降低綜合廠(chǎng)用電率提升發(fā)電效益

張衛(wèi)東國(guó)家電投集團(tuán)山西新能源有限公司

降低綜合廠(chǎng)用電率提升發(fā)電效益

張衛(wèi)東
國(guó)家電投集團(tuán)山西新能源有限公司

摘要：本文分析了風(fēng)電場(chǎng)如何降低綜合廠(chǎng)用電率的方法。建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)主要是為了提高發(fā)電量及具有良好的發(fā)電效益。因此，風(fēng)電場(chǎng)對(duì)于節(jié)能降耗的管理工作愈加重要。近年來(lái)，電力行業(yè)的整體工作重心全都向著“以效益為中心”的軌道轉(zhuǎn)移。技術(shù)創(chuàng)新和運(yùn)行維護(hù)管理要效益就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng)；綜合廠(chǎng)用電率；設(shè)備可利用率；發(fā)電效益

引言

風(fēng)力發(fā)電是潔凈的可再生的能源，我國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量每年都以30%以上的速度增長(zhǎng)。我國(guó)山西擁有豐富的風(fēng)能資源，新興的風(fēng)力發(fā)電企業(yè)與傳統(tǒng)電力企業(yè)的發(fā)展時(shí)長(zhǎng)相比，風(fēng)力發(fā)電企業(yè)資歷較低，該行業(yè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范尚不完善，尤其是現(xiàn)場(chǎng)安全管理不善，從事風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)技術(shù)人員資質(zhì)尚淺，對(duì)于專(zhuān)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的累積相對(duì)不足。當(dāng)中最突出的問(wèn)題之一是當(dāng)前風(fēng)機(jī)可利用率較低，風(fēng)電場(chǎng)損耗較大，綜合廠(chǎng)用電率較高。因此，在確保人員和設(shè)備的安全的前提下，如何降低綜合廠(chǎng)用電率、提升發(fā)電量、提升發(fā)電效益是目前風(fēng)電企業(yè)所面臨的問(wèn)題。

要實(shí)現(xiàn)要電量、要效益的風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理目標(biāo)。關(guān)鍵點(diǎn)在于開(kāi)源節(jié)流，開(kāi)源包括提高風(fēng)機(jī)的綜合利用率及上網(wǎng)電量。節(jié)流包括提高運(yùn)行維護(hù)管理水平、降低風(fēng)電場(chǎng)的綜合損耗率。本文通過(guò)節(jié)流方面分析了降低廠(chǎng)用電率的有效措施。

1　影響風(fēng)電場(chǎng)綜合廠(chǎng)用電率的因素

風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)營(yíng)維護(hù)中不免存在許許多多的問(wèn)題，其中運(yùn)行維護(hù)組織管理不協(xié)調(diào)，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備的可利用率嚴(yán)重降低，廠(chǎng)用電率升高，使風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效益降低。

降低風(fēng)電場(chǎng)綜合損耗在一定程度上也可以降低廠(chǎng)用電率。風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備組成包括三個(gè)部分，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、站內(nèi)設(shè)備、送出線(xiàn)路及箱變等。從荷載上來(lái)看，風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的自用、站內(nèi)設(shè)備用電、輸電線(xiàn)路及變壓器的損耗等是廠(chǎng)用電和有功損耗的用電設(shè)備的主要方面。

2　提高運(yùn)行維護(hù)管理水平

運(yùn)行維護(hù)管理水平的高低直接影響整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率。提高運(yùn)行維護(hù)管理水平，在某種程度上提高了風(fēng)機(jī)的可利用率，從而提升了發(fā)電量，降低了廠(chǎng)用電率。提高運(yùn)行維護(hù)管理水平關(guān)鍵是提高風(fēng)電場(chǎng)工作人員的發(fā)現(xiàn)故障和處理故障的能力。

安裝風(fēng)機(jī)狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和智能診斷系統(tǒng)可以幫助運(yùn)行維護(hù)人員預(yù)測(cè)和準(zhǔn)確判斷出風(fēng)機(jī)的故障部位及磨損狀況。為了避免故障惡化出現(xiàn)的效益下降及風(fēng)機(jī)可利用率問(wèn)題，在早期故障剛剛出現(xiàn)時(shí)采取積極有效的維修措施，大幅度提升發(fā)電效益，降低綜合廠(chǎng)用電率。

3　降低場(chǎng)綜合損耗

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，主變及母線(xiàn)損耗、箱變及線(xiàn)路損耗、變電站所用電、機(jī)組自用電這四部分均是可以降低的。

3.1減少機(jī)組自用電量

感應(yīng)式異步發(fā)電機(jī)會(huì)消耗大量的電能，在機(jī)組啟動(dòng)和并網(wǎng)時(shí)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。因此，對(duì)異步發(fā)電機(jī)機(jī)組數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，可降低機(jī)組自用電量。

3.1.1更改啟動(dòng)風(fēng)速及時(shí)間

異步發(fā)電機(jī)在無(wú)風(fēng)少風(fēng)時(shí)，由于風(fēng)速達(dá)不到并網(wǎng)的條件，啟動(dòng)不完全，無(wú)法進(jìn)行正常的并網(wǎng)運(yùn)行活動(dòng)，損壞機(jī)組設(shè)備的同時(shí)吸收大量電能。更改機(jī)組啟動(dòng)風(fēng)速，降低機(jī)組自用電量。

3.1.2調(diào)節(jié)快脫、慢脫時(shí)間及功率值

為解決風(fēng)速小以及不穩(wěn)定的狀況，調(diào)短快脫、慢脫的時(shí)間，調(diào)大脫網(wǎng)功率，使其啟動(dòng)頻率減少，機(jī)組自用電量降低。

3.1.3依據(jù)環(huán)境溫度設(shè)定冷卻裝置及加熱器裝置的啟停時(shí)間

風(fēng)機(jī)機(jī)組的運(yùn)行受溫度的影響，在冬季為保證機(jī)組正常啟動(dòng)運(yùn)行，必須使用加熱器裝置。在夏季風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)組零件做功會(huì)產(chǎn)生大量熱，如果散熱不及時(shí)，環(huán)境溫度長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高，則會(huì)引起機(jī)組運(yùn)行失常，因此需要依據(jù)環(huán)境啟停投運(yùn)。

3.1.4修正偏航系統(tǒng)數(shù)據(jù)，減少偏航電機(jī)的啟停次數(shù)

偏航系統(tǒng)作用主要包括兩個(gè)方面，一是能使機(jī)艙跟蹤變化從而穩(wěn)定風(fēng)向;二是偏航的作用導(dǎo)致機(jī)艙內(nèi)部電纜發(fā)生纏繞而自動(dòng)解除纏繞。風(fēng)機(jī)風(fēng)能的轉(zhuǎn)化率隨對(duì)風(fēng)角度大小變化，對(duì)風(fēng)角度小，轉(zhuǎn)化效率高。在風(fēng)角度通過(guò)控制調(diào)劑偏差增大時(shí)，在減少偏航電機(jī)的啟停率的同時(shí)，不會(huì)影響機(jī)組的正常發(fā)電量，達(dá)到減小自用電的目的。

3.2減少站用電量

升壓站中SVG的耗電量也是不可忽略的。49.5MW風(fēng)電場(chǎng)SVG年平均耗電量占總發(fā)電量的0.25%-0.3%，在功率因數(shù)滿(mǎn)足要求的前提下，優(yōu)化風(fēng)機(jī)發(fā)出的無(wú)功功率和SVG發(fā)出的無(wú)功功率，使風(fēng)機(jī)盡可能多發(fā)無(wú)功，降低SVG的無(wú)功出力，減少SVG的耗電量。

另外，通過(guò)合理控制公用電器設(shè)施的使用等，降低綜合用電量。

3.3變壓器和線(xiàn)路的損耗

變壓器在銅損和鐵損相等的時(shí)候最經(jīng)濟(jì)，效益最高，而非是額定負(fù)荷時(shí)。變壓器銅鐵損耗隨電壓的升高而增加。因此在滿(mǎn)足電網(wǎng)電壓的前提下，盡可能維持高電壓，便降低變壓器的銅損，提高其運(yùn)行效率。

4　結(jié)束語(yǔ)

以上分析了降低風(fēng)電場(chǎng)綜合廠(chǎng)用電率的幾點(diǎn)可行措施，如圖1所示。在風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中，除了變壓器、輸電線(xiàn)路、變頻器等主設(shè)備以及偏航、變槳等主輔助設(shè)備存在消耗問(wèn)題外，其它輔助設(shè)備消耗也是不可忽視的。但對(duì)一個(gè)運(yùn)營(yíng)的風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，設(shè)備消耗是客觀存在的，不可避免的，調(diào)整空間不大。

降低廠(chǎng)用電率關(guān)鍵在于精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和判斷風(fēng)機(jī)的故障部位，在故障發(fā)生早期就采取措施，避免由于故障惡化所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，提高了風(fēng)機(jī)的可利用率，提升了發(fā)電量，降低了綜合廠(chǎng)用電率。因此，如何組織好在運(yùn)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維管理工作，已是風(fēng)電企業(yè)的工作重心。在目前整個(gè)風(fēng)電行業(yè)的工作重點(diǎn)已經(jīng)從“跑馬圈地搞建設(shè)”到“以效益為中心”的軌道上來(lái)，尤其向運(yùn)維管理要效益就將顯得更為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司.風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)規(guī)定[M].修定版.北京：國(guó)家電網(wǎng)公司，2009.

[2]孟令峰.如何降低風(fēng)電場(chǎng)綜合廠(chǎng)用電率[J].電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，2014（2）:378-378.

[3]范高鋒，趙海翔，戴慧珠.大規(guī)模風(fēng)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響和應(yīng)對(duì)策略[J].電網(wǎng)與清潔能源，2008，24（1）:44-47.

[4]王哲峰，王珊珊.降低風(fēng)電場(chǎng)綜合廠(chǎng)用電率的探討[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2012，（3）.

[5]李光明，紀(jì)一鳴.風(fēng)電場(chǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施研究[J].吉林電力，2012，（5）.