低风速风力发电机组性能评价及技术改进优化方案.ppt

1、低风速风力发电机组低风速风力发电机组性能评价及技术改进优化方案性能评价及技术改进优化方案背景背景u型式认证解决的是机组安全性合格评定设计评估型式试验塔基设计评估（可选）性能测试（可选）最终设计评估型式认证证书获证后监督背景背景u机组安全性合格评定是为了保证机组安全可靠的运行20年。u机组作为一个系统,要从多方面来分析判读机组的性能指标机组性能评价机组性能评价背景及目的主要评价指标评价方法及相关问题解决方案建议分析事例背景及目的背景及目的我国风力发电产业飞速发展，风电场数量庞大，机型众多风电场机组性能水平不一，有的出现发电未达预期的情况对于未达预期的情况，则可能会导致业主与制造商之间的争议为了解

2、风电场中风电机组运行期间的实际性能，解决争议，对风电机组性能评价的需求日益迫切影响机组性能诸多方面影响机组性能诸多方面 机组设计水平 机组制造能力 配套零部件（核心部件是否有更高要求）环境适应性 运维能力 限制条件.假定条件假定条件 已建好的风电场,从业主角度考虑方便可行 水平轴变速变桨风力发电机组,其它类型风力发电机组可适当参考 假定风力发电机组自带的相关传感器（如风速、风向、功率等）的准确性可以保证 风速分布假定为威布尔分布，其累积概率函数见式C为威布尔分布的尺寸系数（Scale Factor）k为威布尔分布的形状系数（Shape Factor）()1 exp(/)kWP VV C 假定条

3、件假定条件 本文预期发电量计算采用的公式111()()2NiihiiiPPAEPNF VF V-AEP为年发电量-为一年中的小时数，约为8760小时-N为区间个数-为第个区间标准化的平均风速-为第个区间标准化的平均输出功率hNiViP主要评价指标主要评价指标影响机组发电及风场收益的原因：影响机组发电及风场收益的原因：风场各机位的风况条件机组功率曲线机组可利用率其它原因（限电损失、机组维护成本）预期年发电量预期年发电量=功率曲线功率曲线*风速分布风速分布*可利用率可利用率-其它电其它电量损失量损失主要评价指标主要评价指标主要评价指标：主要评价指标：风况条件（风速分布）机组功率曲线（实际功率曲线与

4、保证功率曲线的偏差）机组可利用率（TBA,EBA）其它指标（度电维护成本）主要评价方法及相关问题解决方案建议主要评价方法及相关问题解决方案建议可利用率评价（遇到的问题）：可利用率评价（遇到的问题）：如何区分故障维护和正常维护？同时参考机组故障记录、事件日志、运维记录，根据人员经验，将明显属于故障维护的维护时间记为“机组故障”；将其他维护时间记为维护；最后给出可利用率的取值范围主要评价方法及相关问题解决方案建议主要评价方法及相关问题解决方案建议可利用率评价（遇到的问题）：可利用率评价（遇到的问题）：如何确定机组可用条件下由于其它原因造成的发电损失与其它机组对比（标杆机组）：风况条件与标杆机组接近

5、的机组发电量损失可参考该时间段内标杆机组的发电量。根据该时间段内的风速分布和机组功率曲线计算应发电量，从而计算发电损失主要工作内容：主要工作内容：机组可利用率分析机组故障率相关参数（MTBF、故障频次、主要故障统计）分析机组发电量相关参数（SCADA功率曲线、SCADA风速分布、预期发电量、满发小时数）分析所需资料：所需资料：机组运行SCADA数据、事件及状态日志机组运行SCADA统计数据（可利用率、功率曲线、发电量）机组相关设计资料（机组总体设计参数、事件代码手册）机组相关运维记录 机组性能分析机组性能分析相关案例：相关案例：XXX多个风场的主流急性和厂家的机组性能分析XXX1.5MW机组性

6、能分析XXX1.5MW机组性能分析机组性能分析机组性能分析主要评价方法及相关问题解决方案建议主要评价方法及相关问题解决方案建议各评价指标所需解决的共性问题：各评价指标所需解决的共性问题：NTF在复杂地形下不适用时如何得到机组实际风速分布及功率曲线，进而计算应发电量？风速分布：可以用数值模拟方法得到模拟结果功率曲线：依据现行标准不能得到 应发电量？应发电量？本文不考虑有关传感器及采集设备的准确性问题本文不考虑有关传感器及采集设备的准确性问题目的：目的：判断机组技改及优化后的性能提升效果及对机组安全性的影响意义：意义：风电场业主能够了解机组技改及优化后的实际运行性能与合同及相关标准及法律法规的符合

7、性，从而合理解决相应纠纷 风电场业主能够了解机组技改及优化后机组安全性是否收到较大影响，从而对机组安全性有信心低风速机组技改及优化评估低风速机组技改及优化评估技改优化技改优化-技改整体方案制定技改整体方案制定根据风机大部件情况，结合故障分析、性能分析和参数调优，有针对性的制定技改方案。1.变流器并网故障；2.转子变流器故障；3.齿轮箱油过滤压力故障；4.风速传感器故障；5.叶轮临界转速故障；专项研究重点解决降故障率低风速机组技改优化低风速机组技改优化-主控程序主控程序设计与优化设计与优化n 故障逻辑设计、优化n 风机主控程序设计GHAerodynn 变桨系统接口设计电气接口通讯接口Profib

8、usCANopen性能要求n 变流器接口设计电气接口通讯接口ProfibusCANopen性能要求n 控制器设计、参数调优PID载荷计算控制逻辑故障逻辑故障阈值BeckhoffBachmann硬件平台对标技改优化技改优化-故障分析故障分析利用大数据挖掘的分类、聚类和相关性分析等算法，结合风电场实际环境和运行数据，建立首出故障或根因故障分析诊断模型收集典型故障的发生前后的数据，通过降维分析和数据特征分析提取的方法，建立包含各种故障的专家故障库通过快速分析故障前后数据，与专家故障库中的关键特征比对，准确判断风机首出故障统计分析不同机型风机在不同季节、风速、温度、电网环境下的故障类型、故障处理时间、

9、影响故障修复的主要因素，为风机故障优化、性能优化提供基础数据历史数据诊断模型特征提取故障数据数据清洗特征提取首出故障智能维护模型库故障统计分析技改优化技改优化-控制参数优化控制参数优化 分析风机最优运行区间 定制化优化关键控制参数实现控制参数机位最优，提升机组能量利用率 风速特征 风向特征 温度变化温度风资源地理位置 海拔高度 微观地形大部件性能 变流器 变桨系统 齿轮箱 发电机P、I、D偏航控制Kopt最小桨距角控制动态调整额度转速基于大数据的价值挖掘基于大数据的价值挖掘备品备件智能管理风电场运维技术培训风机运行关键技术支持风电机组性能体检可靠性分析功率曲线分析可利用率分析故障数据分析损失电

10、量分析风机海量历史数据看不见的价值经济效益目的：目的：判断机组技改及优化后的性能提升效果及对机组安全性的影响意义：意义：风电场业主能够了解机组技改及优化后的实际运行性能与合同及相关标准及法律法规的符合性，从而合理解决相应纠纷 风电场业主能够了解机组技改及优化后机组安全性是否收到较大影响，从而对机组安全性有信心机组技改及优化评估机组技改及优化评估主要工作内容：主要工作内容：机组技改效果（可利用率、功率曲线、故障率、发电量）评估机组技改安全性评估相关案例：相关案例：XX1.5MW机组叶尖加长技改评估XX1.5MW机组叶尖加长技改评估 机组技改及优化评估机组技改及优化评估标准及科研项目研究标准及科研

11、项目研究金融和保险相关服金融和保险相关服务务风力发电机组及部件风力发电机组及部件型式认证型式认证风电场技术服风电场技术服务务培训及相关咨培训及相关咨询询CQC 风电认证及相关业务风电认证及相关业务海上和复杂地形机组需要补充的工作海上和复杂地形机组需要补充的工作u项目认证解决的是已完成型式认证的风力发电机组及其相应的基础设计与特定场址的外部条件、当地法规及其它相关的要求相符合目的目的实际风电场场址的外部条件往往与标准中规定的外部条件有较大的差异，同时风电场中所安装的风力发电机组也会对该场址的湍流强度等产生一定影响。因此，当按照IEC标准中规定的外部条件设计的风力发电机组应用在某一特定风电场场址时

12、，为了保证风电机组的安全性，应该对风电机组在特定场址的适用性进行评估。只有通过对机组进行特定场址评估，可以保证批量生产的风电机组满足特定条件环境条只有通过对机组进行特定场址评估，可以保证批量生产的风电机组满足特定条件环境条件下的要求，从理论上满足件下的要求，从理论上满足2020年的设计寿命，保证了风电场的收益。年的设计寿命，保证了风电场的收益。风电场风资源的数据分析风电场风资源的数据分析在所有的环境条件中，风况条件的影响是最主要的。在所有的环境条件中，风况条件的影响是最主要的。测风数据的有效性和准确性以及风况分析结果的正确性都将直接影测风数据的有效性和准确性以及风况分析结果的正确性都将直接影响

13、特定场址风电机组的评估结论。响特定场址风电机组的评估结论。为了保证测风数据的有效性和准确性，测风系统需满足相关要求，为了保证测风数据的有效性和准确性，测风系统需满足相关要求，对测风数据进行筛选处理及长期修正后，才能进行相关的计算分析。对测风数据进行筛选处理及长期修正后，才能进行相关的计算分析。特定场址风电机组结构安全性校核特定场址风电机组结构安全性校核特定场址风电机组结构安全性校核关注于机组在特定条件下的载荷特定场址风电机组结构安全性校核关注于机组在特定条件下的载荷是否可能超出机组设计载荷，从而造成结构与主要机械部件的失效风险。是否可能超出机组设计载荷，从而造成结构与主要机械部件的失效风险。对于电气系统、液压系统以及硬件设备在特定条件下的适应性不加以校对于电气系统、液压系统以及硬件设备在特定条件下的适应性不加以校核。核。特定场址结构安全性校核只能针对已经通过设计评估的机型开展。特定场址结构安全性校核只能针对已经通过设计评估的机型开展。