風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估及發(fā)電量提升

1、風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估及發(fā)電量提升要點(diǎn)技術(shù)成就內(nèi)容風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估及發(fā)電量提升2015-03-151、 刖百。經(jīng)過幾年的風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)與發(fā)展，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)十分巨大，風(fēng) 電的迅猛發(fā)展無疑帶來了巨大的機(jī)會(huì)，但同時(shí)也帶來了巨大挑戰(zhàn)，已建成風(fēng)電場(chǎng)本質(zhì)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益存在必然的問題。風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目后評(píng)估是指對(duì)已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)、執(zhí)行過程、效益、作用和影響等進(jìn)行的系統(tǒng)、客觀的剖析和討論。經(jīng)過對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)實(shí)踐的 檢查總結(jié)和剖析討論，確定項(xiàng)目預(yù)期的目標(biāo)可否達(dá)到。項(xiàng)目的主要效益指標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到必然成績(jī)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)、提出建議、改進(jìn)工作、不斷 提升后續(xù)項(xiàng)目的決策水平和投資奏效的目的。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電行

2、業(yè)來說， 全面而適時(shí)的風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的后評(píng)估將會(huì)為行業(yè)的健康和連續(xù)發(fā)展供應(yīng)指導(dǎo)和警示作用。風(fēng)電機(jī)組本質(zhì)運(yùn)行環(huán)境千差萬別，溫度、地形、海拔存在差異；風(fēng)電機(jī)組本 質(zhì)運(yùn)行工況也存在差異，包括風(fēng)速、空氣密度、湍流強(qiáng)度、風(fēng)向等；而同一風(fēng)電場(chǎng) 的機(jī)組每臺(tái)機(jī)組間由于設(shè)計(jì)、制造、安裝等誤差也存在個(gè)體性能差異。目前，在運(yùn)風(fēng)場(chǎng)中同一機(jī)型基本采用相同的控制策略。若是可以依照環(huán)境差異、運(yùn)行工況差異和機(jī)組個(gè)體性能差異來調(diào)整風(fēng)電機(jī)組的控制策略，就可以充分挖掘每臺(tái)機(jī)組的發(fā)電潛力，必然會(huì)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。不僅將風(fēng)力發(fā)電項(xiàng) 發(fā)電量?jī)?yōu)化等有效本成就提出了一種通過后評(píng)估對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行討論， 目后評(píng)估信息反響到將來項(xiàng)目開發(fā)

3、中去，而且經(jīng)過數(shù)據(jù)剖析,手段對(duì)運(yùn)行中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)，提升風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率。2、 成就的主要用途和技術(shù)原理。一般來說，在項(xiàng)目周期中的每一個(gè)階段幾乎都需要評(píng)估。項(xiàng)目的評(píng)估系統(tǒng)包括前評(píng)估、追蹤評(píng)估（中期評(píng)估）和后評(píng)估。由于后評(píng)估的時(shí)點(diǎn)、目的、功能不一樣樣 于前評(píng)估和追蹤評(píng)估，所以它擁有不可以取代的作用。對(duì)已運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行必要的 后評(píng)估，實(shí)時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題并加以解決，可以用于指導(dǎo)風(fēng)電場(chǎng)的先期建設(shè)及后期運(yùn)行管理。本成就經(jīng)過對(duì)運(yùn)行期間的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)的地形地貌等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析，并經(jīng)過風(fēng)資源評(píng)估軟件 wasp, windpro對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行建模計(jì)算，得出風(fēng)電場(chǎng) 理論發(fā)電量， 并結(jié)合本質(zhì)運(yùn)行數(shù)據(jù)和

4、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮環(huán)境因素后對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量進(jìn)行科學(xué)的折減。 經(jīng)過對(duì)已投產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的本質(zhì)運(yùn)行情況和預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行比 較，察看項(xiàng)目投資決策過程的正確性和預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，發(fā)現(xiàn)問題并查明原因。本成就可以依照環(huán)境差異、運(yùn)行工況差異和機(jī)組個(gè)體性能差異來調(diào)整風(fēng)電機(jī)組 的控制策略，比方：減小風(fēng)機(jī)的偏航誤差，提升風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)精度；調(diào)整追蹤最優(yōu)功率 模態(tài)參數(shù)，使機(jī)組在不一樣樣運(yùn)行環(huán)境下的 Cp值最大；校準(zhǔn)葉片的參照零位和工 作角度隨工況實(shí)時(shí)調(diào)整，使葉片處于最優(yōu)的工作角度等等。優(yōu)化風(fēng)機(jī)控制參數(shù)可 以在不增加大量硬件投入的情況下，充分挖掘每臺(tái)機(jī)組的發(fā)電潛力，提升發(fā)電效率。三、要點(diǎn)技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)。本成就在風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估、經(jīng)過

5、差異化控制提升發(fā)電量等要點(diǎn)技術(shù)方面獲取創(chuàng) 新，詳盡以下：1、 已運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估。運(yùn)用風(fēng)資源評(píng)估軟件對(duì)已運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行建模，并計(jì)算各個(gè)風(fēng)機(jī)點(diǎn)位的發(fā)電量， 計(jì)算發(fā)電量與本質(zhì)運(yùn)行期間的發(fā)電量進(jìn)行比 較，剖析風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電運(yùn)行期間的發(fā)電情況，并找出發(fā)電較差的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行剖析，技術(shù)改進(jìn)。2、 經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)挖掘剖析與仿真計(jì)算，研究溫度、海拔、空氣密度等環(huán)境參數(shù)差異對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電效率的影響；研究風(fēng)系統(tǒng)造誤差、安裝誤差、 設(shè)計(jì)誤差、部件變形磨損、葉片污垢結(jié)冰等個(gè)體差異因素對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電效 率的影響；研究風(fēng)湍流、風(fēng)向、風(fēng)機(jī)尾流等風(fēng)資源特點(diǎn)差異對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電 效率的影響。 針對(duì)影響風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量的諸多環(huán)境因素，優(yōu)化機(jī)組控制

6、參數(shù)，如變槳角度、偏航角度、切入切出策略等。3、 優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組功率控制策略。針對(duì)不一樣樣風(fēng)速，控制系統(tǒng)給出合適的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩設(shè)定值， 使葉片運(yùn)行在葉尖速比條件下，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片效率達(dá)到最優(yōu)值。同時(shí)經(jīng)過精確計(jì)算擴(kuò)大并設(shè)定最合理的發(fā)電運(yùn)行轉(zhuǎn)速范 圍，使風(fēng)電機(jī)組在更寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)以最優(yōu)葉尖速比狀態(tài)運(yùn)行工作。拓風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估及發(fā)電量提升風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估及發(fā)電量提升寬機(jī)組最正確風(fēng)能利用區(qū)間，提升風(fēng)能利用系數(shù)和發(fā)電量。四、經(jīng)過數(shù)據(jù)查新檢索，闡述本成就與同類先進(jìn)成就技術(shù)指標(biāo)比對(duì)剖析情況。土地資源困窮和環(huán)境保護(hù)等問題日但是，很多風(fēng)電場(chǎng)本質(zhì)發(fā)電水平 在這種情況下，風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)隨著風(fēng)電裝機(jī)容量和上網(wǎng)電量的逐漸增加， 益

7、嚴(yán)重，風(fēng)電的發(fā)電效率被推到更加重要的地址。 無法達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期是我國(guó)風(fēng)電發(fā)展寬泛存在的問題 估顯得特別重要，目前，外國(guó)做的很多，國(guó)內(nèi)這方面的工作也在陸續(xù)張開努力降低風(fēng)力發(fā)電成本， 是推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電的重要一環(huán)，在降低成本的諸多因素中從技術(shù)上提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的年發(fā)電量是重要的一個(gè)方面。比方增大葉輪直徑，進(jìn)而增大受風(fēng)面積、增加塔筒高度來提升年平均風(fēng)速等，但是提升風(fēng)電機(jī)組的硬件水平無疑增加了設(shè)計(jì)難度與制造成本，而且對(duì)于陸上風(fēng)電場(chǎng)，日益大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)輸， 安裝存在相當(dāng)?shù)睦щy。 在不改變現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上提升風(fēng) 電場(chǎng)的發(fā)電能力成為企業(yè)共同追趕的目標(biāo)。以華能煙墩第四風(fēng)電場(chǎng)為例，依照所搭建的風(fēng)電場(chǎng)模型，可以

8、計(jì)算出每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的理論發(fā)電量， 經(jīng)過估計(jì)發(fā)電量折減系數(shù)，獲取計(jì)算的上網(wǎng)電量， 并與本質(zhì)發(fā)電結(jié)果比較，見表格以下：計(jì)算理論發(fā)電量4j減系數(shù)計(jì)算上網(wǎng)電量本質(zhì)上網(wǎng)電量14722817.12%122072121901在近似項(xiàng)當(dāng)先期設(shè)計(jì)階段， 發(fā)電量綜合折減系數(shù)取值平時(shí)較大， 經(jīng)過本成就 對(duì)于發(fā)電量折減系數(shù)的評(píng)估，可為將來風(fēng)電項(xiàng)當(dāng)先期設(shè)計(jì)供應(yīng)參照。經(jīng)過對(duì)風(fēng)電機(jī)組的評(píng)估剖析， 機(jī)組存在問題以下：偏航誤差精度不高、葉片 工作地址不是最優(yōu)、追蹤最優(yōu)功率模態(tài)參數(shù)在該運(yùn)行環(huán)境下不是最優(yōu)等， 經(jīng)過對(duì)風(fēng) 機(jī)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，風(fēng)電機(jī)組功率曲線明顯提升，詳見以以下圖：風(fēng)速(m/s)發(fā)電量：發(fā)電量是表現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組綜合性能的

9、要點(diǎn)指標(biāo),將優(yōu)化前后的功率曲線在該風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行期間風(fēng)況下的發(fā)電量進(jìn)行比對(duì)。剖析以下:第一給出發(fā)電量計(jì)算公式:cutoutE -Y P(V ) f (V ) dVcutinP(V)-功率曲線，即發(fā)電能力是風(fēng)速的函數(shù)f(v)-風(fēng)速weibull分布概率密度函數(shù)E年發(fā)電量Y- 一年的小時(shí)數(shù)，取 8760.其次定義風(fēng)電場(chǎng)參數(shù)以下：空氣密度：P;70m輪轂高度處平均風(fēng)速：；由此計(jì)算得出優(yōu)化前后風(fēng)電機(jī)組的單臺(tái)發(fā)電量以下SL3000/113優(yōu)化前優(yōu)化后發(fā)電早增加百分比單臺(tái)年發(fā)電量(GWh)7.01.1.89%從上表可以看出，經(jīng)過更正風(fēng)機(jī)的控制參數(shù)來提升風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量沒有增加硬件成本，發(fā)電量明顯提升。五、經(jīng)濟(jì)

10、及社會(huì)效益情況能源和環(huán)境是全球共同面對(duì)的重要問題，加快開發(fā)利用可再生能源是解決人類能源和環(huán)境問題的必由之路。風(fēng)電是目前技術(shù)最成熟、最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、且極具 發(fā)展?jié)摿Φ男履茉窗l(fā)電技術(shù)。截止2013年關(guān)，全國(guó)累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá) 7716萬千瓦，對(duì)已運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行必 要的后評(píng)估，可以用于指導(dǎo)風(fēng)電場(chǎng)的先期建設(shè)及后期運(yùn)行管理，經(jīng)過優(yōu)化風(fēng)機(jī)的控制參數(shù)來提升發(fā)電能力，進(jìn)而最大化的提升發(fā)電企業(yè)的盈利水平。以華能煙墩風(fēng)電場(chǎng)為例，本成就經(jīng)過優(yōu)化風(fēng)機(jī)控制參數(shù)可以提升單機(jī)發(fā)電量1.89%。折合運(yùn)行期間年發(fā)電量11286萬元，考慮到全國(guó)現(xiàn)有大量已裝機(jī)的風(fēng)電 機(jī)組，本成就若是在全國(guó)范圍內(nèi)介紹，將實(shí)現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。六、專利情況發(fā)明專利：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)與載荷綜合評(píng)估系統(tǒng)及評(píng)估方法專利號(hào):風(fēng)電