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(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期內(nèi),風(fēng)電產(chǎn)業(yè)作為重要的新能源產(chǎn)業(yè)面臨著提質(zhì)增效的要求。近年來,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)裝機(jī)規(guī)模日益增大,要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展必須借助科技的力量實(shí)現(xiàn)更好地運(yùn)營管理目標(biāo)。本文主要從三個(gè)方面對(duì)如何實(shí)現(xiàn)大型風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電運(yùn)行提質(zhì)增效目標(biāo)談一下自己的看法,旨在推動(dòng)我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康蓬勃發(fā)展,加快走上高質(zhì)量發(fā)展道路。

2 借助信息化技術(shù)提質(zhì)增效

對(duì)于大型風(fēng)電場(chǎng)而言,大多是分布式,風(fēng)電場(chǎng)容量小而地理位置分散,這種情況下,采用傳統(tǒng)的風(fēng)電運(yùn)行管理模式需要很多的生產(chǎn)人員和運(yùn)維人員,人工成本很高,不利于提質(zhì)增效目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。借助信息化技術(shù)以網(wǎng)絡(luò)化思維對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行控制將人工體力和腦力用信息化設(shè)備和信息化技術(shù)所代替,不僅節(jié)約了人工成本,而且可以大大提升風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行效率。近年來,智慧化生產(chǎn)管理模式成為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行管理的主流發(fā)展趨勢(shì),通過信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的高效管理。對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備來說,利用信息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的自我調(diào)節(jié)、風(fēng)險(xiǎn)診斷和隱患排查、對(duì)重大故障直接啟動(dòng)安全控制機(jī)制。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)來說,利用信息化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自主控制和自主優(yōu)化,對(duì)風(fēng)力環(huán)境以及電網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行快速反應(yīng),使風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整到最佳狀態(tài)。基于信息化技術(shù)的集控系統(tǒng)可以對(duì)風(fēng)電場(chǎng)多方面因素進(jìn)行統(tǒng)籌分析,制定最佳的運(yùn)行策略,實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維。利用信息化技術(shù)構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營管理平臺(tái),依托云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)采集更多維度的數(shù)據(jù),豐富風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的分類,幫助工作人員獲取到更加及時(shí)客觀的風(fēng)電運(yùn)行信息,便于作出最佳策略。隨著風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)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(jià)值,分析影響風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行中受到的不利因素,建立更科學(xué)的數(shù)學(xué)模型,優(yōu)化運(yùn)行策略,更精準(zhǔn)地滿足風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行需求。

3 圍繞發(fā)電功率值的提質(zhì)增效

風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組裝機(jī)臺(tái)數(shù)越來越多,但是隨著風(fēng)電設(shè)備服役時(shí)間的延長,設(shè)備損耗、設(shè)備老化是導(dǎo)致發(fā)電量下降的重要因素。風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的提升是一個(gè)長期的過程,從投資回報(bào)率上看需要20～25年,因此要想實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的目標(biāo),對(duì)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的發(fā)電功率進(jìn)行研究,盡可能提升風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量是重要的途徑。提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電功率的方式包括對(duì)風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行控制策略進(jìn)行優(yōu)化。借助空氣動(dòng)力學(xué)仿真模型,對(duì)機(jī)組設(shè)備發(fā)電功率損耗進(jìn)行補(bǔ)償優(yōu)化,挖掘風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電潛能,提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量。對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)來說,由于風(fēng)能具有間歇性特征,因此對(duì)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電功率進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)較難,繼而很難對(duì)風(fēng)電有功功率進(jìn)行控制。為了更好地利用風(fēng)能,提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量對(duì)風(fēng)電有功功率進(jìn)行控制。如在保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件下,以電網(wǎng)能夠接納的能力來計(jì)算出風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率上限。根據(jù)上限值來平衡好各部分風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電狀態(tài),當(dāng)?shù)陀谏舷拗禃r(shí),風(fēng)電機(jī)組可進(jìn)行自由發(fā)電,當(dāng)超出上限值時(shí),可啟動(dòng)其他空閑的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電,更好地利用風(fēng)能資源,同時(shí)提高風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量。近年來,越來越多的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)涌現(xiàn)出來,為更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)風(fēng)電功率提供了支持。如采用NWP數(shù)據(jù)處理服務(wù)器從網(wǎng)絡(luò)上下載氣象部門發(fā)布的天氣預(yù)報(bào)信息,然后通過系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理軟件,在預(yù)測(cè)算法等數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下解析出風(fēng)電場(chǎng)所處地域的風(fēng)能資源信息,并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成特定的格式存入數(shù)據(jù)庫。利用預(yù)測(cè)算法技術(shù)可以對(duì)風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境的風(fēng)速進(jìn)行進(jìn)行預(yù)測(cè),繼而預(yù)測(cè)出發(fā)電功率。利用風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),將氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)、風(fēng)電機(jī)組實(shí)時(shí)輸出功率、逆變機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)籌分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)短期功率的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

4 依靠控制技術(shù)提質(zhì)增效

風(fēng)電場(chǎng)所處的環(huán)境十分多變,在雷雨、風(fēng)沙、烈日等不同的天氣環(huán)境中,風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行控制技術(shù)水平的高低對(duì)發(fā)電質(zhì)量和發(fā)電效率影響較大。通過多種控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行提質(zhì)增效目標(biāo)是一條重要途徑。如采用空氣自密度采集設(shè)備來獲取空氣密度值,經(jīng)過控制技術(shù)進(jìn)行邏輯計(jì)算后判斷出空氣密度對(duì)應(yīng)的情況,然后根據(jù)控制技術(shù)判斷的結(jié)果來發(fā)出操作指令,對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整,使風(fēng)機(jī)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)際風(fēng)力環(huán)境更匹配,提升風(fēng)機(jī)發(fā)電量。在風(fēng)電機(jī)組長時(shí)期運(yùn)行的過程中,機(jī)組設(shè)備機(jī)械動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為部分熱能,因此導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)部有部分熱量,這部分熱量不能夠及時(shí)被排出會(huì)影響到機(jī)組設(shè)備的使用性能和使用壽命。對(duì)這種情況可借助熱交換控制技術(shù)對(duì)機(jī)組內(nèi)部的熱量分布情況進(jìn)行分析,幫助機(jī)組內(nèi)部熱量散發(fā),保證機(jī)組內(nèi)部環(huán)境溫度處于正常范圍,延長機(jī)組設(shè)備壽命。風(fēng)力設(shè)備在運(yùn)行時(shí)容易在下游形成尾流區(qū),容易給處于尾流區(qū)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行帶來不利影響。為了優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)整體運(yùn)行工況,采用尾流協(xié)同控制技術(shù)使每一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組能夠更好地滿足風(fēng)電場(chǎng)的總體效益,實(shí)現(xiàn)各個(gè)機(jī)組運(yùn)行協(xié)調(diào)性,減少風(fēng)電場(chǎng)因尾流效應(yīng)而造成的損經(jīng)濟(jì)損失。

5 結(jié)語

綜上所述,風(fēng)電場(chǎng)越來越大型化,在實(shí)際的運(yùn)行過程中,科學(xué)的運(yùn)行管理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)提質(zhì)增效目標(biāo)的重要途徑。通過借助信息化技術(shù)、圍繞發(fā)電功率值以及依靠控制技術(shù)可以減少機(jī)組運(yùn)行中的損耗,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的優(yōu)化控制,提高機(jī)組發(fā)電量,使風(fēng)電場(chǎng)更高效的運(yùn)行,推動(dòng)提質(zhì)增效目標(biāo)的加快實(shí)現(xiàn)。