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【研究】提高低风速风电场发电量措施

 renwei4477 2018-03-08



【摘要】:近几年,随着科技的不断发展和社会的不断进步,人们在生产时也越来越多的利用风资源,尤其是东部的沿海地区和西部的风资源丰富的地区,风能源的利用率更高,但是,现阶段,发电厂为了最大化的提高企业的经济效益,我国风速发电厂在选择风资源是更偏向于低风速区域众所周知,在利用低风速发电时,风电场的经济效益和风电组发电量有着直接关系在本文,笔者结合多年的工作经验并通过查阅相关的文献资料以提高低风速电场发电量的措施研究为中心,对发电量的影响因素。各个机组的优化方案进行研究。

【关键词】:低风速;电场发电量;风电机组运行优化



风电机组运行优化


1
最佳桨聚角设定


影响风电组的风能捕获率的因素有很多,其中,影响最大的是入流角度和设计入流角度的偏差,而入流角和设计入流角的偏差的最为根本的原因是由于在叶片字安装设计等过程中所产生的误差,前期的设计等工作一旦出现误差,后续的风电力组在运行的过程中风的湍流度风切变都会受到一定程度的影响。另外,最佳桨距角也不是一成不变的,在对其进行设定时要根据实际的风速,在对不同的风速进行试探,筛选之后设立一个最合适的桨叶角度为此,为使最佳桨距角的设定根据具有说服力,在本文,笔者以实例进行讲解,如图1所示,是某桨距角进行优化前后的对比图,从图中,我们不难发现,通过对桨距角的优化,发电量也在一定的程度上有提升。




2
偏航控制策略优化


对偏航控制的优化主要是针对于风电组风轮正对来风向而言的。偏航控制的好,风轮的有效的扫风面积较大,电场对于风能的利用率也就相对较高,相反,风轮的有效的扫风面积较少,也就意味着电场对于风能的利用率较少,可以说,偏航控制的优劣和电场的经济效益有着十分密切的关系风轮有效的扫风面积的大小可分为两种情况,一种是风轮轴线和来风方向无夹角时,其扫风面积是正对来风方向的面积;另一种就是当两者产生夹角时,其面积就是风轮扫风面积的余弦值众所周知,在实际工作中,风向是处于一种动态的变化中的风向一旦发生变化,偏航的频率和容差角就会产生矛盾,进而使仪器无法工作或者进行代偿工作,在这时,我们就要对进行优化,进而使风能的捕捉能力有所增加。


3
偏航控制策略优化


要想提高低风速下的发电量,对发电机进行双模改造是十分有必要的现阶段,我国各个风力发电厂普遍应用的发电技术两种一是双馈发电技术,另一种是直驱发电技术,在本文我们以双馈发电机技术目前,大规模的风力发电系统,一般采用异步发电机直接并网的运行方式机端配有补偿电容器组,以提供异步发电机在启动和运行时所需的激磁无功异步发电机频率由大系统来决定,风能的变化将引起异步发电机转差的变化,相应注入电网的有功和吸收的也要随着风速的变化而变化,这将导致系统,特别是风电场接入电网点电压的波动,严重时还可能引起电压闪变在现代发电技术的推动下,异步发电机的最低转速也以达到1200转每秒(目前国内普遍双馈机组),这一转速一部分由风速控制的,一旦风力无法维持1200转每秒时,机器就会代偿工作,发电机这时的工作效率也会大大降低,同时,风电机组就会切出风力,风速我们无法改变,但是我们可以改变发电机设备,即通过改变改变发电机定子的连接方式将双馈发电机转变为鼠笼发电机,和双馈发电机相比较,鼠笼发电机对于转速的要求较低,且使用范围大,进而仪器进行代偿工作的几率就相对较小,进而就可以实现在不损坏仪器的情况下提高发电量另鼠笼发电机有以下特点:

(1)发电机励磁消耗无功功率,皆取自电网应选用较高功率因数发电机,并在机端并联电容;

(2)绝大部分时间处于轻载状态,要求在中低负载区效率较高,希望发电机的效率曲线平坦;

(3)风速不稳,易受冲击机械应力,希望发电机有较软的机械特性曲线,Smax绝对值要大;

(4)并网瞬间与电动机起动相似,存在很大的冲击电流,应在接近同步转速时并网,并加装软起动限流装置。


其他优化措施


1
移动发电量较低的机位


电场仪器进行工作时,每一个机位的发电量高低不同,笔者认为其和机位所处的地理位置和所占的资源有十分紧密的关系为了减轻某些机位的工作负担,可以在设计时(同样在设计允许范围内),在机位选址上加入风资源分布分析,将一些风速较低的机位的位置进行调整,我们这里讲到的机位的调整不仅仅是位置的调整,还有空间的调整(同样在允许范围内),通过空间的调整,就可以将风资源不好机组调整到较好的地区,进而达到增加发电量的目的,之外,除了可以利用上述方法,还可在设计时考虑到推理系数和空气密度的关系,对比选择不同高度的风机塔筒,提高风资源的利用率。


2
加强生产管理


利用风力发电是一个精细而又谨慎的过程,要想使电能顺利产生,就要确保工程每一个环节的质量为此,对于发电厂而言,应加强生产管理,将工作细化到人,责任到人之外对于定期的对生产运营进行分析,对于一些不合理的参数仅仅分析,优化对于工作人员而言,要端正工作态度,认真完成自身的分内工作之外,有关工作人员还应重视仪器的耗损状况,对仪器进行定期的保养,尽可能的使效益最大化的提升。


结 语


综上所述, 随着利用煤 石油以及天然气等资源带来的愈发突出的环境问题以及资源的减少和社会发展需求量过大这一问题繁荣突出, 风能等洁净能源越发受到社会的认可和市场经济的青睐在本文, 笔者首先从最佳桨距角设定,偏航控制策略优化。发电机双模改造以及降低风电机组自耗电等四个方阐述了风电机组运行优化, 之后, 又从发电量较低的机位进行移机。发电量较低的机位进行移机等两个方面的优化进行分析 以上便构成笔者在本文的论点, 以期为读者, 为相关工作者提供帮助。



参考文献:

1]丁祥,兰志杰,罗华兵等.兆瓦级风电机组自动偏航系统优化设计与应用[J].电气应用,2015( 19)

[2]杨永军,黄朝全.规范管理,提升低风速风场规划工作水平[C]./ /战略风险管控与安全生产运行管理。2015 全国电力行业企业管理创新论文大赛获奖论文,2015

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