低效機組的有效辨識作為機組技改優(yōu)化的基礎(chǔ)工作，可為技改方案設(shè)計和評價提供參考。低效機組辨識應(yīng)通過發(fā)電量、經(jīng)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(yè)部解決方案工程師韓磊在2021北京國際風能大會技術(shù)論壇上，帶來了低效機組辨識的演講，與現(xiàn)場專家分享了當前機組優(yōu)化的政策和發(fā)展背景，解讀如何通過發(fā)電量、經(jīng)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(xù)行業(yè)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(lǐng)導、專家，大家好。很高興和大家分享關(guān)于鑒衡在低效機組辨識工作方面的內(nèi)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(yīng)用中對低效機組辨識的經(jīng)驗進行總結(jié)。
工作背景
首先是針對技改政策相關(guān)情況，鑒衡進行了整體的梳理。2020年5月，遼寧省發(fā)布了《遼寧省風電項目建設(shè)方案》，支持現(xiàn)役風電機組更新項目建設(shè)，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(qū)發(fā)展改革委員會發(fā)布《關(guān)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(xiàn)土地及資源利用最大化；國家層面，發(fā)布了《關(guān)于2021年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)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(nèi)對于技改的關(guān)注程度逐步提高，有理由相信未來技改相關(guān)政策會更加細化。而低效機組辨識工作能為技改優(yōu)化提供參考，對技改項目針對性地進行優(yōu)化，能夠更好的提升經(jīng)濟效益。
截至2020年初，國內(nèi)1.5MW及以下的機組裝機容量約87GW，總數(shù)量約有5.8萬臺，可以看出裝機體量較大，且投產(chǎn)及運行時間較長，多集中于北方地區(qū)，技改優(yōu)化項目較多。低效機組辨識應(yīng)用空間較廣，同時也可為中東南部提供經(jīng)驗，未雨綢繆。
低效機組辨識方法
下面是整個低效機組優(yōu)化的流程，首先肯定是要先找到想優(yōu)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(xù)工作提供參考和支撐；找到問題之后才能針對性進行優(yōu)化方案的設(shè)計和評價，這里就包含相關(guān)政策的評價、安全性和經(jīng)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(jù)運行情況，進行優(yōu)化效果評價，并對安全性和經(jīng)濟性進行復核。
給大家分享一下現(xiàn)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(fā)電量、經(jīng)濟指標、功率曲線、可利用率和風資源。
發(fā)電量
第一個維度是發(fā)電量，是目前行業(yè)使用較多的方式，主要是通過的電網(wǎng)結(jié)算單去推算風電場年等效上網(wǎng)小時數(shù)，反過來去跟設(shè)計階段或者是技術(shù)合同擔保的值去做對比。可以明顯發(fā)現(xiàn)處于低效運行的機組。關(guān)于單臺機組的發(fā)電量，可能更多的不是從電網(wǎng)結(jié)算單計算，而是采用SCADA數(shù)據(jù)進行，當然也可以進行機組間橫向比對，發(fā)現(xiàn)相對低效機組。如下圖，藍色為各機位點的擔保發(fā)電量，紅色為對應(yīng)的實際發(fā)電量，可見大部分機組都可以歸結(jié)為低效機組。
經(jīng)濟指標
第二個維度是經(jīng)濟指標，更多的是通過盈虧平衡點，結(jié)合邊界條件，反算應(yīng)發(fā)電量，這個指標可以更直接的與收益相關(guān)，如果實際發(fā)電量低于應(yīng)發(fā)電量，可以說明盈虧平衡不滿足預期條件，也可以歸結(jié)為低效機組。
風資源
第三個維度是關(guān)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(fā)現(xiàn)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(qū)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(shè)在懸崖邊，風資源條件低于預期。
功率曲線
第四個就是關(guān)于功率曲線，這里需要注意，參考值來源于設(shè)備合同，目前大部分合同都已經(jīng)使用動態(tài)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(yīng)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(fā)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(yīng)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(xù)業(yè)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。
可利用率
第五個維度是關(guān)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(fā)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(fā)現(xiàn)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(fā)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(jù)項目情況，故障損失也可拆分為各大部件的損失情況。
總結(jié)
以上就是鑒衡關(guān)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(yōu)化工作奠定基礎(chǔ)，為開展技改安全性及經(jīng)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(shè)計優(yōu)化提供經(jīng)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(tài)是比較好的，只需要針對低效機組進行優(yōu)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！
