头脑风暴：七位嘉宾圆桌论剑“在役风电机组技改优化及效果评价”
能见APP讯：10月19日-21日，2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。21日上午，就“在役风电机组技改优化及效果评价”主题，几位企业代表和专家分别做了主题发言，随后七位嘉宾就“在役风电机组技改优化及效果评价”主题进行了圆桌讨论。
圆桌论坛，在役风电机组技改优化及效果评价
主持人：陈党慧 北京汇智天华科技有限公司，总经理
讨论嘉宾：
张文忠，华电福新能源股份有限公司，副总工程师
辛克锋，大唐新能源试验研究员，党委书记、副院长
周卫华，国华能源投资有限公司，产品部副总经理
Gerhard Gerdes，德国Windguard公司，总经理
史晓鸣，浙江运达风电股份有限公司，技术中心副主任
万宇宾，中车株洲电力机车研究所有限公司，博士、高级主任设计师
李海东，科诺伟业风能设备（北京）有限公司，副总经理
以下为发言全文：
主持人：今天是展会的最后一天，我们的会议室人还很多，说明大家对风电后市场特别是风电机组在役机组的进一步的优化和改进非常的关心，刚才七位演讲嘉宾做了演讲，现在做一个小的讨论，讨论中有业主也有优化技改服务的提供商，首先我把在座的几位嘉宾介绍一下：
张文忠，华电福新能源股份有限公司，副总工程师
辛克锋，大唐新能源试验研究员，党委书记、副院长
周卫华，国华能源投资有限公司，产品部副总经理
Gerhard Gerdes，德国Windguard公司，总经理
史晓鸣，浙江运达风电股份有限公司，技术中心副主任
万宇宾，中车株洲电力机车研究所有限公司，博士、高级主任设计师
李海东，科诺伟业风能设备（北京）有限公司，副总经理
张文忠：上午来的比较早，前面的演讲很精彩，我非常珍惜和大家交流的机会。我是这么看的，我在风电行业年头比较长，现在国内的装机容量在全世界已经遥遥领先了，大家都说中国是风电大国，但是不是风电强国，大而不强，问题是我们的机组可靠性并不好，各类的故障比较频繁，甚至也有恶性事故。另外发电企业经营状况不理想，我们也是惨淡经营，并不是利润多么的丰厚，之所以还满怀激情的在干，是国家有配额制，有目标引导的机制，要求大型发电企业一定要有一定规模的可再生能源，非水电可再生能源的比例，我们的发电企业在努力完成这些目标，世界上风电的新技术不断的在推广应用，这种情况下，对于存量机组后续的改造和提升大有可为，事实证明在一些项目上，对于装机比较早的机组存在的问题进行了改造，现在来看它的运行可靠性是提升了，以前普遍存在的，比如齿轮油温高，负荷高了，或者是天气一热了就是限制出力或者是停机，现在好了很多，当然也没彻底的搞定了，但是努力了以后也看到了效果。
通过优化控制策略，电量得到了提升，我们也经过了长期的观察发现是确实是有效的，下一步我们在想，离不开这两件事，第一是让机组更可靠的运行，停机更少，这可能是首先要解决的事情；第二能让稳定运行的机组按照进一步发电效率会更高、功率曲线更好一些，作为开发商行业中大家也知道，投标的时候功率曲线保证很漂亮实际运行中并不好，只不过大家没有认真的进行测试，大家已经从我的电量上以及各方面指标已经感受到了，特别很多风场的同志提到，看到的功率曲线比较好看，因为把输入的风速有意识的做了降低，这样看上去好像是5米发电量很高，这个时候实际上是很不好的靶系，意味着后续电量提升的空间还是很大的，我们希望行业里充分重视这件事，把这件事做好。
现在有一种提法，发电量提升不要那么任性，理论上讲是对的，但是任何一个观点如果是没有针对性就是一个废话，大家还没有认识到发电量的提升，大家还是畏首畏尾，现在提出来不要任性没有针对性，功率曲线优化了以后没有出现机组安全上的问题，我们要鼓励创新，鼓励大家往前走，大胆假设小心求证做的事情要稳妥的推进，谢谢大家！
主持人：谢谢张总，张总后来提了非常有意思的结论，我觉得从整个发电量提升的角度来说，我国首先风资源是比较丰富的，有些机组设计确确实实早期设计的很差，我们做一些安全性的评估等等都需要因地制宜。
下面请周卫华总他谈。
周卫华：今天有这么个机会跟大家交流风力提升的问题，刚才张总从宏观的角度说了很多，我觉得他是行业中的发言人，说出了我们的心声，前几年大家都在关注装机，由于CDM前景不限电，设备回来以后还是不错的，大家觉得日子过的还可以，这几年随着风机出问题越来越多，对开发商压力也越来越大。现在限电我们是今年比去年严重一些，这个情况下，我们想获得一个上级安排的收益，我们也是发觉在设备运营、设备管理，从自身做一些工作。前两年开始有很多风机制造商，做控制和做芯片的厂家提出来帮我们一块做风力提升的事。
有三种类型的风力提升，第一是国外的风机，由于当时风轮比较小，现在风电场规模的扩大或者是环境的影响，这个时候叶片上做了一些工作；另外主机厂，在原来的基础上做一些优化、做一些调整，从叶片上很多专家提到的偏航或者强度计算，看看额定功率上是不是可以再提升一些，这也是一个类型，另外是第三方根据他们对风机的理解，他们也在做风机的优化，总体来说，从叶片直接的优化来说，直接看得到但是量是有限的，如果是从综合各方面角度来说做优化和改造，整体来说还是有比较大的提升，目前我们也感受到。
由于一些别的原因，总体来说，优化的路子我们觉得是肯定的，肯定以后要做，我觉得有两件事，不管是叶片技术的供应商，还有主机厂家还有第三方，要来谈风力提升还是谈两件事，第一是安全，不管是谁来做，都要说是可以保证风机的安全，这是一个前提条件。
另外要制定我们做这件事如何衡量你提高了1%还是提高了5%还是提高了8%，因为每年的风况不一样温度也不一样，都会影响最后的对应提升的百分比的判断，目前主要还是以统计的方法来进行判别，没有特别精准的方法。
从对照、统计、风级厂家等等，如果找到更好的办法，对于提高开发商的优化工作我觉得是很有益处的，也可以促进这项工作往前走的情况，这是从技术上。
下一步主要是看看如果北方限电的情况比较的严重，虽然是低风速区可以获得一些功率，但是也要看看投资回报大概是怎样的情况，目前在北方而且是一些旧的风机，它的使用年限已经七八年了，我们要看看后续的收益是怎样的情况，单位如果是非限电区域的，我们可以做的事情可以更多一些，给我们留的空间更大一些，谢谢！
主持人：谢谢周总，下面请辛院长，他即是技改投入的提供商，本身又是大唐新能源业主和运营商的位置，您早上的报告中把您做的事介绍了，请您从大唐集团业主的角度给我们介绍一下。
辛克锋：谢谢，其实前半部已经说了很多了，我前面陈总提了两个问题，第一是为什么要做这件事，另外可以拿出多少来做这件事。为什么要干呢？我们作为运营商的角度来看，我的项目要追求利润，本身企业想活着没有利润肯定是死掉了，从集团国资委的角度是有考核的，比如跟华电比，横向也有对比的。我们一定要做这件事，本身我们公司是上市公司，我们对股东方也要负责，要把业绩做好一些，通过上市平台多融资。
几个方面必须要做这件事，通过国资委的考核和评A级这对我们很重要的。到底能够拿出多少做这件事，从我现在来看，从我们集团角度应该有40%在役机组或多或少有改的空间，我们的标准是投资之后回收期不超过五年，换句话说，我要是能够算出帐来，让我后面可以赚到钱我就干，没有标准受资金的控制，只要可以赚到钱我就可以干。谢谢！
张文忠：辛院长讲的很对，不管多困难的工厂，如果这项技术能够让我受益，投资产出比很高越困难的风场越要干，因为可以扭转利润下滑的趋势，关键是技术是不是实用，另外这项技术效果是不是很明显，是不是经得起的考验，现实中不能体现效果是不行的，我们是很务实，这个东西实际运行中没有数据说话搞探索性的工作对运营上是没有动力的，谢谢。
主持人：我们也是给大家一个信心，我们什么事可以做，要做的话从各家的业务上讲，只要是经济效益能够算的过来，这个时候这件事就可以做，做到最后应该是双赢和多赢的局面。
在座的还有几位服务的提供商，刚才有几位先生已经做过演讲了，我首先请没有发言过的嘉宾先讲，李海东副总经理您介绍一下风电机组优化技改方面你们做了一些什么工作，取得了哪些效益，可以介绍一些案例。
李海东：谢谢，从我对风电技改市场的判断，刚才几位也谈到了需求，从今年我们现在第三方面临市场方面的咨询或者是发的标也，明显感到需求确实是增长的。
需求现在发的愿望来说有几个方面，前面大家提到的特别关注机组的功能，这种功能原先很早的时候或者之前当时技术水平没有达到的时候，有一些技术上存在功能性的缺失，这是一方面的需求。
第二指标性的需求，原先还是有这样的技术能力，或者是相关的硬件或者是软件没有达到这个水平，指标上跟现在的有一些差距，我们可以通过现在的手段来提升指标。最后是利用率，相当于把原来的缺陷解决掉，这三个方面是主要的技改方面要解决的问题。
真正的落实从场级、单机风电的技术本身。场级的角度，今天很多人讲到，譬如说能量的有功无功的调度，场群的协调信息的共享，包括扇区的控制等等，这些都可以改善风电市场整体的性能指标、响应速度。
第二个方面是单机，原先是因为整个机组的办理类型比较的单一，原先对风资源的测量和评估也是存在着一定的偏差，需求和供应的角度没有完全的匹配，现在来看这个方面也是可以去改善的，调机位等等都可以，包括如如塔筒等等都可以改善风资源。
关键的零部件，风机关键的第一对于风能提升效率很关键，就是空气动力转化为机械能最大的是叶片和与之匹配的控制策略，这个效率提升很明显，叶片有全套的方便的解决方案，加上气动的附件都可以进行改善。
还有一个传动链、发电机的效率和齿轮箱运行效率和变速器、传动等等，都是可以提升机组的运行效率。
科诺伟业，是脱胎于机电研究所，我们专门提供风电技术的主控和风电场级的监控和能量管理平台的设备供应商，也是服务供应商，现在聚焦于技术的控制策略的优化，变流器原先关于电网特性，包括变流器的可靠性这方面的优化，和变桨系统中的蓄电池等等，原来早先由于相当于后备电源存在着一些安全性的问题。
业主看重投资回报率的问题，只要是三年的回收业主也都是很满意的，行业发展这个阶段只要是有这方面的技术实力，能够给业主提供好的解决方案，确实真正可行的经得起考验的，还是大有可为的，谢谢！
万宇宾：需求的方面，有一些观点我很认同，首先是谈需求，然后再谈针对需求提出的方案和案例，后市场技改的需求，去年开始就在谈，行业预期后市场很快会发展成为很大的蛋糕，大有可为，众多的呼声能够拿出有竞争力的方案，业主也可以取得实质性的收益，后市场的发展并不是很快，这里面两方面的原因比较重要。
风机、风电场的技术状态不是传统的能源具有很高的清晰度，现在在役的风电场可靠性，目前的状态通过改造可以提升到什么状态，整个过程清晰度非常差，导致业主这方面是有疑虑的，做完了从什么方面去衡量技改的效果也是五花八门，也缺少公认的标准，也是因为这个原因大家认为市场比较的含糊，很多具有巨大潜力的机组和风电场还没有改造。
技术的清晰度方面，风速稍微偏差0.1米，对应的性能是3%到4%，各种方案加上去也是几个百分点的收益，对潜力的判断，需要做更深更细的工作，我们做的技改，会针对不同的情况提不同的验证的方案和潜力的分析方案，可以明确提升潜力很大，提升潜力巨大也是因为原始机型存在着设计的缺陷和不足，可以相对简单一些验证的方法，一些少一些样机参与对比就可以做好工作。
有一些预期是提升2到3个百分点，通过偏航和切入切出的控制，这个时候的做法是采取回路性的，比如十到二十台机组同时参与验证，通过长时间多维度、长周期的验证，很谨慎的得出偏航数的结果，业主的投入也可以确保跟预期相符。
具体的解决方案，全生命周期去考虑，风资源差的风电场，任何一个环节都不允许有明显的闪失和失误，后市场技改也是一样的，有很当不能去改的地方，或者改了需要投入很大成本，比如机位和机型，也有一些相对来说容易入手的，比如机组的控制策略，这些方面是投入的重点，举几个例子，参与评估的案例有些机位给出具体的位置，山西两个工厂两机位是全场最差的，这两台机位和好的机位相比发电量只有前面的一半不到，我们出了优化的方案，移动了两台机组效率增加了一台风机，两年以内可以收会成本，优化效果非常好。
还有做了一个风阶梯的效果，整体的收益相当的可观，投资回报期是两到三年，我们假设是六年，再考虑到刚才说的因素，技改的方案可能会带来额外的风险和不确定性，或者是效果存在一些验证的难度我认为打对半是比较合理的，还有比较差的机位的移机的处理，可以设置参考值，三年左右的投资回收期是技改比较合理的期限，如果高于这个数字风险会有明显的增加。
将来希望这个市场越来越大，国家产业新能源角度，都是大量的国有资产的投资，希望把价值最大化，希望这块业务能够越来越规范，有一定的规模有一定的收益。
主持人：浙江运达除了做主机的提供商也做机组的优化和技改，也请史晓鸣介绍一下。
史晓鸣：前面大家说了需求和工作，我们为什么要技改，第一安全性存在问题，有一些倒塌的风险，安全性上做了改造，原始机组的设计环境试运行有关系，刚开始有些风场慢慢走向低风速复杂的地形，用原来的设计方案会发现湍流变大等等的原因，原来的机组已经不能适应环境的条件，做一些技改和电网的要求，高低压、低电压穿越的要求会做适应性的改进；新技术的出现也是对在役风电场技改的方向，新的材料、新的算法、新的硬件的产生可以借助于这些设备和方法提升发电的性能；第四随着中国人力成本的增加，对现场运行管理的要求的提高，会借助一些工具和软件做一些故障诊断或者是故障再加速等等的方式，降低人为对人专业能力的要求和降低人工成本的要求。
这几个方面综合来讲，归根到底是要解决机组设计可靠性的问题，很多的问题在在役风电场出现前期我们没有考虑过，这几年风电发展非常快没时间考虑这些优化，风机的桨叶越长会越好，很多桨叶出来只是简单把叶片加长了，现在是加一些组件，当初为什么只是简单的加长，因为市场有需求，所以实质现在有些第三方能够做一些技改，这是从可靠性是初期的设计上并没有做到完全可靠，根据可靠性的理论，设计的可靠性对机组的性能占80%左右的准确值，靠后期的改并不能达到最佳的效果。
我们觉得很多现在出现的问题是源头没做好，主机制造商的角度，中国的风电行业对基础理论研究和基础科学的研究太薄弱了，很多的技改或者方法只是单纯的去做一些应用方面的研究，开始讲了涡流发生器的方式，有多少厂家想过涡流发生器的边界是怎么定义的吗？有没有很深层次理论的依据，这是打问号的，因为建造一个设备可以体现出相对发电量提升性能比较的明显，所以大家都上了，反过来说经过更精确的计算和理论支撑的话是不是能够更好的进行呢，这是行业需要仔细研究，而不是只看到前端不看到最底层基础科学的研究。
中车同志有一句话，在役风机和因设计的风场是一样的，这些是从源头上解决上问题。大家改进的方法都差不多，有些小的层面实现的方式不同，但是要好好思考我们改进底下的支撑到底够不够结石，三五年即使收不回投资，再几年经济性会不会因为一些安全性和机械损耗造成扩大投资，现有的桨叶增大了以后，大家觉得可靠了，其他都不太用改了，一方面是原来经济性设计的不够好，造成了不够，第二方面你的设计和现场的环境情况下机组是不是一致，有没有做过饱和测试看看这样改到底对机组的疲劳或者几年后损耗会不会有影响这些都是大家做技改方面需要考虑的因素。改的过程中要踏踏实实的去改而不是悬在空中。
谢谢！
主持人：谢谢史主任，提到了踏踏实实把这件事做好，今天在座的是来自德国Gerhard Gerdes先生，他在演讲中做了非常细致认真严谨的研究，我觉得从我们不管是做任何事，做技术的改进和其他的工作，首先还是必须要学会严谨认真的提高，一件事研究清楚，最终才会做好。
有请Gerhard Gerdes先生发言。
Gerhard Gerdes：谢谢让我发言，想说三点：
第一、风机的效率不止是中国的问题，而是世界各国都面临的问题。因为用风机来发电都会面临效率的问题，德国也面临相似的问题，我觉得中国好的是他们看到了这个问题，在风电行业非常重视这个问题。
第二、其中有一位演讲者说过除了效率提高的问题以外，还要想想可及性，因为可及性的问题是非常实际的问题，但是我们不能真正评估可及性，这就意味着，如果看一下测试方法的话，会发现运营和维修之间没有很好的联系起来，其实它的可及性很差它需要进行维修，如果知道它有问题的话就可以尽早的采取行动进行维修。
首先是运营管理和零件管理，这是技工责任，他们需要改善风机的技术上的性能，必须要脚踏实地来做这件事，还要考虑到要做真实的可及性测试。
第三、效率，很多人在讲效率，我也非常感兴趣，也很告诉看到很多人对它感兴趣，问题是其中有一些人也已经讲到了，如何来评估这种改善和优化，这是非常难的问题，真的需要找一个统一的标准来去比较这些性能的优化和改善，我们很容易说改善了它的性能，但是具体改善的量是多少。
在德国有一个叶桨生产商改善了叶片，但是他还给了具体的改善的数据是30%性能的改善。我们发现他还没有意识到转子效率的改善对叶桨也有影响，这是非常好的事情，但是他的测量结果是错误的没这么高，问题是如何比较性能的改善效果，这是我今天想说的几点。
今天很幸运来到中国，来分享我们的意见，谢谢！
主持人：Gerhard Gerdes先生演讲中也提到了，一个很重要的问题就是我们一开始列在题目中，怎么来评价技改的效果，就对技改效果的评价仁者见仁智者见智，刚才有一个报告提出来了一些评价的方式，但是就这件事，我从现场做项目技改的时候，业主和服务提供商之间最大的精力，怎么改大家反倒非常容易达成一致，方案拿出来大家认为行就可以改，但是改完以后效果到底怎么评价，影响效果评价的因素，目前为止我国改的不是太多，各家有各家的算法，各种方式有各种方式的算法，这个数字往往相差比较远，有的认为1%、2%，甚至有的会达到20%这样的改进风机运行过程中发电量影响的因素也非常多，就评价方法和刚才各位讨论的问题我觉得下一步还是首先自由发言，各位有没有什么补充的？
下面是提问环节！
提问：提升15%、20%的提升可能吗，问一下辛总，作为业主方认可度怎么样？
辛克锋：我们做这项工作我们也有一些合作，包括我们自己安全性方面也在算，那不是傻子上来就直接加强了，太任性了吧，不会那样做的，我们也有选择工程师和工作策略也有相关的人员也做一些计算，包括改造前我们会进行载荷测试，改造后也一直在测，回头是有对比的，不是3%、5%、20%，这是没有根据的，我们所出的报告，本身我们也有其他的公司给我们新能源或者是大唐做技改的评估，我们依据功率曲线提升了多少，还有可利用率的问题都掺杂在一起无法比较，我们比较功率曲线看看到底提升了多少，而且用在风机上，是根据IEC的标准实测，还是比较严谨的，包括机组安全性的方面，包括我们提到的投资回收期不能超过5年，这都是我们的底线，如果一个机组来了说投资回收期超过5年我们肯定不会做，再有安全性，这是无法算回收期了，如果不安全了就谈不上发电了嘛，谢谢！
主持人：我们做了若干个工厂的，一开始是几台几台的实验，现在整个风场做技改，实际上也是刚才说的，当我们在和业主谈判的时候，大家最关心的是效果评价，效果评价做好了以后投资回收期算起来是非常容易的。
介绍一个案例，做了两个风场，这两个业主平台的时候，拿出10%的风机来不改，10%的原则是选平均的，发电量平均、故障时间也是平均，可利用率都是选中等表现的机组，选出来了以后其他的机组改了以后跟它们比，改的时候每台机组上都不用风机自己的计算，专门装了一套表，去评价每台风机的发电量，每天日报、每周有周报，每月有月报。
做到最后就觉得一个对比是相当好的方法，而且对比最有效果的一个结果是现场的运行人员亲眼看到发电量这几台机组和那些机组发电量就是高了，而且高的幅度比较的惊人，我们项目做了以后一连两年的评价期，就把质保和评价考核做成了连续两年长时间的对比，最终来判定这个项目。
对比方法而言现在非常多，现在我国大形势在这里，功率曲线用风机上的测风仪还是激光雷达就很值得探讨，又有口气密度、温度、压力、地形等等的因素影响，我最后赞成这个评估应该是多方位的，必须是长时期的，除了风场内部技改和没改比以外，风场整个发电量和周围的风场有没有变化来比，这样业主会得出非常清晰的概念，第一技改到底有没有效果，第二技改的效果评价不会准确到是5.1%还是5.2%，但是效果应该在3%到5%或者是7%到8%，是从各个方面即有环比也有纵向的比较，这样会得到比较好的效果，最终能够为双方都接受的效果。
万宇宾：这个问题有具体的体会，不同的服务商的提供说3%、10%、20%等等都有，其实这并不奇怪，在役的机组提升空间或者是潜力有几个大的来源，刚才报告也提到了，第一类的潜力来源于控制策略本身定制化的缺失和经济化设计的缺失，体现在偏航的校正、最优的曲线去走、转矩是不是更加的合适，包括切入等等。逐项都做过分析，这些项加在一起提升的空间并不是很大，而且有些对原来的误差，比如偏差误大小有关，这是进行优化了。第二类的潜力，原来的硬件平台有保守性比较强，高顶级风机用到低等级的风场，包括当时的可研风资源估计高了，这个时候把机组硬件平台潜能进一步释放，第一是额定功率释放，第二是切除风速，可以根据机组模型和根据风资源做进一步的细化，这是运行的拓展，是相对机型原始设计做的风速的拓展，大概是潜力2%到3%，为什么有些风场可以做到10%的提升，因为是第三类型是原始机型设计存在的缺陷，第一是原来设计可能有问题，或者是软件管控和后期的出现的纰漏导致出现比较重大的缺口，10%、20%是完全有可能的风速偏移0.1米性能上是3%到4%，20%是对应0.5米左右的风速，再加上一些限电的问题导致问题难以暴露。
认可一个现实，任何一台风机提升潜力是不同的，前面做过的一个案例，在去年在甘肃做的案例，改了两台，就是因为提升潜力太大了，不需要做更多的验证，现场服务人员和现场厂长简单一测就可以清晰的看到，就是20%、30%的提升是很显著的，当然这可能不具有代表性！
提问：我们是做激光测风雷达，作为激光测风雷达存在成本比较高，相对原始的微波和声波雷达，但是激光雷达又有独特的优点，我想知道激光测风雷达大家对它态度是怎样的，成本降低到怎样的程度才会被接受。我们的产品是高低搭配的，短距离是替代风速计，大范围是几公里级别作为测风塔的替代。
史晓鸣：激光测风雷达很贵，风机设计角度很多机舱的位置、风向的位置等等，通过数据的建模和对闪点的采样和处理是可以知道的，这可能跟直接用激光去测有一定的误差，但是基本上在1到2度左右基本上通过数据的分析后用一些方法能够把它抽取出来的，甚至于可以知道这个时候机组到底应该不应该应对这个风，也有个别项目试过激光测风雷达，现在基本上不用了，因为太贵了。
应用的范围不一样，如果是考虑一些风切变情况也许有用，如果是有没有误差，可以用软件和算法数据分析的方法来处理，作为我们来说是整机制造商我们是知道前面怎么对准，在我们的领域是比较难的，但是其他的领域反向推的角度，作为开发商和第三方反推的角度校正风的角度是有应用价值的，大家站的角度不同、处理问题方式不同。
提问：如果是存在变桨的问题。
主持人：激光雷达的问题下边可以继续。激光雷达做风资源评估代替部分测风塔是比较好的方式，风机上安装受的影响因素也比较多，而且精度也受影响。
我们的论坛是今天最后的论坛，大家还有很多的问题，如果谁有问题可以接下来面对面交流，今天的论坛到此结束！
