有效辨識低效機組，避免“一刀切”式技改

低效機組的有效辨識作為機組技改優化的基礎工作，可為技改方案設計和評價提供參考。低效機組辨識應通過發電量、經濟指標、風資源、可利用率和功率曲線等維度進行，其評價指標和原則有待深入研究。

 

10月20日，鑒衡風能事業部解決方案工程師韓磊在2021北京國際風能大會技術論壇上，帶來了低效機組辨識的演講，與現場專家分享了當前機組優化的政策和發展背景，解讀如何通過發電量、經濟指標、風資源、可利用率和功率曲線等指標對低效機組進行有效辨識，并對后續行業在低效機組辨識工作中需要研究的評價原則展開了探討。

 

以下為演講實錄：

 

 

鑒衡解決方案工程師韓磊

 

各位領導、專家，大家好。很高興和大家分享關于鑒衡在低效機組辨識工作方面的內容，今天的演講主要分三部分，第一部分是工作背景，第二部分是介紹低效機組辨識方法，最后通過鑒衡在實際應用中對低效機組辨識的經驗進行總結。

 

 

首先是針對技改政策相關情況，鑒衡進行了整體的梳理。2020年5月，遼寧省發布了《遼寧省風電項目建設方案》，支持現役風電機組更新項目建設，允許一次性解列拆除全部機組，等容更新；2021年8月，寧夏自治區發展改革委員會發布《關于開展寧夏老舊風電場“以大代小”更新試點的通知》，提出以大代小，實現土地及資源利用最大化；國家層面，發布了《關于2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知（征求意見稿）》，啟動老舊風電項目技改升級。可以看出國內對于技改的關注程度逐步提高，有理由相信未來技改相關政策會更加細化。而低效機組辨識工作能為技改優化提供參考，對技改項目針對性地進行優化，能夠更好的提升經濟效益。

 

截至2020年初，國內1.5MW及以下的機組裝機容量約87GW，總數量約有5.8萬臺，可以看出裝機體量較大，且投產及運行時間較長，多集中于北方地區，技改優化項目較多。低效機組辨識應用空間較廣，同時也可為中東南部提供經驗，未雨綢繆。

 

 

下面是整個低效機組優化的流程，首先肯定是要先找到想優化的東西，也就是通過低效機組辨識確定哪些機組有問題，存在哪些問題，為后續工作提供參考和支撐；找到問題之后才能針對性進行優化方案的設計和評價，這里就包含相關政策的評價、安全性和經濟性的評價；可行性評價通過后進行方案實施；實施后，需要根據運行情況，進行優化效果評價，并對安全性和經濟性進行復核。

 

 

給大家分享一下現在對于低效機組辨識是怎么樣去做的，當然更多的是指廣義層面的低效機組，簡單理解為不符合預期的機組。主要通過5個維度進行分析工作，分別是發電量、經濟指標、功率曲線、可利用率和風資源。

 

 

第一個維度是發電量，是目前行業使用較多的方式，主要是通過的電網結算單去推算風電場年等效上網小時數，反過來去跟設計階段或者是技術合同擔保的值去做對比。可以明顯發現處于低效運行的機組。關于單臺機組的發電量，可能更多的不是從電網結算單計算，而是采用SCADA數據進行，當然也可以進行機組間橫向比對，發現相對低效機組。如下圖，藍色為各機位點的擔保發電量，紅色為對應的實際發電量，可見大部分機組都可以歸結為低效機組。

 

 

第二個維度是經濟指標，更多的是通過盈虧平衡點，結合邊界條件，反算應發電量，這個指標可以更直接的與收益相關，如果實際發電量低于應發電量，可以說明盈虧平衡不滿足預期條件，也可以歸結為低效機組。

 

 

第三個維度是關于風資源，主要是通過平均風速分析，這里考慮場級和機位點級別。其中場級是指風電場整體的年平均風速，實際項目中發現在風速來流方向新增風電場，會導致風電場整體風資源的下降，另外由于區域性氣候變化可能也會導致風資源的降低；對于機位點級別，比如選址不合理會導致風資源降低，例如機組建設在懸崖邊，風資源條件低于預期。

 

 

第四個就是關于功率曲線，這里需要注意，參考值來源于設備合同，目前大部分合同都已經使用動態功率曲線，但仍需要注意特定場址條件，如實際工程場址空氣密度為1.1kg/m3，但在合同中約定的功率曲線對應空氣密度為1.2kg/m3，可以說這種情況，就相當于考試的標準答案就錯了，那么再去評價機組功率曲線肯定存在一定的誤差。另外實際功率曲線更推薦采用標準進行實測，而非對SCADA功率曲線進行修正。

 

下面分享一個案例，鑒衡采用自主研發的DataAnalysis軟件，針對某風電場功率曲線進行分析，計算功率曲線保證值低于合同約定的擔保值，對應的機組就屬于低效機組。可以看出，實際的功率曲線低于擔保功率曲線，后續業主采取了葉尖延長的方式對風電場進行了技改，技改后功率曲線有一個較大的提升，可以滿足合同擔保要求。

 

 

第五個維度是關于可利用率，目前常用的是時間可利用率，包括合同約定的擔保值也是時間可利用率，但是實際運行的時候，更準確的是采用能量可利用率進行對比。

 

這里可以舉一個比較極端的例子，假如上半年的風速0m/s，下半年風速10m/s，但是機組在上半年處于故障未運行，下半年均正常發電，這樣的情況下，時間可利用率只有50%，但能量可利用率就是100%。

 

下面介紹一個案例，可以通過柱狀圖發現風電場部分機組低于擔保值，針對低效機組，鑒衡通過自主研發的軟件（linkwind）進行分析，評價其能量損失的因素，這里由于資料保密限制，只拆分為故障損失、限電損失、其他停機損失，但實際根據項目情況，故障損失也可拆分為各大部件的損失情況。

 

 

以上就是鑒衡關于低效機組辨識的一些研究工作，建立了廣義層面低效機組辨識的方法及指標；低效機組辨識，為技改優化工作奠定基礎，為開展技改安全性及經濟性評價提供參考；低效機組辨識，也可以用于支撐風電場后評價工作，為前期設計優化提供經驗。

 

最后給出一個建議，對于風電場進行技改，其實有些機組運行狀態是比較好的，只需要針對低效機組進行優化就可以，希望可以通過低效機組辨識，拒絕“一刀切”式技改。

 

我的分享就到這里，謝謝大家！