關于新能源風力發電場綜合場用電率的分析控制研究與應用

齊輝東

國電甘肅新能源有限公司公司酒泉風場是投運不久的風電場，如何做好風場的設備維護和運行管理工作，減少風場綜合廠用電量、降低風場綜合場用電率，爭取風場效益最大化是風電企業的中心工作。

風場是由升壓站內設備、架空線及箱變、風力發電機組等三部分設備組成。從負載上來看，風電場廠用電和有功損耗主要有變壓器及輸電線路損耗、風力發電機組自用、站用變用電。針對以上因素分別分析如下：

一、綜合場用電量概念及因素分析

綜合廠用電量=（發電量一上網電量）+網購電量，從公式中可以分析出影響綜合場用電量的以下幾個因素：

1.風機機組、35kv集電線路及箱式變損耗。

2.無功補償裝置損耗。

3.主變損耗。

4.站用變損耗。

5.330KV架空線路損耗。

二、綜合場用電率概念及因素分析

綜合廠用電率={（發電量一上網電量）+網購電量）/發電量=綜合場用電量/發電量，從公式中可以分析出影響綜合廠用電率的因素有以下幾個方面：

1.主變損耗、330KV母線線路損耗、無功補償裝置損耗（調度中心調度管轄設備）;

2.風機線路及箱式變損耗、站用變損耗、綜合場用電量/發電量的比值（人為能控制的部分）

三、風電場設備的損耗分析

1.主變及風機損耗分析

1.1在大風速限負荷情況下，在保證壓紅線基礎上切除部分風力發電機組。盡量保證風機滿負荷運行。

1.2提高功率因數和降低變壓器運行溫度的措施可提高運行經濟性。

1.3在滿足電網電壓的前提下，進行優化選擇變壓器檔位，盡可能維持高電壓，以便降低變壓器損耗，提高其運行效率。

2.輸電線路損耗

同變壓器銅損一樣，線路損耗隨著電壓降低，線路損耗增加。因此，在允許的前提下可以提高電壓來輸電降低線路損耗。

四、減少風力發電機組自用電控制措施

風機內部用電設備主要有變槳電機、偏航電機、齒輪箱油泵、冷卻裝置電機、加熱裝置、變流器、機艙及塔筒照明等。根據現場實際情況優化程序參數，盡量縮短各用電設備的工作時間和啟停次數，從而達到減少風機自用耗電的目的。

根據環境溫度設定冷卻裝置和加熱器裝置的啟停及工作。冬季時，環境溫度較低，為了保證風機正常運行，加熱器必須投入工作，從而保證局部環境溫度的滿足各設備的運行條件。由于風機在運行轉動過程中齒輪箱和發電機會產生一定的熱量，如果這些熱量在機艙內部，那樣可一定程度上縮短加熱裝置的運行時間和啟停次數。為此可按下表進行參數設定：

五、減少站用變用電控制措施

站用變用電量調整的空間不大，如果能及時關燈、合理控制電采暖和水加熱器、少開空調和大功率電器等等節能降耗措施后，也能降低綜合用電量。

1.進（出）配電室隨手開（關燈），杜絕長明燈現象。

2.控制生產現場電暖器、空調等設備長期啟動，（同時控制電暖器投入數量）低于5℃時投入加熱，高于38℃投入制冷。（繼保小室和通訊機房溫度控制在15～25℃之間），做到隨手關門，關窗做好保溫措施。

3.根據季節和氣溫情況，投入主變冷卻器臺數。（主變大負荷運行溫度上升過快時應適當增加冷卻器臺數）。

4.生活辦公區根據季節和氣溫情況投入地暖、空調、熱水器等電器人員離開后應及時關閉并杜絕長明燈現象。

5.加強施工電源管理，特別是10kV外來電源管理杜絕亂拉、亂接現象。（加裝計量表計）

六、風電場運行管理控制措施：

1.督促廠家維護人員及時消缺，減少風力機等設備的非計劃停運次數、確保風機設備可投入率在99%以上，并要求風機維護或檢修完畢后，人走燈滅。

2.發電量越高，綜合廠用電率越小。因此，應確保風機發電量按計劃接帶，當班生產運行人員加強與調度聯系，多爭取計劃電量，及時調整，確保在條件具備情況下始終保持壓紅線運行，嚴格控制減少人為因素造成的發電量損失，并做好風電場保電措施。

3.當風速較高，例如：在8至9m/s左右區間時，而調度計劃在50MW以下時，應采取全投運行標桿風機，停運部分常規風機，緊跟計劃發電的策略，減少場用電消耗。

4.當調度計劃接近10MW時，風速在5至6m/s左右區間時，應僅開少量標桿風機，停運所有常規風機的策略，目的也是減少場用電消耗。

5.針對風機線路及箱式變在風機停運時間內，風機、箱變、35KV線路一直仍從電網中受電，一直在消耗電網電量，造成場用電損耗增多的狀況。當電網輸送出力嚴重受限，調度計劃長時間接近0MW時，應采取果斷停運幾條集電線路，使該集電線路上的風機和箱變及線路不再消耗場用電的策略。

七、應用實踐及效果：通過近兩年的摸索與實踐，風場逐步實施了風機散熱改造、主變壓器檔位校核、站內設備溫度控制、運行人員手動啟停風機控制等措施，降本增效，努力提高發電量，酒泉風場綜合場用電率由2015年投產伊始的3.46%降低到2017年的3.08%，降低了0.38%，為企業盈利創造了有利條件。

（作者單位：國電甘肅新能源有限公司）