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一座智慧风电场开发带来的启示

国际新能源网  来源:《风能》  日期:2019-03-12
  初冬的宁夏,天空宁静而蔚蓝。在这片蓝色天空下, 一座全新的智慧风电场正式投入运行。
 
  2018 年 9 月 28 日,鲁能宁夏盐池于家梁10 万千瓦风电项目实现全场并网运行。据悉,该风电场于2017 年11月获得核准,是鲁能新能源在宁夏区域内的首个风电 项目。鲁能甘肃分公司以建设区域标杆,塑造鲁能形象为 目标,邀请中国电建西北勘测设计研究院有限公司、山东电力建设第三工程有限公司、新疆金风科技股份有限公司 等行业内的领先企业,先后多次召开项目策划研讨会,经 业内专家反复论证,确立了“打造智慧风电场,引领行业 新发展”的建设目标。项目参与方在鲁能甘肃分公司的精 心组织下,将“前期规范化、设计数字化、设备智能化, 建设标准化”贯穿于项目开发建设全过程,展现了新时代风电场的典型形象,引领宁夏区域乃至全国范围内风电行业发展新风向。
 
  技术创新,树标杆
 
  为打造智慧型风电场,使风电机组能够像人一样具 备自我感知能力 ;同时可以结合风电场实际情况,具备独 立的分析能力,形成最适合风电场特点的控制逻辑和机组 动作指令,项目采用了激光雷达控制技术、风电场群控制 系统和电压管理平台等国内风电行业领先的创新技术,为 风电安装了智慧的“眼睛”和智能的“大脑”,实现机组 信息自动采集处理、状态提前感知、设备在线监测、远程 控制操作、人机互联等智慧特性。智能化设备和系统的应 用也为智能化运维奠定坚实基础,同时提高了电网平衡调 节能力,使得项目成为宁夏电网友好型示范风电场。
 
  其中,通过引入激光雷达控制技术,借助激光测风 传感技术和先进的风电机组控制技术,为机组装上“眼睛”, 通过提前感知机组前方的风速信息,并将该信号引入控制系统中,使设备能够更好地适应风速变化,有效地降低项 目机组 5% ~ 15% 的载荷,提升运行稳定性 ;同时在保 证安全的情况下,将降低的载荷转化为机组的发电量,为 项目贡献超过 2% 的额外发电量。
 
  场群控制系统则是利用先进的传感技术与卫星导航 系统,对机组关键部件在运行过程中的位移、倾角等状态 进行监测,并实施参数的实时采集,为整机的控制系统提 供信息和判断依据。这种为风电机组装上“大脑”的方式, 不仅可以通过对最大功率追踪自校正、偏航对风自校正控 制、季节性功率自校正、变桨自适应控制等手段使单台机 组的发电量提高约 1% ~ 2%,同时还能够结合项目现场 地形和周边限制性因素,统筹整个风电场内机组的控制, 在规避项目噪声环境适应性风险的同时,充分挖掘整个风 电场的发电潜能。
 
  此外,为了充分考虑西北电网未来的要求,配合电 网智能调度,项目配置了先进的电压管理平台。该系统既 可以适应电网一次调频的要求,也能够充分挖掘机组发无 功的能力,在提高系统无功电压控制稳定性的同时,减少 了项目集中式无功补偿设备(SVG)的负载率,使 SVG 年用电量下降 50% 以上。
 
  智慧运维,促发展
 
  除了核心设备的智能化以外,运维管理也是体现风 电场智能化的关键参考指标。为了能够实现风电机组故障 预测预警,改变现场运维模式,并且做到随时随地获取项 目实时状态,以便于高效决策,于家梁风电场配置了设备 健康管理系统和风电场智慧移动办公系统。
 
  设备健康管理系统的应用,一方面提升了机组的稳 定性和可靠性,降低常规部件的损耗和发电量损失 ;另一 方面也提高了机组运检的计划性,通过对机组性能、重大 部件和常规部件的监测与预警,实现维护策略的转变,增 加主动预防的计划性工作比重,减少被动响应的非计划性 工作比重,有效降低了运维成本,并提高现场管理水平。
 
  该系统通过算法分析建立故障预警模型,提前发现 机组运行过程中对整体性能影响较大的潜在问题,如功率 曲线偏差、对风不正、冷却系统缺水等,减少由于性能问 题引起的电量损失 ;动态监测大部件的运行状态,及时发 现它们的异常工作状态,如叶片鼓包或开裂、发电机轴承损坏等,减少大部件安全风险,降低因大部件损坏而长时 间停机带来的发电量损失或人员安全风险。
 
  智慧移动办公系统的布置,让所有参与项目生产和 管理的工作人员可以随时随地掌握设备运行和状态数据, 提高信息获取和决策效率。现场维护工程师能够通过故障 诊断模块,对照手机客户端的操作流程处理问题,减少故 障恢复时间,降低发电量损失。风电场值长可以结合系统 中提供的气象安全服务,合理安排现场的运维工作,保障 生产工作安全 ;也能够利用设备预警模块,安排现场设备 的预防性维护,提高设备健康度 ;同时通过跟踪预警工单 的工作记录,实现处理过程的透明化。分公司及总部管理 人员则可以实时了解和掌握项目的运行状态与经营指标, 以实现重大事项的快速决策。
 
  鲁能宁夏盐池于家梁智慧风电场的建成,预示着宁 夏风电进入新时代。随着这些技术的深入应用和不断创 新,智慧风电场将会为风电行业的持续发展创造更大的 价值。
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