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            劉昊:老舊風場提質增效與深度改造

            近日,"第七屆中國風電后市場交流合作大會暨2020中國海上風電運維專題論壇"在江蘇省無錫市隆重召開。潤陽能源技術有限公司技術總工劉昊與業內專家共同分享了風電后市場全生命周期價值管理與服務的新觀點、新理念和新思維,并就當下后市場中最受關注的老舊風場提質增效與深度改造等問題和解決方案進行了深度交流。

            近年來,風電作為安全、低碳、經濟的可再生能源,受到各國政府、資本、研發機構、生產廠商、運營企業的高度關注。截止至2019年,全球風電累計裝機容量已達到650GW、新增裝機容量60.4GW,路上風電占比接近90%。

            《中國風電后市場發展報告》研究結果顯示:在巨大的風電存量市場中,裝機5年以上風力發電機組達11461萬千瓦,較2018年底同比增長25 .4%,與2013 年相比,增長近10倍。 與之相對應的是:早期安裝的機組風輪偏小、整機設計裕度大、控制策略較為粗獷,捕風能效有提升空間;老舊風機機型陳舊、備件難買、維護難;進口風機通過多年運行,機組和葉片故障嚴重影響風機穩定運行,相關部件在國內已停產多年,海外采購周期長、成本高、質保難;因宏觀選址、微觀選址不夠精細,使得現有風場發電效率差等問題,在國內風場日益顯現。

            本次大會期間,潤陽能源技術總工劉昊以風機并網運行后至服務結束為止的時間為維度,結合不同周期內的:風場運維優化、提質增效、深度改造、上大壓小、退役更換需求,針對葉片增效、風電場場群控制系統、變槳防超速改造、應急偏航改造、黑啟動后備電源、老舊機組改造、上大壓小等專業服務和解決方案進行了深入講解和剖析。
             
             
            - 提質增效 -
             
            “風機控制技術的更新以2年為周期,從風機并網后3至5年開始,一直到5至20年的全生命周期過程中,業主和服務商應該根據時間周期,提早從提高風場發電量和提高機組安全可靠性的角度進行提質增效規劃。”劉昊如是說。
             
            通過對葉片狀態的科學分析和機組載荷安全評估,考慮增大風輪掃風面積、吸收更多風能等需求,潤陽能源可以為客戶提供安全、可靠、能夠顯著提效的葉片延長(節、翼)和減少不利氣流的渦流控制等技改提效方案。
             
            以葉尖小翼及延長小翼增效解決方案為例,葉尖小翼增效技術原理是借鑒飛機機翼解決翼尖渦的經驗。通過為風機葉片加裝類似飛機翼梢的小翼,可以重整通過葉尖流場的氣流,有效地降低葉尖處誘導阻力,減少葉尖能量損失,從而提高機組的發電量。
             
            相比于單純通過延長葉片的手段提高機組發電量,葉尖小翼在同樣發電量提升的前提下,能使葉片結構承受更小的負荷,有利于葉片和機組的安全性。理論上,葉尖延長小翼0.5m~2m,發電量可提升1.5%~6%。
             
            此外,潤陽能源在國內MW級風力發電機組葉片的增效項目實踐中:通過葉片延長技術和氣動附件技術,提效可達10%;對主控系統優化與升級,發電量可提升4%-8%。
             
            - 老舊機組改造 -
             
            老舊風場機型陳舊,普遍存在運行效率差、大部件問題嚴重、事故頻發、機組半停運狀態、風資源利用率低等問題,導致發電效率差,收益低。鑒于早期風電機組技術不夠成熟、控制策略不夠先進、風電機組的發電性能達不到設計標準的現狀,陽能源憑借多年風電場運維實踐和技術積累,對早期風機進行技術更新,實現全面增效增收。
             
            針對老舊風場實際情況,MW級以下機組采用上大壓小方式,拆除小風機,置換大風機,充分利用風資源。MW級以上機組深度改造,通過對風機電氣系統優化升級、大部件維修更換和風電場綜合治理等,提升機組的發電性能。對于老舊孤兒和問題嚴重機組,采取等容量或擴容替換新機組,可有效提升項目的發電量和收益率。
             
            以潤陽能源在浙江某風場技改項目為例:該項目原有23臺MW級以下機組,其中3臺600kW風電機組長期停運。在停運機組更換項目中,通過拆除5臺600kW風電機組,新建2臺MY1.5-82機組,新機組平均單臺年理論發電量達到 4963 MWh,項目年上網電量增加 9926 MWh ,內部收益率(稅后):13.61%,項目投資回收期(稅后)僅5.77年。
             
            近年來,潤陽能源充分依托明陽集團公司布局全國的生產基地、葉片工廠,不僅實現了明陽/非明陽保內保外的葉片維修、主軸承維修、齒輪箱維修等大部件維修技改服務的綜合服務能力;在多個風場的變槳系統改造(整體替換/核心部件替換)、主控系統改造(整體軟硬件替換/保留硬件軟件替換)、變流器改造(整體替換/核心部件替換)等深度改造項目中亦積累了強大的技術實力和豐富的實踐經驗,優勢明顯。
             
             
            筆落驚風、匠石運金。技術成果的轉化,離不開團隊的協作和扎實的底蘊。在本屆中國風電后市場交流合作大會,由潤陽能源技術團隊參與的《110米葉輪風力發電機組葉尖延長技術研究及應用》論文,獲評為優秀論文。
             
             
             
             
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