山地风电机组运行质量的优化策略研究

山地风电机组运行质量的优化策略研究

戴利平

（江西大唐国际新能源有限公司）

摘要：本文主要针对山地风电机组运行过程中，各项关键运行指标参数进行着重的分析，并对应的提出一些有效的优化措施，以便为更好的提升山地风电机组的运行性能和应用率提供可靠的参考依据。

关键词：山地风电机组；关键运行指标；优化策略

风电机组属于一种新能源发电设备，其由于具备较高的发电优势以及环保性能，所以在当下我国电力行业中有着较宽泛的应用范围。据相关数据显示，目前国内风电机组的装机容量和产量都较以往有着显著性提升。尤其是在“十三五”规划以后，风电新增装机容量已经超过80GW。面对如此惊人的发展速度，要想确保风电机组的安全稳定运行，就要对其各项运行指标以及所存在的影响指标进行着重的分析，并采取有效措施加以全面的解决，这样才能进一步实现风电机组的推广和应用。

1.关键运行指标分析

1.1PBA指标分析

一般情况下，风电机组运行中的PBA（可利用率）能够充分体现出机组的实际发电性能。在对其进行计算时，可采取PBA=[1-机组损失电量/（实际发电量+机组损失电量+非机组原因损失电量）]x100%的计算方法来进行。在计算过程中，相关工作人员既要对机组故障时间进行考核，而且还要对机组故障期间所产生的电能损失进行全面的考核。同时，还要对机组在其他运行状态下所产生的电能损耗进行精准的判断，具体可以按照表一的考核原则来进行。

表一

从表一可以得知，通常P3、P4、P5、P6、P11状态下，机组的实际电量基本以0度为主。这标志着在计算过程中，因为部分代表数据丢失或无法量化所致，进而很难准确的判断机组的可利用率。所以，为了改善现状，应采用同风场其他风机的同时段统计数据来进行替代。这样才能保证最终的计算结果。另外，在对机组潜在发电量进行计算时，要尽量根据机组运行风速以及功率曲线来进行，这其中，风速的确定可以参考机舱风速。而功率曲线可以采用投标用的担保功率曲线。

1.2MTBI指标分析

1.2.1MTTI

该机组运行指标是指在规定期限内，机组在检修中所耗费的时间以及检修次数。在分析过程中，可以按照：MTTI=统计范围内检修造成的机组停机时间总和/检修次数的计算方法来进行确定。

1.2.2MTOTI

该机组运行指标是指在一段时间内，平均单台机组在检修中所耗费的时间以及检修次数，其可以充分反映出机组运维管理水平。在实际分析时，可以采用MTOTI=（统计周期内每台机组每次检修停机时间）/统计机组台数的计算方法来进行确定。但是在以年为单位的检修机组中，就要在MTBI和MTTI已知的情况下，采用MTOTI=8760*MTTI/MTBI的计算方法对MTOTI进行确定。

2.优化机组运行质量影响指标的优化措施

2.1提升机组PBA

为了确保山地风电机组PBA能够符合其长期运行需求，可以通过对机组运行电能损耗的控制来得以实现。即在机组无故障的情况下，对其实际发电量、停机时间进行科学管控。另外，还要对机组功率曲线的提升给予相应的重视，即根据风电机组的实际风速概率密度分布情况来进行功率曲线调整，如图一所示。

图一

从图一可以得知，当机组风速形状参数发生变化时，不同风速段的风速概率也会随之发生改变。这种情况下，就要对最佳增益Kopt进行适当调整，调整标准可以按照图二来进行，这样才能促进高频风段风能吸收作用，使其能够最大化提高风机总体发电量。从图二可以看出，调整最佳增益后的风机电组，其低风速段功率曲线较以往有着明显的提升，虽然额定风速段功率曲线未发生太大变化，但机组总体发电量较之前有着一定程度的提升。

图二

2.2提升机组MTBI

首先，要对机组可靠性进行全面的加强。在机组设计阶段，相关设计人员应尽量根据山地环境的特殊性来制定设计方案，尤其是那些薄弱的关键部位，尽量增加冗余环节，这样才能延长机组运行周期，使其安全可靠性达到最大化。同时，还要充分考虑机组运行维修成本，确保其细节设计质量能够达到一定的标准要求，这样才能提高机组运行性能，减少其检修次数，从而达到理想的成本控制目标。

其次，要对机组产出过程进行精细化管理。因为风电机组在生产过程中对于具体操作标准会提出较高的要求，所以，相关工作人员应对机组的运行使用要点进行全面掌握。并在不断创新、优化的基础上，对机组进行严格的出厂试验，如：全功率试验、电网模拟试验等，进而看机组的整体适应能力和运行安全是否处于合理范围内。同时，在机组批量产出阶段，要严格按照相应的调试标准，对机组整体运行性能进行安全调试。尽量使其在车间应用过程中，做到精益求精，实现主控、变桨与SCADA的一键自动化。另外，还要结合项目定版控制程序，采用自主开发的轮毂、机舱自动化调试平台等调试设备，以便可以消除一切调试干扰和误操作现象，保证最终的调试结果。这其中，轮毂调试可以采用新型的变桨控制盒来进行，并对该控制盒结构与功能作用进行相应的增强，可以通过增加电源相序、通讯接线、相关逻辑的自动判断功能等内容来实现。这样才能满足车间精益求精的生产需求，提高风电机组的调试质量，进而使其运行稳定性达到最高标准。

最后，要严格控制机组运行过程。即通过对风场维护人员专业素质的提升来得以实现，并对机组现行运行、检修管理规范进行合理的补充、完善，这样才能提高机组运行效率，使其检修工作质量以及维护管理水平提升到最大化。

2.3提升机组MTOTI

首先，要建立完善的远程运维服务平台，以便可以通过大数据在线监测技术来确保机组故障诊断能力。在建构时，应确保平台的各项功能作用，使其能够集数据采集、分析、远程控制、专家诊断以及管理服务等功能为一体，进而能够从根本上消除机组故障，规避大部件损坏问题。另外，还要通过平台建设，制定“一机一档”的风机管理原则，进而对设备全生命周期能够进行实时的跟踪，力争做到及时发现、及时处理，这样才能在保证机组运行效率的基础上，使其可靠性和稳定性得到相应的提升。同时，还要结合实际情况，建立科学完善的故障处理流程、故障树以及解决方案，以便可以在设备发生故障时，能够在短期内恢复机组运行性能，使其故障处理单位效率及运维成本能够达到相应的标准要求。

其次，要对机组备件进行严格的管控。通常，若是山地风电机组在运行使用期间出现故障问题，相关检修人员都会对其关键部件先进行检查，这样就会耗费机组检修时长，降低机组的整体工作效率。所以，为了改善这种现状，就要根据备件的易损情况、重要程度等建立相应的预测模型和分类模型，这样根据相关的备件准入制度，就能确保备件的工作状态，使其能够始终保持在高效、稳定的运行环境中。

最后，要积极打造战略供应链。即机组使用单位要加强与机组供应商之间的合作与交流。因为随着我国各地发电需求的不断加大，对于风电机组的应用量也在逐步的提升，仅仅依靠使用单位自身所储备的备件，根本无法满足当下行业发展需求，所以，只有通过与供应商的合作，形成一个完整的战略供应链，这样才能避免备件供应不足的现象，从而在很大程度上，推动山地风电机组的运维质量，使其故障修复效率以及综合水平等可以达到最理想的状态。

结束语：

综上所述，在山地风电机组运行使用期间，其故障问题大多是由PBA、MTBI、MTOTI等运行指标参数设计不合理所致。因此，必须对这些运行指标进行全面的完善，采取相应的优化措施进行调整，这样才能缩短机组检修时间，使其整体发电量以及运行稳定性得到相应的提高。

参考文献：

[1]殷宗林.风电机组控制策略优化及发电量提升的研究与实践[J]风能，2017（02）66-69.

[2]尧俊平.风力发电有功功率控制策略研究[D]电子科技大学，2018（05）26-27.