分析來提高風電機組的運行效率，從而提高風電機組的效能。但由于每個風電場布設(shè)了不少于30臺的風電機組，且布設(shè)范圍比較廣，盡管發(fā)電企業(yè)構(gòu)建了較為完善的巡查制度、維護制度，對設(shè)備的故障、發(fā)電量損失關(guān)注較多，但在數(shù)據(jù)分析方面還存在欠缺，使得機組的一些隱形缺陷、發(fā)電損失信息未被挖掘，因此需要采用相關(guān)數(shù)據(jù)分析軟件來分析機組的運行數(shù)據(jù)，從而為機組的狀態(tài)診斷和隱患分析提供數(shù)據(jù)支撐，進而保障機組的高效運行。

2 風電場與風電機組運行數(shù)據(jù)的精細化探討

2.1 應(yīng)用集中化管理

要堅持以人為本的科學(xué)發(fā)展觀。企業(yè)要與員工進行交流，了解員工的思想狀況，幫助員工解決困難，也就能反過來夠幫助企業(yè)完成目標，實現(xiàn)利益，這是一個雙向交流互動的過程，是一個互利雙贏的過程。

具體化到風電場的區(qū)域集中化運行管理方法當中來，就是要盡量克服由于風電場地理位置偏僻、環(huán)境惡劣所給人帶來的負面影響，盡可能的創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境與便捷的工作條件，提升工作人員的幸福度，從而調(diào)動員工積極性，為風電場帶來更大的穩(wěn)定和效益。

2.2 應(yīng)用大數(shù)據(jù)進行維護

風電機組是一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，機組的故障在出現(xiàn)前期必定會出現(xiàn)一些征兆。我們應(yīng)對機組故障數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，找出故障分布規(guī)律。復(fù)雜故障和復(fù)雜系統(tǒng)可以通過逐步分解的方法進行分析、研究，以此找到風電機組故障的發(fā)生機理，從而進一步得出故障發(fā)生和發(fā)展的過程，做出科學(xué)系統(tǒng)的故障診斷，為機組維護策略的持續(xù)改進提供重要依據(jù)[1]。

目前國內(nèi)通常是將故障樹分析法作為基礎(chǔ)，進行風電機組故障的 FMEA 模式分析。針對并網(wǎng)風電機組故障分析，首先對其進行科學(xué)合理性的劃分，通常會把風電機組劃分為多個故障子系統(tǒng)，其中涵蓋了：發(fā)電機、風輪、傳動系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、塔架、變槳系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、傳感器等子系統(tǒng)。應(yīng)用故障樹分析法（FTA）、故障模式及后果分析法（FMEA）對各子系統(tǒng)開展故障分析，最終形成風電機組及故障子系統(tǒng)的 FMEA分析報表，給出各個故障子系統(tǒng)與機組故障類別的故障模式及影響分析、故障概率級別等，對于故障模式、故障原因、故障因素進行分析，同時制定與之相應(yīng)的處理措施。并依據(jù)此結(jié)論對機組的維護策略進行完善優(yōu)化、持續(xù)改進。

2.3 發(fā)電量折減量數(shù)據(jù)分析

風資源評估工作中，一般需根據(jù)風電場現(xiàn)場實際測風數(shù)據(jù)，并結(jié)合一定的風能資源評估手段，計算出各風電機組理想狀態(tài)下的發(fā)電量，即風電場的理論發(fā)電量；然后對理論發(fā)電量扣除發(fā)電量折減后，計算出電網(wǎng)計量點處的實際可售電力，即風電場的上網(wǎng)電量。

發(fā)電量折減的定義是指對風電場實際出力的因素進行逐個分析，得出各因素所引起的發(fā)電量減少的數(shù)值。50MW及以下的平坦地形風電場的測風塔控制半徑不宜超過5km，安裝1-2座測風塔；復(fù)雜地形風電場的測風塔控制半徑不宜超過2km，安裝2-3座測風塔，當遇山脊走勢多變時，還應(yīng)增加測風塔數(shù)量。然而在實際工作當中，經(jīng)常會由于場址規(guī)劃、前期開發(fā)、成本經(jīng)濟等原因，導(dǎo)致風電場的測風塔的數(shù)量不足、位置偏離，而導(dǎo)致控制半徑不能覆蓋所有風電機組，測風結(jié)果的代表性較差，在這種情況下風資源評估軟件計算出的風速和發(fā)電量具有較大偏差[2]。

2.4 優(yōu)化算法的年發(fā)電量計算

標準算法在計算風電機組的理論年發(fā)電量之前，首先根據(jù)測試數(shù)據(jù)得到其實測功率曲線，然后按照該功率曲線和風速的概率分布計算得到每個風速區(qū)間的功率估計值。因此，各風速區(qū)間功率估計值的計算是年發(fā)電量計算過程中的關(guān)鍵。

標準算法在計算風速的區(qū)間概率時，需要根據(jù)實測功率曲線重新進行風速區(qū)間劃分，使用連續(xù)2個Bin區(qū)間的統(tǒng)計中心值形成新的年發(fā)電量計算風速區(qū)間[Vi-1，Vi），使用該區(qū)間上2個風速在實測功率曲線上對應(yīng)的算數(shù)平均值作為該區(qū)間的平均功率。而考慮到實測功率曲線的非線性特征，使用該平均功率很難準確表示出對應(yīng)風速區(qū)間的功率均值[3]。

通過對實測功率曲線計算流程的分析不難發(fā)現(xiàn)，在最終得到的實測功率曲線上，每個點都已經(jīng)帶有區(qū)間屬性。

由式（1）可知，優(yōu)化算法使用的就是實測功率曲線上的點，無需初始條件的假設(shè)，可避免因為引入初始條件而導(dǎo)致的計算誤差。

3 結(jié)語

總之，設(shè)備是保障企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的重要基礎(chǔ)，風力發(fā)電企業(yè)亦是如此。風力發(fā)電企業(yè)應(yīng)重視風電場機組的運行狀態(tài)，有效統(tǒng)計和分析風電機組的運行數(shù)據(jù)，對風電場的主要指標進行統(tǒng)計和分析，并找到發(fā)電量損失的原因，制定針對性強的措施，從而減少電量損失，增加發(fā)電量，進而推動電力事業(yè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。