發電量提升5%!是什么讓服役10年的老牌風場煥發活力?
截至2017年底,我國風電累計裝機已達188GW,據國家規劃,2020年全國風電最低累計裝機目標210GW,隨著風電規模不斷擴大,風電機組裝機臺數越來越多,一系列問題也尾隨而至。我國風電行業發展至今已有二十余年,在行業快速發展的同時,一些老牌風電場風電設備磨損、老化從而導致發電量下降。
而這部分老牌風電場大多都位于風能資源豐富、棄風限電較少的地區。如今,隨著風電機組設備老化、發電能力逐步減退,最直接的影響就是風電業主收益下降。正如金風科技董事長武鋼先生所言:“風電是一個長跑項目。”它的投資回報期長達20年到25年。針對已經服役10年及以上的老牌風機,如何在安全、經濟的前提下,提升發電量,是一門“技術活”。
專業“技術活”,深度挖掘機組發電潛能
作為國內最早研究發電量提升的企業,金風科技擁有多年的技術及現場經驗積累,并已取得多項相關技術專利。從2010年至今,金風發電量提升解決方案已服務40多個風電場,超過1000臺機組的發電能力得到顯著改善。
金風科技發電量提升解決方案通過特定現場的運行參數調整、能巢場群控制系統的架設(控制策略優化),結合空氣動力學仿真對葉片翼型的補償優化,在安全的前提下,持續技術創新,盡可能地挖掘已運行機組的發電潛能,發電量提升最高可達5%。
功率曲線全周期最優,挖掘最大發電潛能。圖為金風風電場發電量提升解決方案及其在功率曲線的不同階段對發電量的影響
定制化方案,助力風場發電量提升,最大化業主收益
金風科技針對每個風電場、每臺機組進行全面的適用性分析,由國際一流的風電工程師使用專業軟件工具,對風電場發電潛能進行細致的仿真分析,充分挖掘每臺風電機組的全部發電潛能,提供定制化的發電量提升綜合解決方案,明確方案對風電場的影響、成本核算以及預期的年發電量提升效果,確保最大化風電場收益。
金風科技擁有國際一流的技術能力,收購了國際頂尖的德國BestBlades公司,該公司曾為波音、空客等知名公司提供機翼翼型優化設計服務,在風電領域,按照嚴苛的航空級技術標準,設計適合風電機組的葉片氣動性能優化方案。
憑借遍布全國的服務網絡和資源,金風科技會委派專屬技術工程師或許可的承包商進行現場安裝、調試和維保服務。同時,針對部分發電量提升項目提供全面的金融服務解決方案。
葉根延長方案,助力老牌風場年發電量提升5.7%
內蒙古赤峰市克什克騰旗南部某風電場,擁有豐富風能資源,且棄風限電較少,裝有132臺S48/750失速型機組,由于服役將近十年,隨著機組設備的老化,發電能力有所減退,但距離風電機組退役僅過半數,風電場業主期望在剩余的壽命周期內,能夠做發電量提升技改,做二次投資,提升風電場的投資回報率。
金風科技工程師對該風電場的機組特性和運行數據進行了深入分析:
?機組特性分析:定槳距機組的結構設計,決定了控制策略優化方式的提升空間不大。另一方面,失速型機組葉片的大部分工作時間處于失速狀態,改善葉片氣動性能的方式是發電量提升的最佳選擇;
?運行數據分析:該項目機組的滿發風速較大,低風速區的功率曲線偏低,部分機組不能滿發,發電效率較低。通過機組葉根延長技術,可增加掃風面積、提升葉片捕風性能。
基于以上分析,金風科技工程師設計了葉根延長的發電量提升方案,葉片半徑延長0.6米,理論年發電量提升可達4%-5%。2017年8月至2018年7月,分批次對其中100臺機組進行了葉根延長改造。
通過對第一批次改造的18臺機組進行評估,平均每臺機組年發電量提升5.7%,其中兩臺機組優化前后實測功率曲線的對比情況,如下圖所示。按照平均提升5.7%估算,該風電場的單機增發電量約9萬度/年,直接收益增加約5萬元/年,單臺初始投資以12萬元計算,預計不到3年即可收回投資。
3#機組葉根延長前后功率曲線對比
5#機組葉根延長前后功率曲線對比
責任編輯:蔣桂云