风电场的风机设备选择及运行维护的优化浅析

发表时间:2020/7/31   来源:《中国电业》2020年3月第7期   作者: 张强
[导读] 对于风电场而言,风机设备属于关键的风力发电设备,因此需要保证风机设备的平稳运行。
        摘要:对于风电场而言,风机设备属于关键的风力发电设备,因此需要保证风机设备的平稳运行。在选择风机设备的具体型号时,应当结合风电场的当地平均风速特征、风速分布特征、风能利用时间与风功率密度等相关参数,通过实施综合优化的方式来选择合理的风机设备种类。并且,风电场的相关负责人员有必要经常维护风机设备,不断优化风机设备性能。
关键词:风电场;风机设备选择;运行维护;优化

    作为典型的清洁能源来讲,风能目前已经被推广运用于发电运行过程。风电场如果要保证风力发电的良好综合效益,那么应当首先保证风机设备的高效与安全性,通过全面实施风机系统维护的做法来优化风机设备性能。因此从风机运行维护的角度来讲,相关技术人员需要判断风电场的风能利用效率以及风速特征,经过综合考虑才能给出风机设备性能优化以及设备日常维护的实施要点,促进风电场运行效益的提高。
一、风电场的风机设备选择要点
风机设备的选型过程必须充分结合风机的安全性能,运用数学模型的方式来实现风机选型优化的目标,增强风电场系统的安全运行保障[1]。在此过程中,关于正确选择风机设备型号必须能够全面考虑风电场的风功率密度、当地平均风速、风电出力的比率以及有效利用风能的时间段因素,结合上述因素来完成数学建模的环节。技术人员对于各项要素通过实施综合性的评估,可以得出优化风机设备选型的具体实施要点,充分结合风机输出功率与平均风速信息来实现风机选型过程的优化改进。
风电机组是否具有合理的机组型号,关系到风电机组的整体运行安全效益,并且关系到风电场利用风能的实效性。从风能安全利用效率的角度来讲,相关负责人员在选择机型时应当充分保证风力发电全过程的经济性,通过判断风机效率、机组容量参数与风能利用效率等各项相关标准,最终才能得出合理与科学的风机选型方案,避免风机选型的实施环节存在盲目性[2]。
具体在构建风机选型的数学模型时,前提就是要充分保证较高的风机运行效率与风能利用效率,确保风能发电全过程的安全性。因此经过综合的判断与考虑,技术人员对于风机选型过程应当结合年均的风电输出功率、机组容量系数与风能利用效率,进而给出高效利用当地风能资源的最佳实施方案。并且在设备选型环节中,必须通过实测当地风速的方式来进行综合判断,优化风电机组的运行经济性,有效保证当地的风能资源得到最大化的利用。
下表为实测风电场的风速分布数据:
表1 风电场的实测风速数据信息




二、对于风机设备实施运行维护的优化要点
风机设备如果经过长期运行,那么容易造成风机设备被磨损的后果,并且给风电场的整体安全运行带来明显影响。因此,相关负责人员对于风机系统设备需要保证经常加以维护,通过实施常规的风机系统维护来延长风机运行寿命,降低风电场的运行故障概率。在此基础上,对于风机设备主要体现在如下的优化运行维护实施要点:
(一)制定风机设备的日常维护实施规划
风力发电系统包含比较复杂的风力发电组件,其中某些组件部分如果产生了故障,那么将会造成整个风电机组突然陷入运行瘫痪,或者导致风电场的能源消耗增加[3]。因此在日常维护风电场的各种机组设备过程中,前提就是要制定风机运维的规划,运用科学规划的方式来保证机组的安全性,避免风机设备存在某些安全风险或者安全漏洞。
具体对于机组运维规划在进行全面制定之前,应当充分结合机组维护费用、机组安全性能与机组设备的功率消耗特性,通过实施综合判断的方式来保证风电机组达到最佳的机组安全运行效益。并且,相关技术人员必须致力于全面检修机组设备,避免由于机组检修人员的人为疏忽,进而造成风电场的某些重要风机设备产生老化后果,或者出现其他的风机运行故障。
(二)经常更换与检修风机设备部件
经常更换风机设备部件的做法能够保证风电场的最佳安全运行效益,充分体现了对于风电机组实施全面运行维护的重要意义。在此前提下,技术人员对于风电场的各种关键风机部件都要实施定期的更换处理,避免风机部件存在老化的安全风险。技术人员通过实施风机部件常规检修的做法,可以确保风电场的经济效益达到最大化,有效节省风电场的整体运维技术成本。
例如对于风机叶轮及其他的重要风机部件在实施全面的运行维护时,重点在于检测风机叶片及其他风机部件是否具有良好的结构坚固性,对于产生裂缝或者存在松动隐患的风机叶片连接部位应当予以紧固处理,全面杜绝风机部件的安全事故后果。机组运维的负责人员必须具备专门业务素养,运用现代科技手段来判断机组安全隐患,并且实施全面的风电机组性能检测,进而达到有效杜绝机组运行故障风险的目标。
(三)全面杜绝机组安全隐患
风电机组如果经过较长时间没有得到全面维护,那么将会造成风机系统产生安全运行风险。在情况严重时,存在安全隐患的风电机组系统还会给风机操作人员造成人身伤害,进而影响到风电场的风能利用效率。因此,负责机组维护的具体人员必须经常检查风电机组的各种关键运行部件,全面保证风电机组部件的安全性。为了实现全面优化风机设备性能的目标,那么机组的运维负责人员有必要充分结合当地的风速特征以及风机功率特征,因地制宜进行机组容量系数的确定,避免由于容量系数过大或者过小而造成风电场的安全运行过程受到影响,确保机组的容量参数精确性。
此外,相关负责人员还要做到综合对比风电机组的各项主要性能指标,全面结合风电场的技术指标来进行机组性能的判断,增强风电机组的安全运行保障。机组维护人员必须明确自身的维护与检修职责,严格杜绝风电机组故障,从而提供风电场高效发电的运行支撑。
下表为风机设备的选型与维护参考标准:
表2 风机设备的选型与维护参考技术标准






结束语:
经过分析可见,风电场的具体负责人员需要保证全面维护风机设备,对于风机设备实施全面的日常运行维护,进而达到优化风机安全性能的目标。在风机运行维护的实施过程中,首先应当给出相关的维护规划模型,按照规划模型来实施定期的风机运行检修。为了保证风力发电系统的高效运行,那么相关技术人员务必严格保证风机设备的正确型号选择,全面实施风机系统的优化与维护。
参考文献:
[1]刘清华,赵岩.风电场的风机设备选择及运行维护的优化[J].渤海大学学报(自然科学版),2018,39(02):171-181.
[2]张先亮,陈佳扬.风电场等效满负荷发电小时数与设计偏差研究[J].能源工程,2017(03):44-48.
[3]朱光明.核电站用风机的防腐蚀策略探索[J].产业与科技论坛,2017,16(09):58-59.
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