北京鉴衡韩磊:可用五种方法评估风机效率

能见App 2021年10月20日 2797

2021年10月17日-20日,2021北京国际风能大会暨展览会(CWP 2021)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京。

本届大会以“碳中和——风电发展的新机遇”为主题,历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“国际成熟风电市场发展动态及投资机会”“国际新兴风电市场发展动态及投资机会”“风电设备智能运维论坛”“碳达峰碳中和加速能源转型”等不同主题的15个分论坛。能见App全程直播本次大会。

其中,10月20日中东南部风电发展论坛隆重召开。北京鉴衡认证中心有限公司解决方案工程师韩磊出席会议并演讲。

以下为发言全文:

韩磊:各位风电行业的前辈和各位同仁大家上午好,我是北京鉴横认证中心的韩磊,目前介绍一下我们整个的低效机组怎样来辨识的,大家都会有这样一个想法,就是我们什么样的机组才算是一个低效的,再一个我们辨识低效机组是要做什么,有什么用,我今天就跟大家一起分享一下我们现在的一个研究的成果。

首先,就是目前的这样一个政策的情况。就是关于机组机改,它其实2020年辽宁省发了风电项目的建设方案,里面有一些关于我们风电项目的更新和我们的一个等容更新情况。年终那会,宁夏自治区也是发布了机组以大代小的方式,国家在今年年初有这样一个征求意见稿,当然现在也有一些更新了,里面也是说了我们老旧机组这样一个机改升级的内容。相信根据地方和国家这样的一个层面的支持,我们是有理由相信未来关于我们机组他的一个机改的相关政策,肯定是在我们的土地审批还有一些像电网之类的各个方面都会有一个更加细化的要求,然后这个要求当然也是更具有一个实施性的,整个看下来,其实这里也就回答了我们刚才说的一个问题,就是我们低效机组是干嘛低效机组作为我们技改的基础,提供后面方案的一些设计和优化。

另一个问题就是什么样的机组系低效的,后面会跟大家分享一下。

这是目前截止到2019年和2020年这样的一个数据,其实是关于我们老旧机组的,这一块就是因为我们三北地区装机早一些,老旧集中在三北地区,中东南起步晚一点,但是陆陆续续启动了机改和优化的相关工作,也可以说是为我们中东南部以后的工作打一个基础,未雨绸缪。这就是关于1.5兆瓦的基础,以下小容量的基础,目前行业里面装机大概在5.8万台,总的容量达到8700万兆瓦,整个的体量也可以说是非常大,也就是说我们低效机组的情况就是,这个市场可能后续也会比较大。

下面说一下我们整个低效机组的优化包括后面的评价,它是一个怎么样做的。首先,我们肯定是,我们要先找到我们优化的东西,我们先要进行低效机组的辨识,什么样的机组算是低效机组,找到之后才能够针对性的做一些优化方案。就是像它的这个机组,风资源优问题或者风力曲线有问题才能继续往下进行。方案优化的这个方案,我们设计结束之后,肯定要对它的这个可行性做一个评价,这里包括它的一些相关政策的要求还有我们经济性和安全性的评价结果。评价之后肯定就是如果OK的情况下,我们肯定下一步在风电场做一个实施,我们要根据实施情况和运行情况做一个优化效果情况,安全性经济性的符合工作,来进行我们前期方案设计的一些负荷工作。

下面就是跟大家一起分享一下我们现在对于低效机组辨识怎么做,通过现在工程的一些经验我们总结了五个维度,这个里面是其实更多的是广义层面的低效机组,然后就是简单来说,我们这个低效机组认为不符合我们当时的一个预期,这种机组认为是低效的,从五个方面进行的,第一个就是关于各我们发电量,这块分为全场和单机的情况。第二个维度关于我们风电场的经济指标,第三个关于我们机组运行的功能曲线,这一块就是实测和SCADA功率曲线都会用到,第四个关于可利用率这一块,时间可利用率,能量可利用率大家也比较数,第五个就是风资源,一个是宏观场址,第二个是微观点位。

第一个发电量,其实发电量相对来说比较简单,大家现在可能很多电场和我们项目公司也都在使用这种方式,主要通过我们的电网结算单推送我们风电场它的一个等效的小时数,反过来跟我们设计阶段或者技术的合同保证的值做一个对比,这种情况下我们就能很轻易的判断一些机组它是属于低效运行的状态。关于单机发电量,更多不是从电网结算单来,它是通过SCADA发电量进行对比,对比某一些机组相对来说低效的情况,右下角这个图,蓝线是我们担保的发电量,红色的是我们发电厂实际的量,大部分机组都是要低于我们预期的值,这些机组我们从广义上定义为低效机组,相对来说可能这个是五号机组、七号机组和十五、十六这一块,在我们风电厂之内也是比较低也可以作为低效机组,这样便于我们针对这些机组进行相对的优化。

第二个方向我们经济指标。经济指标其实更多的是通过一个盈亏平衡点做的,我们这个IRR也是算是我们财务的书条件,主要是通过财务模型,用这个盈亏平衡点推送一个应发电量,这个对我们发电厂来讲跟我们收益更直观的情况,这个发电量也可以看一下下面的案例,他的这个发电量是2700多小时,也就是说我们在这些年的平均值达到2700,这样我是认为它是达到了一个盈亏的平衡,但是现场实际还是略低一些,就是大概有1.6%这样的一个差异。这种相关的这个机组没有达到要求,我们也可以说它是一个低效的情况。

第三个纬度就是关于我们整个风资源,风资源其实这个也是比较简单的一个纬度,就是直白来讲,通过我们风速做的。这种就是通过场级和机位点级丰富做对比,场级我们整个风电厂年平均风速,像一些青海、内蒙的发电厂,我们本身建立了这个发电厂之后,在上游又建了新的风电厂,新建的对我们原来的影响肯定是比较大的,再一个就是区域的环境条件,气侯的降低也会影响我们整个风资源条件从机位点级别,其实一些选址不合理,这个确实我们在现场预见过这种情况,是在东部沿海这边,当时有一个风电厂,他的机位点离悬崖特别近,在实际仿真和安全性评价,我们的数据都是十分钟左右的数据,这个数据已经把我们很多的比较短期的风况的变化已经平衡掉了,这种情况下就是我们评价的时候它其实是OK的,但是实际运行发现机组经常发生振动的停机,导致整个机组大部分时间都是停滞的状态这种情况下是属于机位点它的一个选址不合理这样的一个情况。

这个也是一个实地,A风电场是2015年B是2018年,主风向是西北偏西的方向,左下角的图是我们针对某一年它的这个风电场各个机位电的风速差值做的,没有折算百分比,用我们实际设计阶段的年平均风速跟我们设计的年平均风速做对比,它实际情况低于我们预期。

第四个就是关于我们功率曲线。功率曲线其实这里需要跟大家强调一点就是我们担保的功率曲线是作为我们参考值,担保的功率曲线大部分都是用动态的功率曲线,但是我们在实际工程中发现,有一些项目可能我实际风电场密度是1.1,但是我们实际签合同的时候保证值对应1.2,它本身就是可以简单理解,就是我们考试的标准答案都已经错了,那我们在答出来的卷子怎么评判肯定是没有的,这是需要注意的情况。当然,就是说实际的功率曲线我们更推荐通过测量的这种方式,而不是SCADA修正,SCADA修正一定有出入。

这个也是对应的案例,就是我们有一套自己的软件,然后做了一个分析。左下角的这个图就是实际的功率曲线和设计的,和担保的一个对比,当然差异比较小,所以基本看不太出来,只有额定看到红蓝两条线有比较明显的差异,这个功率曲线评价出来低于当时我们的一个保证值,也算是一个低效机组。很好的是这个电场做了一个技改,技改也是由我们这边进行评价,这个也是采用叶尖延长的方式,功率曲线也是有大幅度提升,满足我们约定值,就OK了。

第五是可利用率我们常用的是时间的可利用率,大家关注的可能都是时间,实际运行我们更期望是能量可利用率方式进行对比。这里可以举一个比较极端的例子,前半年我们的风是0米,后半年是10米,如果从时间可利用率上来讲我只有50%,后半年我正常稳定运行能量可利用率我是百分之百的,这个本身差异就是比较大,这也是我们实际的案例,大家也可以看见他的机组也是有很多低于我们的保证值,右下角其实我们也是通过自己的这种软件去做的一个分析,关于它的这个能量损失,损失在了哪里,像故障损失,线电导致的,人为的运行,故障更详细拆分,这个根据我们现场情况来定了。

下面就是一个简单的小总结通过这种方式建立广义层面的低效机组辨识的方法还有相对的指标。这个工作其实我们是为我们技改优化奠定了基础,为我们后续技改安全性和评价也是有一些基础工作,提供一些参考。当然这个工作也是反过来支撑我们的后评估和前期的一些设计,为我们提供一些经验。最后想跟大家提一个建议,关于技改的工作,我们有一些机组运行比较好,很OK,我们其实没必要技改,只要改一些我们低效机组就可以了,这种时候我们希望大家拒绝一刀切的技改,今天我的分享就到这里,谢谢大家。

 

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)