巨吉賢

【摘 要】隨著風電場風機研究的不斷進步，研究其尾流及其迭加模型凸顯出重要意義。本文首先介紹了風電場風機尾流現(xiàn)狀，分析了風電場風機尾流特點與標準化管理的適應(yīng)性。在研究風電場風機尾流能量管理系統(tǒng)設(shè)計的同時，探討了對風電場風機尾流迭加模型。

【關(guān)鍵詞】風電場；風機尾流；迭加模型；研究

一、前言

作為風電場工作的一個重要方面，風機尾流在近期得到了長足的發(fā)展。研究風電場風機尾流及其迭加模型能夠更好地指導(dǎo)該項工作的開展，從而保證可靠的風電效果。本文從介紹風電場風機尾流現(xiàn)狀著手本課題的研究。

二、風電場風機尾流現(xiàn)狀

1.產(chǎn)品質(zhì)量方面

從運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，國產(chǎn)機組整體產(chǎn)品質(zhì)量明顯低于進口機組，大量國產(chǎn)風電機組的設(shè)計和制造在全壽命周期成本方面缺乏考慮，特殊環(huán)境條件的適應(yīng)性設(shè)計欠缺，可靠性低，易維護性差，頻繁故障導(dǎo)致機組可利用率下降，發(fā)電量損失嚴重。

2.維護人員專業(yè)素質(zhì)方面

風電場人員專業(yè)素質(zhì)和管理能力尚處于積累階段，預(yù)判設(shè)備缺陷的技術(shù)手段不足，運維工作缺乏規(guī)范和標準文件指導(dǎo)，導(dǎo)致維修恢復(fù)周期普遍偏長，進一步損失發(fā)電量。

3.先進維護技術(shù)方面

目前風電機組的維護模式主要是定期維護和故障檢修，定期維護內(nèi)容主要是定性檢查，缺乏準確反映設(shè)備準確狀態(tài)的預(yù)防性和診斷性試驗技術(shù)，在線監(jiān)測技術(shù)匱乏，尚未形成基于SCADA監(jiān)控數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、離線試驗數(shù)據(jù)的綜合故障預(yù)測技術(shù)體系，不利于故障早期發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致大部件損壞事故損失嚴重。

三、風電場風機尾流特點與標準化管理的適應(yīng)性

1.管理制度剛剛起步，專業(yè)人才缺乏。因為近年風電場建造的迅猛發(fā)展，風電行業(yè)當前不管從人才培養(yǎng)、管理經(jīng)驗、技術(shù)儲藏、行業(yè)監(jiān)管方面都處在初級階段，風電場現(xiàn)場運轉(zhuǎn)保護的專業(yè)人員和管理人員明顯缺乏，很多風電場不得不讓新結(jié)業(yè)的大學(xué)生在未經(jīng)訓(xùn)練合格的狀況下，倉促上崗，這成為風電場安全生產(chǎn)管理過程中的一大危險，因而制定老練和操作性強的工作文件作為輔導(dǎo)，能夠起到強化訓(xùn)練、強化行業(yè)監(jiān)管的作用。

2.系統(tǒng)相對簡單，重復(fù)設(shè)備多。風電場設(shè)備首要包含變電站、風電機組、集電線路、控制系統(tǒng)等，設(shè)備多是獨立的重復(fù)的設(shè)備，且自動化程度較高，所以工作量主要集中維修保護方面，這種狀況合適采用標準化工作文件進行操作和維修保護。

3.運營形式出現(xiàn)多樣化特色，管理基礎(chǔ)薄弱。風電場運轉(zhuǎn)與火力發(fā)電廠運轉(zhuǎn)差異較大，當前通常有三種運轉(zhuǎn)保護形式：業(yè)主自立運轉(zhuǎn)保護；托付廠家保護；第三方運轉(zhuǎn)保護，但不管那種方式，都存在機組臺數(shù)多且渙散、高空工作多，受各種惡劣的氣候影響大等諸多限制，所以照搬火電廠的管理形式并不可取，需要在參閱火電廠管理的基礎(chǔ)上，探索一條合適風電機組特色的管理形式，一起因為風電場投產(chǎn)時刻都相對較短，通常的新能源公司只要2-3年的管理風電場經(jīng)歷，且通常風場管理人員都需身兼前期、基建、運營管理等多重任務(wù)，所以就造成了風場管理人員通常只忙于建造，通常忽略風場的正常管理制度，在規(guī)定制定、設(shè)備基礎(chǔ)管理方面通常是缺乏狀態(tài)，需要不斷彌補和完善有關(guān)的規(guī)章制度和工作文件。

四、風電場風機尾流能量管理系統(tǒng)設(shè)計

1.總體設(shè)計

根據(jù)國家電網(wǎng)公司《風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的要求，風電場能量管理系統(tǒng)必須具有對有功、無功功率輸出可控的能力。整個系統(tǒng)根據(jù)風速、電網(wǎng)調(diào)度的指令和功率的反饋信號，進行分析計算后給風電場中的每臺風電機組下發(fā)功率限制值，風電機組接收指令后進行快速響應(yīng)，從而實現(xiàn)整個風電場的功率控制。

2.功率分配算法

在整個風電場能量管理系統(tǒng)中，控制算法是重中之重，它直接影響到功率控制的效果，從而影響到整個風電場的輸出穩(wěn)定性。為了使風電場輸出功率滿足電網(wǎng)的調(diào)度要求，降低對電網(wǎng)的影響，就需要合理的功率分配算法對有功、無功功率進行準確的分配。

有功功率分配主要有固定比例分配算法和變比例分配算法。固定比例分配算法根據(jù)額定容量大的風電機組分配有功功率多的原則進行分配，該類方法粗略地計算有功功率設(shè)定值。實際上，在風電場運行時，每臺機組實際的發(fā)電功率與風速有關(guān)，因此機組所發(fā)的功率可能達不到給定值。變比例分配算法主要是根據(jù)實時風速預(yù)測風電機組的有功輸出功率值，按照出力大的機組分配多的原則進行分配。本系統(tǒng)采用變比例分配算法進行有功分配，根據(jù)機組的實際運行狀態(tài)、實時功率、風速等信息，進行合理精確的有功功率分配。

無功功率分配主要有按照等功率因素分配法和根據(jù)無功容量比例分配法。等功率因素分配算法能保證每臺機組功率因素相等，避免了出現(xiàn)某些機組有功、無功輸出不協(xié)調(diào)超出極限的可能性。根據(jù)無功容量比例分配法利用各臺風電機組實時狀態(tài)信息計算當前無功調(diào)節(jié)范圍，根據(jù)所得值進行分配，盡可能使每臺機組發(fā)出或者吸收的無功功率在機組的無功極限范圍內(nèi)，并能充分發(fā)揮每臺機組的無功調(diào)節(jié)潛力。

五、對風電場風機尾流迭加模型的探討

風力發(fā)電運行的維護結(jié)果將直接影響風電場的發(fā)電量并使其實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升，風力發(fā)電機本身也可以經(jīng)過維護與檢修工作來維持其性能的完美實現(xiàn)，因此就需要我們在日常的工作中，及時發(fā)現(xiàn)并保證風力發(fā)電機的故障隱患，及時將其進行有效的排除工作使其在一定的程度上減少故障的發(fā)生。

1.定期維護工作概況分析

風力發(fā)電機要想保持最佳的工作狀態(tài)并延長其使用壽命這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要我們進項風力發(fā)電機的定期維護工作。其主要包括風力發(fā)電機的聯(lián)接件的檢查工作、特別是在螺栓力矩的檢查工作方面與各個傳動部件之間的潤滑性能以及各項測試功能得到有力的保障。

關(guān)于風力發(fā)電機的正常運行方面，因為螺栓各部件的聯(lián)接由于運行環(huán)境的影響產(chǎn)生各種震動，并使其發(fā)生極度松動現(xiàn)象。如果忽略這一現(xiàn)象仍繼續(xù)工作的話就會使連接部分進行受力不均產(chǎn)生的局部被剪切的出現(xiàn)，所以我們要對點解部件進行定期的檢查工作以保證螺栓力矩的問題及時被發(fā)現(xiàn)并得以有效解決。

風力發(fā)電機的潤滑系統(tǒng)由稀油潤滑與干油潤滑兩種方式，風力發(fā)電機的齒輪箱與偏航減速齒輪箱就是以稀油潤滑作為主要方式，主要的維護方法就是采取化驗與補加工作，如果出現(xiàn)潤滑油的無法繼續(xù)使用就必須進行更換。對液壓系統(tǒng)的各個元件進行定值測試等工作，還要對控制器的極限定值進行測試。

2.對于日常維護工作的開展

（一）看、對于風力發(fā)電機內(nèi)的梯子與安全平臺的聯(lián)接牢固情況進行觀察，如果沒有出現(xiàn)螺栓松動的現(xiàn)象、風力發(fā)電機的控制柜內(nèi)電纜線沒有出現(xiàn)松動也沒有異味、沒有存在夾板的移位、扭纜傳感器的拉環(huán)的完好程度、偏航器的潤滑方面、齒輪箱油位以及液壓油是否出現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象，液壓站的表計壓力沒有出現(xiàn)異常情況，旋轉(zhuǎn)部件以及轉(zhuǎn)動部件沒有磨損現(xiàn)象或者出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，各油管之間沒有出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象、齒輪油以及液壓油的濾清器是否指標正常等等，這些項目都需要進行細心的檢查以防止泄漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（二）聽、對控制柜中的放電聲音進行仔細聆聽，如果發(fā)現(xiàn)異常聲音就要檢查并判斷有不良接觸的接線端子，需要進行重點的檢查工作。當聽到偏航時有沒有出現(xiàn)干磨現(xiàn)象的聲音，如果聽到齒輪箱與發(fā)電機軸承是否出現(xiàn)不正常運作的想象，在閘盤與閘墊之間的異常聲響方面進行仔細的測量工作，最后就是對葉片的切風聲音的異常情況進行判斷。

六、結(jié)束語

通過對風電場風機尾流及其迭加模型的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項設(shè)備的特殊性決定了其應(yīng)該被賦予更多的研究，有關(guān)人員應(yīng)該從風電場的客觀實際出發(fā)，充分利用多項技術(shù)優(yōu)勢，研究制定最為優(yōu)化的風機尾流迭加模型。

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