初冬的寧夏,天空寧靜而蔚藍。在這片藍色天空下, 一座全新的智慧風電場正式投入運行。
2018 年 9 月 28 日,魯能寧夏鹽池于家梁 10 萬千瓦 風電項目實現全場并網運行。據悉,該風電場于 2017 年 11 月獲得核準,是魯能新能源在寧夏區域內的首個風電 項目。魯能甘肅分公司以建設區域標桿,塑造魯能形象為 目標,邀請中國電建西北勘測設計研究院有限公司、山東 電力建設第三工程有限公司、新疆金風科技股份有限公司 等行業內的領先企業,先后多次召開項目策劃研討會,經 業內專家反復論證,確立了“打造智慧風電場,引領行業 新發展”的建設目標。項目參與方在魯能甘肅分公司的精 心組織下,將“前期規范化、設計數字化、設備智能化, 建設標準化”貫穿于項目開發建設全過程,展現了新時代 風電場的典型形象,引領寧夏區域乃至全國范圍內風電行 業發展新風向。
技術創新,樹標桿
為打造智慧型風電場,使風電機組能夠像人一樣具 備自我感知能力 ;同時可以結合風電場實際情況,具備獨 立的分析能力,形成最適合風電場特點的控制邏輯和機組 動作指令,項目采用了激光雷達控制技術、風電場群控制 系統和電壓管理平臺等國內風電行業領先的創新技術,為 風電安裝了智慧的“眼睛”和智能的“大腦”,實現機組 信息自動采集處理、狀態提前感知、設備在線監測、遠程 控制操作、人機互聯等智慧特性。智能化設備和系統的應 用也為智能化運維奠定堅實基礎,同時提高了電網平衡調 節能力,使得項目成為寧夏電網友好型示范風電場。
其中,通過引入激光雷達控制技術,借助激光測風 傳感技術和先進的風電機組控制技術,為機組裝上“眼睛”, 通過提前感知機組前方的風速信息,并將該信號引入控制系統中,使設備能夠更好地適應風速變化,有效地降低項 目機組 5% —— 15% 的載荷,提升運行穩定性 ;同時在保 證安全的情況下,將降低的載荷轉化為機組的發電量,為 項目貢獻超過 2% 的額外發電量。
場群控制系統則是利用先進的傳感技術與衛星導航 系統,對機組關鍵部件在運行過程中的位移、傾角等狀態 進行監測,并實施參數的實時采集,為整機的控制系統提 供信息和判斷依據。這種為風電機組裝上“大腦”的方式, 不僅可以通過對最大功率追蹤自校正、偏航對風自校正控 制、季節性功率自校正、變槳自適應控制等手段使單臺機 組的發電量提高約 1% —— 2%,同時還能夠結合項目現場 地形和周邊限制性因素,統籌整個風電場內機組的控制, 在規避項目噪聲環境適應性風險的同時,充分挖掘整個風 電場的發電潛能。
此外,為了充分考慮西北電網未來的要求,配合電 網智能調度,項目配置了先進的電壓管理平臺。該系統既 可以適應電網一次調頻的要求,也能夠充分挖掘機組發無 功的能力,在提高系統無功電壓控制穩定性的同時,減少 了項目集中式無功補償設備(svg)的負載率,使 svg 年用電量下降 50% 以上。
智慧運維,促發展
除了核心設備的智能化以外,運維管理也是體現風 電場智能化的關鍵參考指標。為了能夠實現風電機組故障 預測預警,改變現場運維模式,并且做到隨時隨地獲取項 目實時狀態,以便于高效決策,于家梁風電場配置了設備 健康管理系統和風電場智慧移動辦公系統。
設備健康管理系統的應用,一方面提升了機組的穩 定性和可靠性,降低常規部件的損耗和發電量損失 ;另一 方面也提高了機組運檢的計劃性,通過對機組性能、重大 部件和常規部件的監測與預警,實現維護策略的轉變,增 加主動預防的計劃性工作比重,減少被動響應的非計劃性 工作比重,有效降低了運維成本,并提高現場管理水平。
該系統通過算法分析建立故障預警模型,提前發現 機組運行過程中對整體性能影響較大的潛在問題,如功率 曲線偏差、對風不正、冷卻系統缺水等,減少由于性能問 題引起的電量損失 ;動態監測大部件的運行狀態,及時發 現它們的異常工作狀態,如葉片鼓包或開裂、發電機軸承損壞等,減少大部件安全風險,降低因大部件損壞而長時 間停機帶來的發電量損失或人員安全風險。
智慧移動辦公系統的布置,讓所有參與項目生產和 管理的工作人員可以隨時隨地掌握設備運行和狀態數據, 提高信息獲取和決策效率。現場維護工程師能夠通過故障 診斷模塊,對照手機客戶端的操作流程處理問題,減少故 障恢復時間,降低發電量損失。風電場值長可以結合系統 中提供的氣象安全服務,合理安排現場的運維工作,保障 生產工作安全 ;也能夠利用設備預警模塊,安排現場設備 的預防性維護,提高設備健康度 ;同時通過跟蹤預警工單 的工作記錄,實現處理過程的透明化。分公司及總部管理 人員則可以實時了解和掌握項目的運行狀態與經營指標, 以實現重大事項的快速決策。
魯能寧夏鹽池于家梁智慧風電場的建成,預示著寧 夏風電進入新時代。隨著這些技術的深入應用和不斷創 新,智慧風電場將會為風電行業的持續發展創造更大的 價值。
來源:《風能》
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