很长一段时间以来,风电场的日常运维都是一件大工程。风电场多建设在人迹罕至的荒郊野岭,相隔数百米的风电机组,叶轮机舱高达几十米,一旦出现问题就要花费巨大的人力物力,部分大部件的更换作业甚至需要花费上百万元。恶劣的环境、高昂的检修成本,一度让风电行业的精益化发展成为不小的难题。


单台的风电机组就有很多高超的技能,能够独挡一面,完成系列复杂的操作,但是在实际的发电过程中,风力发电场环境也是千变万化,有时候烈日当空、有时电闪雷鸣、有时狂风大作、有时沙尘漫天。为了应对种种复杂的环境,风电机组还“苦修内功”,练就了一身“铜墙铁壁的真功夫”。在特定的环境下,它们还会有组织的“团队”的协作,目的是为了更好地为业主创造效益。


智能风场十大优势,让风电场建设更加“风光”


1、空气密度自适应


为在现有情况下提升风力发电机组的发电能力,中国海装提出一种通过空气密度自适应调整转速转矩表和额定转速的技术。通过空气密度采集设备采集实时空气密度值,经过主控程序特定的逻辑判断后,控制器依据结果进行转速转矩表和额定转速的调整,开发机组发电潜力,提升发电量,增加经济效益。


智能风场十大优势,让风电场建设更加“风光”


2、噪声控制


风电机组作为大型机电产品,有成千上万个零件组成,同时还有大部分是运动部件,产生噪音在所难免,风电机组产生的噪音主要分为两种:机械噪音和结构噪音。在特定环境下的特定时间段,中国海装的风电机组可进行定制化设计,通过限制机组运行功率、降低风轮转速等措施,降低产生的噪音量,达到降噪目的。


智能风场十大优势,让风电场建设更加“风光”


3、光影扰动抑制


风电机组在发电的时候,叶片会一直周期性旋转,如果阳光照射到动态风电机组叶片上,会在后方形成大面积扰动阴影,如果长时间处在这个环境中,可能会产生眩晕感,考虑到这一问题,公司研发出了光影扰动抑制技术,对一定范围的敏感区域,可进行主动偏航控制来减小机组叶轮在敏感区域的投影面积。


4、整体抗恶劣环境


风电机组通常的设计寿命在20年以上,中国海装在设计之初就考虑了沙尘暴等恶劣天气对机组运行的影响,在进行充分评估其影响的基础上开展了针对性设计,通过全系统防沙尘设计,能对沙尘暴进行层层防护,确保机组在遭遇沙尘暴天气时能安全稳定运行。从材料及结构设计上出发,提高了机组对复杂恶劣的环境的适应能力。


智能风场十大优势,让风电场建设更加“风光”


5、舱内热交换流场控制


风电机组长期不间断运行,以及机舱内大量电气元器件,它们都会产生热量,热量如果不能及时的排出,会对机组产生较大影响,也会影响机组寿命,因此稳定的散热系统也尤为关键,中国海装创新的采用舱内热交换流场控制技术,能够有效散发机组热量,实现机舱散热能效的最大化。


6、尾流控制


尾流效应是指风力机从风中获取能量的同时在其下游形成风速下降的尾流区。若下游有风力机位于尾流区内,下游风力机的输入风速就低于上游风机的输入风速。尾流效应造成风电场内风速分布不均,影响风电场内下游风电机组运行状况,进而影响风电场整体运行工况及输出。通过单台机组运行结合风电场总体协调相耦合的尾流协同控制技术,可减小风电场尾流损失。


7、风功率预测及能量管理


风电功率预测系统是基于B/S(浏览器-服务器)结构,主要用于风场的总体监控、功率预测、报表生成等,具有功能设计合理、预测精度高等特点。能量管理使用了深浅度算法、智能轮换、智能较正潜在功率等功能,精确地评估风电场理论出力,实现精准调度。


8、电网振荡抑制


2018年9月,在位于哈密的景峡风电场,中国海装的2兆瓦风电机组经过电网的次同步振荡“袭击”后,完美解决了次同步振荡这一行业难题。当时这波次同步振荡“袭击”导致大面积风电机组离线停机。中国海装通过搭建分析模型、优化机组关键参数、修正机组特性阻抗、改变相交点机组相位等手段,对双馈机组的次同步振荡机理和抑制方法,进行了充分研究,完成机组优化控制,实现了对电网次同步振荡问题的彻底解决。


9、电网故障穿越


风力发电机组故障穿越问题是指当电力或扰动引起并网点电压或频率超出标准允许的正常运行范围时,在一定的电压或频率范围及其持续时间间隔之内,风电机组能够按照标准要求保证不脱网连续运行,且平稳过渡到正常运行状态的一种能力。中国海装全系机组都实现了机组的低电压穿越,高电压穿越,并突破了机组的零电压穿越的功能实现。


10、一次调频调压


并网的风电机组能精确地按调度曲线运行时,它的功率能够响应电网频率变化,这样的机组才具备一次调频功能,这个功能与电网的安全稳定运行息息相关。当电网的频率超过一次调频触发值时,风场的高精度测频模块将该信息传递给一次调频设备,一次调频设备立即计算出风场需要达到的目标功率值并向风电机组发出指令,风电机组在调频时限内迅速达到目标值,以完成对电网频率的支撑,实现风场的一次调频。


文章来源: 中国海装,科技日报

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