風電場發電功率預測及風機運行優化的相關分析

王振

摘 要：本文主要針對風電場發電功率預測以及風機運行兩個方面進行分析，前者包括風力預測方式、基于風速的預測形式以及優化模式，后者涉及軸承間隙以及軸流風機的內容，以供相關人士參考。

關鍵詞：風力發電 風功率預測 風機運維

中圖分類號：TM6文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2020）06-0-01

引言

新形勢下，人們對于電力的需求量日趨增加，為在保證電量供應充足的同時，控制對自然資源的使用量，利用可再生資源進行發電，風力發電便是其中一種，因此，對該方面的研究具有實際意義。

一、風電場發電功率預測

1.風力預測方式

目前，對風電場發電功率進行預測的方式主要有兩種，其一，物理預測方式，具體而言，需借助相關的計算機系統得到風速、風向以及氣溫等實時數據，并以此為依據預測發電機組的風向、風速等數據，最終借助專業的功率曲線得知輸出功率。此種預測形勢下，要求相關人員以具體的地形地勢、地表物體等構件模型，同時還需對風機的整體高度以及功率曲線、控制方案等實施建模。此種預測形式會受到其他因素的影響，其數據來源完全依靠天氣預報獲得，影響其預測的時效性，由此，物理預測方式多用于中期風電場的預測任務中。其二，統計方式，相關人員可直接借助NWP獲取相關信息，實際采用的統計方式有灰色預測、時間預測和概率預測等手段。其中的時間預測形式，相較于其他形式較為單一，且最終僅能得到近期的發電功率信息，但其數據的準確性較高，有利于進行調整管控。技術人員可合理構建線性聯系，能夠用函數表示。

2.風速預測

在短期預測項目中，風速預測方式主要有兩個部分，其一，技術人員應借助既定的模型實施對機組的風速和風向進行預測，其二，使用功率曲線得到最終的結果。目前對于風速的預測仍受到諸多因素的影響。首先，現場的客觀環境對計算結果具有較大的影響，如地形、地表物體等都會形成不同程度的干擾。目前，大型風力發電機組中風輪直徑達到一百米以上，處于上風向的風機對于下風向發電機組會產生影響，由此，提高該項工作的難度。其次，實際風能和所處環境中的風速預計空氣密度有直接關系，發電機組所處環境中的溫濕度、氣壓等會使其發電能力出現不同程度的波動，極易影響到預測結果的準確性。最后便是資金方面的問題，各地設施的氣象監測設備受到建設成本的限制，無法實現大范圍地全覆蓋，且部分地區地形變化較大，使相鄰監測點獲取的數據不具有代表性。總體而言，由于機組設備所處的客觀環境較為復雜，影響預測數據的準確性，大幅度提高該項工作的開展難度[1]。

3.改進方式

影響預測結果的關鍵在于客觀環境、數據傳送形式以及測風設施建設問題等，導致最終計算出來的數據與實際情況存在一定差距。由此，若想提升預測結果的準確度，應結合實際情況合理調整數據模型，以提高預報NWP的準確程度，以免在突遇不良天氣狀況時，預算結果精準度出現過大的波動。另外，應提高NWP數據的時效性，確保其更新速度，借助現代科學信息技術，實現對系統的有效控制，確保各項數據的實時共享，有助于提升數據的準確性和可靠性。同時，為提升該項工作的工作質量和效率，相關人員應綜合使用多種預測方式，有利于提高預測數據信息的科學性和準確度，此外，應提高數據更新的頻率，確保短期預測的效果。

二、風電場風機運行優化

1.滾動軸承縫隙

風機該部分的縫隙有兩種呈現形式，分別為橫向和縱向，實際安設期間，部分計算人員缺少應有的職業素質，其本身的能力是無法完成該項工作，難以達到既定的安裝標準，由此造成軸承之間形成不合理的縫隙間距，影響其旋轉的穩定性，大幅度提高軸承的運作受損程度，不僅縮短構件的使用周期，還會浪費大量的資源。為減少異常情況出現的次數，需提高對該構件前期設計階段的重視程度，合理連接各個步驟，通過優化前期的作業方案。具體而言，相關人員需結合風機使用的實際狀況，如在溫度較高且風速較快的環境下，可選用縱向間隙較大的構件，反之，若安裝項目的質量標準較高，則要選用間隙較小的構件，以此來減低機械故障的發生概率。

2.軸流風機

目前，部分風機設施在實際運作期間仍存有諸多不足，其中軸流風機處于整個設備較為里面的位置，即使出現運行異常，常規的檢查活動是難以及時發現的，同時該部分極易受到溫度的影響，產生運行異常的關鍵在于系統中前期電源設計以及裝設操作不當引發的故常問題，造成該構件無法正常穩定運行。其中，加油箱出現問題的次數較多，此部分發生異常情況，極大降低安全系數，因此，應強化對該方面的管理，避免出現嚴重的安全事故。在實施加油作業時，相關人員應提高作業的規范性，嚴格根據相關的說明書進行，若加油量超過一定值，會使該部分出現溫度過高的情況，但通常情況下，高溫狀態持續的時間較短。此外，相關人員應定期檢查冷卻設備的運行情況，風機由于長期運行，往往會引發高溫的情況，甚至出現一百攝氏度的高溫，出現此種情況的主要原因是冷卻設備出現異常。在進行日常管理維護工作時，若發現加油量以及冷卻設備無故障，仍處于高溫狀態，技術人員便需對軸承箱進行檢測，以找出高溫原因[2]。

結語

綜上所述，優化發電功率預測以及風機維護工作有助于保持電網系統的穩定運行。由此，相關企業可通過調整升級技術，提升自身的相關市場競爭水平。現階段，有多種預測功率的模式，希望未來能夠提高長期預測的精準度。

參考文獻

[1]郭海思，何慧，包大恩.風電機組理論發電功率計算及對比優化[J].電力與能源，2019，40（03）：339-343.

[2]張小奇，張振宇，孫驍強，等.基于機群劃分方法的風電場理論發電功率計算研究[J].高電壓技術，2019，45（01）：284-292.