论风电场机组外委运维的标准化、精细化管理

发表时间:2021/8/23   来源:《当代电力文化》2021年4第12期   作者:付华
[导读] 精细化管理的核心是实现科学和效率的管理,本研究通过对当前风电场管理存在的问题分析,制定出了风电场精细化运维管理的新模式
        付华
        中节能风力发电(张北)有限公司 河北省张家口市 075000
        摘要:精细化管理的核心是实现科学和效率的管理,本研究通过对当前风电场管理存在的问题分析,制定出了风电场精细化运维管理的新模式。本文主要介绍风电场运维管理存在的问题,如:人员技术水平较低、风机设备检修管理不规范、备品备件采购及时性等。根据存在的问题也制定了简单的应对措施。
        关键词:风电场;运行维护;风电机组;精细化管理
        由于风力发电和风电技术的发展具有其自身的特点,目前对于风电场的运维管理形式仍然在探索中不断完善。风电建设和风电场运行维护平衡发展,提高资源优化配置,准确掌握风电运行特点,加强风电场运行分析,提高风电场维护工作的专业化、精细化水平,寻求科学管理大型风电场运维方式,是我们需要探索的问题。
一、目前风电场运行维护管理面临的形式
        1.近年来,在《可再生能源法》以及国家一系列政策的推动下,中国风电装机容量迅速增长,并网风电已超过了50GW,其中大部分机组为过去十年中的新增机组。伴随着越来越多的质保期外风电场的出现,有关风电场运维管理的问题已经引起业内外更多的关注和重视。目前,我国的风电场管理模式大体上可以分为两种,一是借鉴火电厂管理的传统发电厂管理形式,二是不完全承包的管理形式。这两种管理形式在实际操作中忽略了风电自身的特性和发展趋势,一方面造成了资源浪费,增加了运行成本,另一方面只注重效益而忽略风电的可持续发展,显现出滞后于时代发展的管理状态。从当前风电场运维管理来看,不合理的管理形式使风电场的管理过于偏重行政管理,在人员培训、设备更新、信息平台升级等方面缺少投入,风电场运行和维护技术管理手段不成熟,技术监督不完善,当风电场逐步向大型化发展的时候,运维管理方式明显滞后。在电网配套建设跟不上风电发展速度的情况下,风电的外送与消纳受到技术方面以及电网的制约,风电场保电工作异常艰难,风电场内部大批设备开始出质保期,机组缺陷故障进入高发期,对风电场运维管理提出了新的挑战。
        2.风电场运行维护管理的主要内容
        风电场运维管理的主要任务是不断提高设备的可利用率,通过运行与维护管理,使设备保持良好的状态,运行更安全、更稳定,提高并网发电质量。在保证风电场安全运行的前提下,以科技进步为先导,提高人员的综合素质,促进维护水平不断提升,并且有效控制运维成本,使运维管理真正为企业和社会创造经济效益。根据风电场运维管理的自身特点,结合近几年的风电维护经验,从以下几个方面探讨风电场运维管理工作,使之在实践中不断完善,推动风电场管理向专业化、精细化方向发展。
二、风电场与风电机组运行数据精细化分析的重要意义
        1.有助于充分发挥风电场与风电机组运行数据的实际价值
        风电场与风电机组运行数据精细化分析软件的功能,首先,是对全场运行数据进行及时收集和存储,其次,主要是通过对这些运行数据的分类、整理以及分析,从而构建出风电场与风电机组的运行模型,这样一来,不仅可以帮助风电场技术人员,对发电情况以及电量损失原因进行准确分析,进而实现风电场发电效率的进一步提升,而且还可以对风电机组的运行状况进行实时掌控,并通过设备故障智能诊断等功能,进而对设备运行问题进行提前预警,以便确保风电机组的正常以及稳定的运行。
        2.有助于进一步推动风力发电的智能化发展
        风电场与风电机组运行数据精细化分析软件的特点,主要体现在机器学习、环境自适应功能、智能化算法以及可协同控制等几个方面,其中,机器学习以及环境自适应功能,一般应用于风电机组性能的优化等方面,可以显著提升风电场的发电效率,并实现收益的提升,而智能化算法,可以有效实现风电机组运行状况实时监控,以及维护效率的有效提升,有助于降低风电场的运营以及维护成本,可协同控制功能有助于提高风电场的管理水平,以及管理效率,对风力发电的智能化与自动化发展有着积极的推动作用。


三、风电机组数据精细化分析软件研究
        1.数据分析软件的重要模块
        数据的采集与标准化模块。此模块主要是对风电机组的运行数据进行采集,并对这些数据进行整理和加工,进而获取准确性与可靠性的运行数据。总体来说,该模块会先对风电场数据的存储服务器进行访问,并采集风电场每台机组的全部历史运行数据,主要包括风资源参数,比如风向、风速、环境温度等;机组状态数据,比如机组的叶片转速、实时功率、变桨扭矩、桨距角等。与此同时,还会对机组的各类故障统计数据进行有效的采集,从而为全面分析风电机组运行数据奠定必要的基础。另外,在完成机组运行数据采集后,要对这些数据进行分类整理、清洗以及标准化处理。也就是说,首先要对获取的数据进行分类整理;其次,可通过软件自动清洗为主、人工干预为辅的方法,按照相关的清洗规则,对整理好的数据进行清洗,将数据中的异常数据以及错误数据等进行删除,并出具相关的数据清洗报告;最后进行数据的标准化处理,就是按照一定的时间间隔,对不同属性的数据进行分解、汇总和平均处理,使得数据在一定程度上达到标准化要求,并将数据映射到运行数据分析软件的相应数据结构中,从而为后续工作的顺利开展提供必要的基础保障。
        2.数据分析软件的主要统计量与相关计算方法
        第一,理论发电量的统计和计算。针对于机组理论发电量而言,它主要是指根据该功率曲线,计算出实际风能情况下机组的理论应发电量。在进行实际的计算时,首先计算选定的时间范围内,当机组不存在主动限功率的情况下,以该机组机舱风速仪风速为基础,利用统计回归算法计算出机组的功率曲线,并根据功率曲线,计算相应的理论发电量;第二,风电场实际发电量的统计和电网限电量的统计。在选定时间范围内,对风电场每台机组的实际发电量进行统计,并将统计的实际发电量进行相关的汇总,进而获取整个风电场总发电量,而电网限电量的统计,也是在选定的时间范围内,在电网指令限电的情况下,对机组实际风速下发电量与实际发电量进行比较,并计算两者的差值,从而实现电网限电量的统计,同时,通过限电量的统计和累积计算,获取电网限电损失电量;第三,在不同状态下,机组损失电量的统计和计算。在选定时间范围内,不同机组的实际发电量与该机组的理论应发电量进行比较,并计算两者的差值,从而获得不同状态下机组的损失发电量。
四、风电场在运维管理和安全运行方面的内容
        1.搜集整理电力设备的初始数据并对其寿命进行评估。在运维管理方面的一个重点内容就是搜集整理电力设备的初始数据并对其寿命进行评估,全面了解电力设备的运行年限、结构参数和设备型号等相关数据,并根据这些数据对电力设备实际的使用寿命进行估算,从而为电力设备以后的检修以及安全运行等提供有效的数据支持。
        2.对故障问题进行评估与诊断,在运维管理的具体工作当中,需要对电力设备出现的故障问题进行评估与诊断,利用相关的测量仪器对电力设备进行测量,同时还要对设备运行参数做出合理的分析。以确保相关电力设备的安全稳定运行。比如化学量参数与物理量参数方面的获取等,将得到的参数进行分析与整理,以此来对相关电力设备运行的实际状态与安全隐患等进行合理的判断与评估,以最终得出的结果为依据,评估相关设备的安全性是否符合规定标准,同时还要对相关电力设备可能存在的隐患问题进行分析与研究,并针对这些隐患提出合理有效的检修和解决方法。
        3.制定具体检修措施,根据运行的实际状态,制定具有针对性的设备检修措施以及状态评估模式,精准细致地完成设备检修工作,与此同时还要做好分析记录,从而为之后的评估工作提供依据。
结束语
        综上所述,设备是保障企业生产经营的重要基础,当然风力发电企业也不例外。风力发电企业应重视风电场机组的运行状态,有效统计和分析风电机组的运行数据,对风电场的主要指标进行统计和分析,并找到发电量损失的原因,制定针对性强的措施,从而减少电量损失,增加发电量,风电机组运行数据精细化分析软件的应用,还可以帮助风电场技术人员提前分析和发现风电机组运行过程中存在的隐患,并帮助相关技术人员制定出可行的解决方案,对风电场运营效益的提升以及健康发展有着重要意义。

参考文献
        [1]刘永前,马远驰,陶涛.海上风电场维护管理技术研究现状与展望[J].全球能源互联网,2019,(02).
        [2]王丛发.试论风电生产运营模式管理存在的问题及建议[J].科技创业家,2013,(3):218.
        [3]张利军.内蒙古超高压公司精细化管理体系设计与实施研究[D].北京:华北电力大学,2015.
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