張 陸

華能國際電力股份有限公司廣西清潔能源分公司 廣西 南寧 530000

1 引言

在國家全力推進高質量發(fā)展的關鍵時期內(nèi),風電產(chǎn)業(yè)作為重要的新能源產(chǎn)業(yè)面臨著提質增效的要求。近年來,風電產(chǎn)業(yè)裝機規(guī)模日益增大,要實現(xiàn)高質量發(fā)展必須借助科技的力量實現(xiàn)更好地運營管理目標。本文主要從三個方面對如何實現(xiàn)大型風電場發(fā)電運行提質增效目標談一下自己的看法,旨在推動我國風電產(chǎn)業(yè)健康蓬勃發(fā)展,加快走上高質量發(fā)展道路。

2 借助信息化技術提質增效

對于大型風電場而言,大多是分布式,風電場容量小而地理位置分散,這種情況下,采用傳統(tǒng)的風電運行管理模式需要很多的生產(chǎn)人員和運維人員,人工成本很高,不利于提質增效目標的實現(xiàn)。借助信息化技術以網(wǎng)絡化思維對風電場進行控制將人工體力和腦力用信息化設備和信息化技術所代替,不僅節(jié)約了人工成本,而且可以大大提升風電場運行效率。近年來,智慧化生產(chǎn)管理模式成為風電場運行管理的主流發(fā)展趨勢,通過信息化技術實現(xiàn)風電場的高效管理。對風機設備來說,利用信息技術可以實現(xiàn)風機的自我調(diào)節(jié)、風險診斷和隱患排查、對重大故障直接啟動安全控制機制。對風電場來說,利用信息化技術可以實現(xiàn)自主控制和自主優(yōu)化,對風力環(huán)境以及電網(wǎng)環(huán)境進行快速反應,使風電場運行狀態(tài)調(diào)整到最佳狀態(tài)。基于信息化技術的集控系統(tǒng)可以對風電場多方面因素進行統(tǒng)籌分析,制定最佳的運行策略,實現(xiàn)智能化運維。利用信息化技術構建風電場運營管理平臺,依托云計算技術、大數(shù)據(jù)技術采集更多維度的數(shù)據(jù),豐富風電場運行數(shù)據(jù)庫,并對數(shù)據(jù)進行更加準確的分類,幫助工作人員獲取到更加及時客觀的風電運行信息,便于作出最佳策略。隨著風電場運行數(shù)據(jù)庫的逐漸增大,可以更好地挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值,分析影響風電場運行中受到的不利因素,建立更科學的數(shù)學模型,優(yōu)化運行策略,更精準地滿足風電場運行需求。

3 圍繞發(fā)電功率值的提質增效

風電場機組裝機臺數(shù)越來越多,但是隨著風電設備服役時間的延長,設備損耗、設備老化是導致發(fā)電量下降的重要因素。風電場經(jīng)濟效益的提升是一個長期的過程,從投資回報率上看需要20～25年,因此要想實現(xiàn)提質增效的目標,對風電機組設備的發(fā)電功率進行研究,盡可能提升風電機組發(fā)電量是重要的途徑。提高風電機組發(fā)電功率的方式包括對風電場機組運行參數(shù)進行調(diào)整,對風電機組的運行控制策略進行優(yōu)化。借助空氣動力學仿真模型,對機組設備發(fā)電功率損耗進行補償優(yōu)化,挖掘風電機組的發(fā)電潛能,提高風電機組發(fā)電量。對于風電場來說,由于風能具有間歇性特征,因此對風電機組發(fā)電功率進行精準預測較難,繼而很難對風電有功功率進行控制。為了更好地利用風能,提高風電機組發(fā)電量對風電有功功率進行控制。如在保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行的條件下,以電網(wǎng)能夠接納的能力來計算出風電場發(fā)電功率上限。根據(jù)上限值來平衡好各部分風電機組的發(fā)電狀態(tài),當?shù)陀谏舷拗禃r,風電機組可進行自由發(fā)電,當超出上限值時,可啟動其他空閑的風電機組進行發(fā)電,更好地利用風能資源,同時提高風電場發(fā)電量。近年來,越來越多的風電功率預測技術涌現(xiàn)出來,為更準確地預測風電功率提供了支持。如采用NWP數(shù)據(jù)處理服務器從網(wǎng)絡上下載氣象部門發(fā)布的天氣預報信息,然后通過系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理軟件,在預測算法等數(shù)據(jù)技術的支持下解析出風電場所處地域的風能資源信息,并將這些數(shù)據(jù)轉化成特定的格式存入數(shù)據(jù)庫。利用預測算法技術可以對風電場環(huán)境的風速進行進行預測,繼而預測出發(fā)電功率。利用風電功率預測系統(tǒng),將氣象預報數(shù)據(jù)、實時氣象數(shù)據(jù)、風電機組實時輸出功率、逆變機組狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)籌分析,實現(xiàn)對風電場短期功率的準確預測。

4 依靠控制技術提質增效

風電場所處的環(huán)境十分多變,在雷雨、風沙、烈日等不同的天氣環(huán)境中,風電場運行控制技術水平的高低對發(fā)電質量和發(fā)電效率影響較大。通過多種控制技術實現(xiàn)風電場運行提質增效目標是一條重要途徑。如采用空氣自密度采集設備來獲取空氣密度值,經(jīng)過控制技術進行邏輯計算后判斷出空氣密度對應的情況,然后根據(jù)控制技術判斷的結果來發(fā)出操作指令,對風機轉速進行調(diào)整,使風機機組運行狀態(tài)與實際風力環(huán)境更匹配,提升風機發(fā)電量。在風電機組長時期運行的過程中,機組設備機械動能會轉化為部分熱能,因此導致機組內(nèi)部有部分熱量,這部分熱量不能夠及時被排出會影響到機組設備的使用性能和使用壽命。對這種情況可借助熱交換控制技術對機組內(nèi)部的熱量分布情況進行分析,幫助機組內(nèi)部熱量散發(fā),保證機組內(nèi)部環(huán)境溫度處于正常范圍,延長機組設備壽命。風力設備在運行時容易在下游形成尾流區(qū),容易給處于尾流區(qū)的風機運行帶來不利影響。為了優(yōu)化風電場整體運行工況,采用尾流協(xié)同控制技術使每一臺風電機組能夠更好地滿足風電場的總體效益,實現(xiàn)各個機組運行協(xié)調(diào)性,減少風電場因尾流效應而造成的損經(jīng)濟損失。

5 結語

綜上所述,風電場越來越大型化,在實際的運行過程中,科學的運行管理技術是實現(xiàn)風電場提質增效目標的重要途徑。通過借助信息化技術、圍繞發(fā)電功率值以及依靠控制技術可以減少機組運行中的損耗,實現(xiàn)對機組的優(yōu)化控制,提高機組發(fā)電量,使風電場更高效的運行,推動提質增效目標的加快實現(xiàn)。