中国三峡新能源(集团)股份有限公司西南分公司 四川成都 610000
摘要:电能是工业、信息社会发展过程中必须的能源,可以说正是电能的应用推动了社会的进步与发展。我国人口基数较大,每年所需的电能较多,以往都是通过火力发电的方式提供电能,但是随着我们对环境保护的重视,人们逐渐认识到火力发电会给环境带来一定的污染。为了能够促进可持续发展的战略,利用清洁能源发电的议题便提上了日程。风力发电是新能源发电的一种方式,相比于太阳能发电,风力发电效率更高,并且我国许多地区风力资源较为丰富,因此,进一步提升风力发电在电力应用中的比例,对我国能源结构的改善有着巨大的帮助。本文针对陆上风电风机设备的选型方式进行了分析,同时对风力发电机的运行经验给出了相应的建议。
关键词:风电风机设备,选型,运行经验
引言:风力资源是一种重要的可再生资源,随着我国化石能源储量逐渐降低以及环境污染状态的加剧,利用清洁能源保障社会发展成为了研究的主题。为了能够降低对煤炭资源的消耗,近几年我国加大了对可再生资源发电的投入力度,利用太阳能发电、水力发电、核能发电和风力发电成为了未来发电领域的主要方式。而我国许多地区一年四季风能较为充足,能够借助这一优势实现风电机组的建设,并且可以就近并网,为当地提供电能。因此,我们可以在许多地区见到大型的风力发电设备。当然风电风机设备在选型和安装的过程中也受到一定条件的制约,比如当地的自然环境、风电机组建设周围的开阔度等,所以在选择风电机组设备的过程中必须结合当地的实际情况。同时建设好的风电机组也要进行定期的维护,保障机组的可靠性。
一、风电风机设备的选型
风电场在进行建设的过程中涉及要考虑较多的因素,其中风能状况、场地条件、运输条件、当地风电市场等都是风电场建设的关键条件。而风电风机设备在风电场建设过程中占据了60%以上的成本,如果设备选型不合理,那么将无法满足风电场运行的经济型。
1、风电风机设备选型的原则
风电场建设过程中,风机设备在选型时应该遵循能源有效利用的原则,也就是说,选择的风机设备要与当地的风能条件相匹配,如果设备选型超过当地的风力资源,那么就会出现资源的浪费,如果选型设备严重低于当地风力资源,那么将无法充分利用这些能源,同样无法满足风电场运行的经济型。风机设备选型的原则主要体现在以下几个方面:
(1)在风电场建设之前进行当地的风能资源评估,尤其是对当地风能资源的丰富程度、气候条件、年平均风速等参数进行详细的评估判断,以此来确定在当地建设风机电场能不能带来足够的发电量。同时,根据这些参数条件确定风电场的类型。
(2)对当地的交通运输状况进行详细的勘察,判断是否满足风机设备的运输。因为风机设备大多数体积较大,往往需要较为宽敞的运条件才能够将设备运送到安装场地,如果运输条件无法满足,那么电场的建设也无法进行。同时,根据之前的风能资源状况和运输条件,确定电场风机的单机容量。
(3)不同地区有着不同的气候条件,针对不同的气候状况就需要选择不同的风机机型,有些机型能够适应较为严寒的气候、有些机型能够适应较大的风沙天气,所以根据不同地区的气候条件选择特定的机型,能够保证设备运行的稳定性和可靠性。
(4)对设备选型以及配套费用做投资评估,做好估算工作,根据风电机组的价格,进行价格计算,遵循风电机组选型的原则进行选型。
(5)结合各设备机型的参数特征,了解其结构特点,控制方式,确保其先进性,成熟性,确定机型,做好技术经济比较工作。
(6)风机电场除了要保障地区风力发电的发展,做好能源替代工作之外,更重要的是电场要具备较强的经济价值,也就是在发电之后可以产生经济效益。因此,在建设的过程中,就需要考虑风电设备的成本问题,所以控制好风机设备使用的成本是非常必要的。
(7)在准备、调查工作都完成之后,就需要进行电场的模拟设计。模拟设计是工程建设过程中必不可少的环节,利用相关的软件能够计算出设计完成的风电场的发电量,同样也可以模拟一些极端状况,观察设计方案在极端状况下的运行状态,为后期的建设和方案敲定提供一定的依据。
2、风电风机设备选型的措施
风电风机设备选型需要考虑多个问题,其中,较为显著的问题有五点,第一,根据风电场的位置,选择安全等级高的区域,根据气温范围,选择恰当的标准性风电机组,注意是否防腐,绝缘,是否需要满足特殊要求。第二,需要注重交通运输条件的制约,选择恰当的地址。第三,根据风电机组发展趋势,选择单机容量大的,变速技术的机型,增加发电量的同时,减少发电机组数量,提高经济效益,降低运行成本。第四,注重价格因素的影响,了解风电机组的价格以及基础费用,根据单机容量,进行配套设施的费用。第五,售后服务,在厂家,需要安排专门的服务机构,服务设施,确保售后服务工作的顺利实施,有效进行风电机组的选型。
二、风电运行的经验
风电场建设完成之后,要确保其运行的稳定性和可靠性,这便是风电运行经验的介绍。保障风电场的运行其主要有一下两个方面:
(1)保障设备运行的效率
风机设备运行的效率是发电量的重要保证,也是实现风力发电场经济价值的重要参考指标。要想提升风力发电效率,除了当地风力资源的客观条件之外,还应该降低风机设备的故障率,一旦设备出现了故障,那么将会造成发电效率降低,严重的甚至出现设备停机,或者因为运行故障导致设备机械性损伤。这种问题不仅仅会影响风机设备的正常工作,甚至还会因为风机设备的维护带来更高的成本投入。所以,在风机设备运行的过程中,应该针对其输出电压、设备转速、振动信号等进行实时监测,一旦出现一场数据应该进行及时的检测和维护,防止出现更大的设备问题。除了对设备状态进行监测之外,还应该根据运行和维护情况,进行故障知识的积累,这样能够为今后电场的扩建、风机故障报警等提供技术支持。
(2)根据现有设备提出售后意见
风电场的建设现在才刚刚起步,同时也是我国风电技术实验性的关键阶段,根据这些经验还将会有更大规模的风电场建设任务,而这一时期的设备使用经验便显得尤为重要了。比如,在风电设备建设初期,桨叶故障问题较多,通过向设备制造厂商反馈问题之后,能够对设备质量进行改进和升级,降低了故障率,这一举措能够为我国风电事业的发展做出重要的贡献。
结束语
风电作为一种清洁能源,在实现可持续发展的过程中将会发挥越来越重要的作用。当然,在进行风电机组建设的过程中,也应该遵循资源有效利用的原则,避免出现设备资源和自然资源的浪费现象,达到最优的能效比。同时建设过程也要结合当地的自然条件,避免对周围环境的破坏。同时在机组运行的过程中,也应该针对设备进行及时的维护,提高故障检测能力,以提升风电机组运行的可靠性。
参考文献
[1]史小鹏.风电项目机组设备选型系统开发研究[D].北京:华北电力大学,2016. [2]马哲伟.基于价值工程的小东梁风电场发电机组选型评价研究[D].华北电力大学;华北电力大学(保定),2013.
[3]翁章好.中国风电促进中主导性政策的抉择研究[D].上海:上海交通大学,2011.
[4]柳鑫,廖茜,邹景澍, 等.考虑转子励磁控制的双馈风机故障特性分析[J].四川电力技术,2016,39(6):10-13,22.
[5]唐红强,马丽琼,温鹏, 等.浅谈陆上风电项目如何应对上网电价下调形势[J].中氮肥,2018,(1):76-80.