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风力发电机组可利用率


风力发电机组可利用率( 风力发电机组可利用率(年)的计算方法
风力发电机组可利用率如下: 风力发电机组可利用率如下 可利用率=[1-(A-B)/(8760-B)]×100% 其中:8760 为全年小时数; A-表示故障停机小时数; B-表示非投标人责任的停机小时数; 停机小时数 B 包括以下情况: ●电网故障(电网参数在技术规范范围之外); ●气象条件(包括风况和环境温度)超出技术规范规定的运行范围; ●不可抗力; 以上情况如有两种或者两种以上同时发生,只计其中较长一种情况。

风力发电机核心技术和设备大量从国外引进的局面有望被打破。 中国科协近日宣布, 由河海大学、 水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心等单位 联合研制开发的中国风力机关键技术已获得重大突破, 具有自主知识产权的 10kW 的垂直轴 风力机已经研制生产,并将销往欧洲市场。 中国风电产业发展迅速,2008 年全国风电累计装机容量达到 1220 万千瓦,是“十一五” 规划任务的 2 倍多。2009 年全国累计装机容量预计可达 2000 万千瓦。有数据显示,国内风 电整机生产企业 70 多家,超过全球其他地区风电设备厂商总和。 但在核心技术和关键零部件方面,各企业走的是引进路线。严重依赖引进,核心技术和 自主创新能力的缺失, 致使风电成本居高不下。 对风力机的关键技术进行基础性的研究对我 国风电的发展有重要意义。 据河海大学水利水电工程学院教授郑源介绍, 目前大型风力机均采用水平轴风力机。 但 水平轴风力机设计技术复杂, 重几十吨的机舱需安装在近百米的高空, 功率存在偏航损失等, 这些都是国内风电成本较高的原因。 而我国自行研制开发的垂直轴风力机无需对风,不存在偏航功率损失;叶片设计简单, 完全可以自主设计;机舱和齿轮箱可置于风轮下或地面,维修费用更低;垂直轴风力机的噪 音比水平轴更小,噪声污染降低;此外,试验室研究表明其风能利用系数不低于水平轴。 “计算和实验结果均证明,经优化设计的螺旋型 S 型风轮比传统 S 型风轮的风能利用率 净提高了 6%。这对于 S 型风力机而言是非常显著的改进。”郑源说。 但此间有专家也表示,风电设备制造业较为薄弱。与国外一些发达国家相比,我国风能 开发无论是在技术、规模、水平上还是在发展速度上,都存在较大差距。发电设备国产化水 平低成为我国风电产业化的主要障碍。

由于长期投入不足,我国风电设备生产厂家生产规模相对较小,集约化程度较低,产品 质量不是很稳定,经济效益也比较低。高成本、高价格是制约风电技术商业化和推广应用的 最大障碍。 从技术商业化程度看,风电机组寿命较短,难以保证技术使用寿命达到 20 年,因而有 必要改进所有部件的可靠性。 这可以通过风机系统的优化设计、 选用更好的材料和先进的控 制装置等措施来实现。 目前世界上风电设备制造强国有德国、西班牙、荷兰、丹麦、美国等,世界各国风力可 利用率从原来的 50%提高到 98%,风能利用系数超了 40%。 但近年来中国在风力设备技术改进和制造方面进展迅速。 今年 8 月, 辽宁省沈阳市华创 风能有限公司具有完全自主知识产权的 20 台 1.5 兆瓦级风力发电机组日前在内蒙赛汉塔拉 风场调试成功,首批机组已顺利通过 240 小时验收,成功实现并网发电。该 20 台风力发电 机组,整机成本比国外风力发电机降低 20%~30%,风机平均可利用率 99.64%。

风力发电机组的运行维护技术
随着科技的进步,风电事业的不断发展。风能公司下属的达坂城风力发电场的规模 也日益扩大, 单机容量从 30kW 逐渐升至 600kW, 风机也由原来的引进进口设备, 发展到了如今自己生产、设计的国产化风机。伴随着风机种类和数量的增加,新机 组的不断投运,旧机组的不断老化,风机的日常运行维护也是越来越重要。现在就 风机的运行维护作一下探讨。 一.运行 风力发电机组的控制系统是采用工业微处理器进行控制,一般都由多个 CPU 并列运行,其自身的抗干扰能力强,并且通过通信线路与计算机相连,可进行远程 控制,这大大降低了运行的工作量。所以风机的运行工作就是进行远程故障排除和 运行数据统计分析及故障原因分析。 1.远程故障排除 风机的大部分故障都可以进行远程复位控制和自动复位控制。风机的运行和电 网质量好坏是息息相关的,为了进行双向保护,风机设置了多重保护故障,如电网 电压高、低,电网频率高、低等,这些故障是可自动复位的。由于风能的不可控制 性,所以过风速的极限值也可自动复位。还有温度的限定值也可自动复位,如发电 机温度高,齿轮箱温度高、低,环境温度低等。风机的过负荷故障也是可自动复位 的。 除了自动复位的故障以外,其它可远程复位控制故障引起的原因有以下几种: (1)风机控制器误报故障; (2)各检测传感器误动作;

(3)控制器认为风机运行不可靠。 2.运行数据统计分析 对风电场设备在运行中发生的情况进行详细的统计分析是风电场管理的一项重 要内容。通过运行数据的统计分析,可对运行维护工作进行考核量化,也可对风电 场的设计,风资源的评估,设备选型提供有效的理论依据。 每个月的发电量统计报表,是运行工作的重要内容之一,其真实可靠性直接和 经济效益挂钩。其主要内容有:风机的月发电量,场用电量,风机的设备正常工作 时间,故障时间,标准利用小时,电网停电,故障时间等。 风机的功率曲线数据统计与分析,可对风机在提高出力和提高风能利用率上提 供实践依据。例如,在对国产化风机的功率曲线分析后,我们对后三台风机的安装 角进行了调节,降低了高风速区的出力,提高了低风速区的利用率,减少了过发故 障和发电机温度过高故障,提高了设备的可利用率。通过对风况数据的统计和分析, 我们掌握了各型风机随季节变化的出力规律,并以此可制定合理的定期维护工作时 间表,以减少风资源的浪费。 3.故障原因分析 我们通过对风机各种故障深入的分析, 可以减少排除故障的时间或防止多发性故 障的发生次数,减少停机时间,提高设备完好率和可利用率。如对 150kW 风机偏 航电机过负荷这一故障的分析,我们得知有以下多种原因导致该故障的发生,首先 机械上有电机输出轴及键块磨损导致过负荷,偏航滑靴间隙的变化引起过负荷,偏 航大齿盘断齿发生偏航电机过负荷,在电气上引起过负荷的原因有软偏模块损坏, 软偏触发板损坏, 偏航接触器损坏, 偏航电磁刹车工作不正常等。 又如, 在对 Jacobs 系列风机控制电压消失故障分析中,我们采用排除实验法,将安全链当中有可能引 起该故障的测量信号元件用信号继电器和短接线进行电路改造,最终将故障原因定 位在过速压力开关的整定上,将该故障的发生次数减少,提高了设备使用率,减少 了闸垫的更换次数,降低了运行成本。 二.维护 风力发电机是集电气、机械、空气动力学等各学科于一体的综合产品,各部分 紧密联系,息息相关。风力机维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效益的高 低;风力机本身性能的好坏,也要通过维护检修来保持,维护工作及时有效可以发 现故障隐患,减少故障的发生,提高风机效率。 风机维护可分为定期检修和日常排故维护两种方式。 1.风机的定期检修维护 定期的维护保养可以让设备保持最佳期的状态,并延长风机的使用寿命。定期 检修维护工作的主要内容有:风机联接件之间的螺栓力矩检查(包括电气连接) ,各

传动部件之间的润滑和各项功能测试。 风机在正常运行中时,各联接部件的螺栓长期运行在各种振动的合力当中,极 易使其松动,为了不使其在松动后导致局部螺栓受力不均被剪切,我们必须定期对 其进行螺栓力矩的检查。在环境温度低于-5℃时,应使其力矩下降到额定力矩的 80%进行紧固,并在温度高于-5℃后进行复查。我们一般对螺栓的紧固检查都安排 在无风或风小的夏季,以避开风机的高出力季节。 风机的润滑系统主要有稀油润滑(或称矿物油润滑)和干油润滑(或称润滑脂 润滑)两种方式。风机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱采用的是稀油润滑方式,其维护 方法是补加和采样化验,若化验结果表明该润滑油已无法再使用,则进行更换。干 油润滑部件有发电机轴承,偏航轴承,偏航齿等。这些部件由于运行温度较高,极 易变质,导致轴承磨损,定期维护时,必须每次都对其进行补加。另外,发电机轴 承的补加剂量一定要按要求数量加入,不可过多,防止太多后挤入电机绕组,使电 机烧坏。 定期维护的功能测试主要有过速测试,紧急停机测试,液压系统各元件定值测 试, 振动开关测试, 扭缆开关测试。 还可以对控制器的极限定值进行一些常规测试。 定期维护除以上三大项以外,还要检查液压油位,各传感器有无损坏,传感器 的电源是否可靠工作,闸片及闸盘的磨损情况等方面。 2.日常排故维护 风机在运行当中,也会出现一些故障必须到现场去处理,这样我们就可顺便进 行一下常规维护。首先要仔细观察风机内的安全平台和梯子是否牢固,有无连接螺 栓松动,控制柜内有无糊味,电缆线有无位移,夹板是否松动,扭缆传感器拉环是 否磨损破裂,偏航齿的润滑是否干枯变质,偏航齿轮箱、液压油及齿轮箱油位是否 正常,液压站的表计压力是否正常,转动部件与旋转部件之间有无磨损,看各油管 接头有无渗漏,齿轮油及液压油的滤清器的指示是否在正常位置等。第二是听,听 一下控制柜里是否有放电的声音,有声音就可能是有接线端子松动,或接触不良, 须仔细检查,听偏航时的声音是否正常,有无干磨的声响,听发电机轴承有无异响, 听齿轮箱有无异响,听闸盘与闸垫之间有无异响,听叶片的切风声音是否正常。第 三,清理干净自己的工作现场,并将液压站各元件及管接头擦净,以便于今后观察 有无泄漏。 虽然上述的常规维护项目并不是很完全,但我们只要每次都能做到认真、仔细, 一定能防止出现故障隐患,提高设备的完好率和可利用率。 要想运行维护好风力发电机组,在平时还要对风机相关理论知识进行深入地研 究和学习,认真做好各种维护记录并存档,对库存的备件进行定时清点,对各类风 机的多发性故障进行深入细致分析,并力求对其做出有效预防。只有防患于未然, 才是我们运行维护的最高境界。


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