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1、老旧风场提质增效方案的探讨老旧风场提质增效方案的探讨上海电气集团股份有限公司2023年10月17日李 灿 上海电气风电集团股份有限公司工程服务分公司成立于2015年11月,隶属于上海电气风电集团股份有限公司,是风电全生命周期整风电全生命周期整体服务方案体服务方案提供商提供商,具备丰富的风电运维服务经验,拥有专业的工程服务团队,在全国建有8个区域服务中心,拥有辐射全国的服务网络,可通过对大数据的积累和故障诊断案例的分析,为客户提供高温、高寒、高原和海上环境的定制化服务解决方案,以获取最优度电成本为目标,从而实现客户投资价值最大化。在后市场服务领域,我们致力于提供风电机组的智能化运维、机组优化、叶
2、片升级、老旧机组上大压小及退役回收、备件及大部件供应、培训服务、SOV运维母船等特种装备供应等服务,以获取最优度电成本为目标,实现客户投资价值最大化。9大产品线Content目录 提质增效方案0202经典案例分享0303 老旧风场的问题0101老旧风场问题老旧风场问题Chapter 01老旧风场的问题机组低效,但风资源优质 标准化的机型无法满足差异化的风场环境 存量机组控制技术陈旧,单机风能利用率低下 存量风场无场级风机协调控制,不能充分利用场级风资源老旧进口元器件停产导致停机,损失发电量早期机型设计缺陷导致故障率较高,损失发电量早期进口厂商退出中国市场,无人维护,故障后损失更多发电量其它综合
3、性复杂问题损失发电量早期技术落后,故障频发,安全隐患众多且发电量严重损失原设计的电网适应性较差原设计的环境适应性较弱 老机组不能满足新的电网高低穿标准 老机组不能满足电网一次调频、惯量响应以及快速调压等需求 老机组叶片被腐蚀、冰冻等影响升力,导致发电量损失 老机组产生噪声、光影污染,对周边环境不友好提质增效方案提质增效方案Chapter 02提质增效方案场控升级场控升级挖掘全风场资源;增强风场整体控制及协调性能,提升场级发电量挖掘机组自身潜能,提供风机深度治理,降低故障率,提升机组可利用率。整机优化治理整机优化治理增功增功挖掘存量风资源潜力,结合先进的控制算法,提升机组发电量。环境适应性改造环
4、境适应性改造电网适应性电网适应性改造改造通过叶片治理、控制系统优化等手段进行环境适应性改造和环境友好型改造通过三电升级,结合场控算法等,使得整机和全风场均能适应电网需求提质增效方案-风叶片气叶片气动优化动优化叶片叶片延长延长叶片换长叶片换长梯次利用梯次利用吸收更多的风能叶 片增 功AEPAEP1-3%1-3%AEPAEP7%7%AEPAEP20%20%提质增效方案-风自适应功率控制 动态最优转矩控制 最优桨距角控制智能降载增功 智能增容 高风速穿越 山地穿越 小风挂网定制化偏航 偏航对风 偏航解缆 大数据偏航校正自耗节电 夏季模式 冬季模式AEPAEP1-3%1-3%更高效地利用风能智 能增
5、功提质增效方案-机电控升级变流器技改变流器技改变桨系统技改变桨系统技改整机综合治理整机综合治理可靠性提升30%发电量提升1-3%运维成本降低50%增加增加并网接触器并网接触器国产化国产化替代替代散热系统优化散热系统优化电能电能质量及质量及du/dt治理治理降低部件失效率有效提升变流器的MTBF指标超级电容替代蓄电池超级电容替代蓄电池集成化变桨系统的替代集成化变桨系统的替代主控技改主控技改变流器技改变流器技改变桨技改变桨技改涉网技改涉网技改数字化技改数字化技改其其它它深深度度治治理理非接触式变桨滑环的非接触式变桨滑环的替代替代提质增效方案-机安全升级防超速防超速防火灾防火灾防违规操作防违规操作侧
6、风侧风90度偏航系统度偏航系统自 动 消 防 系自 动 消 防 系统统轮毂过速轮毂过速保护系统保护系统视频监控系统视频监控系统提质增效方案-场智能场控系统智能场控系统-GridAgent业务业务展示层展示层实时监控流场可视化声场可视化控制控制调度层调度层头雁领航模块寿命均衡模块尾流协调模块光影控制模块主动降噪模块扇区管理模块一次调频/调压模块能量管理模块低温待机模块数据数据执行层执行层SCADA数据用户配置数据省调指令地信数据气象数据系统拓扑功能模块提质增效方案-环环境适应性改造光影控制策略扇区控制策略叶片防雷改造叶片环境适应性治理叶片环境适应性治理叶片降噪:智能降噪:叶片防冰改造控制算法升级
7、控制算法升级主风向主风向湍流较强风向湍流较强风向00.20.4051015202530 某机位点某机位点 湍流分析湍流分析OriginResultIEC AIEC BIEC C输出太阳高度角太阳方位角每台风机降转速每台风机运行状态UTC时间是否存在光照光影控制使能单台风机光影控制使能输入参数风场纬度风场经度单体风机高度角可控起始值单体风机高度角可控终止值单体风机方位角可控起始值单体风机方位角可控终止值提质增效方案-网暂态建模一次调频/惯量响应高低穿能力AGC/AVC功能优化电网适应范围广电网适应范围广独立自主的控制系统独立自主的控制系统具备技术升级能力具备技术升级能力改造周期短改造周期短电网适
8、应性改造特点:经典案例经典案例Chapter 03增功服务案例-叶片延长+智能增功客户需求:上海某风电场,业主希望在公司内部立一个样板工程,实现发电量提升。叶叶片片延延长长V2V1VstVrtVct风速m/s功率kWPrtPmax0LoadmaxLoadpartialV2V1VstVrtVct转速rpmnrtnminV2V1VstVrtVct桨距角200nmin额定风速以下额定风速以上变速控制最优桨距角控制风速m/s风速m/s0传统桨距角控制传统桨距角控制恒速控制恒速控制恒功率控制客户收益:发电量7%提升原叶片打磨划线原叶片切割粘接位置涂胶原叶片与叶尖套粘接叶片加热固化表面修型 油漆处理智智能
9、能增增功功解决方案:“叶片延长+智能增功”的组合方案增功服务案例-叶片换长梯次利用105/93105/93叶片梯次利用案例叶片梯次利用案例待定待定蔚县蔚县风场风场康宝小英图康宝小英图风场风场1.康宝风场、蔚县风场:105更换为116叶片项目,105换93叶片,回收93叶片(正常换叶片业务)2.待定风场:回收项目A中的105叶片 叶尖加长为104叶片 将另外的项目B的93叶片更换为104叶片Input1:116叶片Output1:105机组更换为116叶片Input2:回收105叶片Output2A:93更换为105叶片Input2B:回收93叶片Output3A:87机组更换为97叶片93叶尖
10、加长为971,作为备件2,报废无害化处理Output3B:87机组更换为93叶片1 12 23 3增功服务案例-智能增功江苏某风电场属于低风速山地风场,年平均风速5.01m/s5.01m/s(可研资料),全场36台机组于2016年5月14日全部签署预验收证书进入质保期,于2016年11月开始智能增功主控改造,2017年2月全场技改完,技改后至今运行无大故障和长时间停机,发电量提升效果明显。年份平均风速(m/s)发电量(kWh)可利用率(%)切入次数20165.29.53545.28.61838107165技改前后主要技改前后主要
11、运行运行数据数据对比对比项目简介:发电量提升 4.34%客户收益:改造升级服务案例-变桨整机国产化替换项目背景:新疆某风场建于2013年,共安装2台南自变桨和22台MOOG变桨系统。机械上均为六柜结构,电气上均为直流系统。问题:早期直流变桨系统集成度低,电机和电池都需要定期维护,维护成本高。早期直流系统的碳刷易损耗,易打火,需定期更换。供应商退出,备件不足、成本高昂,且无技术支持。方案:变桨系统整机国产化替换三柜集成化系统交流伺服+超级电容客户收益:变桨故障率大幅度降低,可利用率大幅上升2020年完成替换的2台,至今3年只出现1次变桨故障2023年7月完成替换的8台,至今3个月只出现1次变桨故障