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云南风电生产运营对标体系研究

2014-11-07 来源:风能 浏览数:243

    中国风电材料设备网:自2008年云南省第一个风电项目—华能港灯大理大风坝风电场(48MW)投产发电以来,国内各大发电集团纷纷涌入云南这块风水宝地。短短六年,云南风电从无到有,从小到大。根据中国可再生能源学会风能专业委员会的统计,截至2013年末,全国(除台湾地区外)风电装机容量已达到91412.89MW,云南省风电装机容量也达到了2484MW,占全国风电装机容量的2.72%,在全国33个省(自治区、直辖市、特别行政区)中排名第十二位,在南方五省(自治区)中位列第一。
    风电企业当前对标情况概述                        
    经过近几年的快速发展,中国风电装机容量已跃居世界第一。但受国内风电行业规范体系建设滞后这一短板的影响,绝大多数风电企业的管理水平与常规能源发电企业相比还存在较大差距。因此,适时引入相对先进且较为成熟的常规能源发电企业生产管理体系对于引导风电企业健康、有序发展具有十分重要的意义。对标管理是火力发电企业最重要的管理方法之一,经过十多年的探索已形成较为完备的体系,并已成为发电企业建立科学管理模式的坚实理论与实践基础。目前,我国各大电力企业已陆续采取该方法指导企业的管理工作,并取得了显著的成效。可利用小时数就作为对标管理的主要指标,被沿用到了风电企业的对标管理中。但是由于风电行业自身的特殊性,使得它受资源差异、设备差异、电网差异、管理差异等四个方面因素的影响较大,单纯使用可利用小时数对标已不具有普遍意义。而且,随着风电装机的进一步扩大、地形条件的更加复杂、电网消纳情况的不断变化,使得单一采用可利用小时数对标的简单模式更加不能适应实际的需要。因此,建立起适合本地区的风电对标体系对于提高风电企业的管理水平来说其意义不言而喻。
    云南风电企业对标因素分析
    云南高原属低纬度高,地理位置特殊,地形地貌复杂,气候环境也较为复杂,受南孟加拉高气压气流的影响,省内大部分地区全年风向以西南为主。全省风能资源丰富的地区主要集中在曲靖市东部·红河州中南部、大理州中部等地,具有随着海拔高度增加,风速加大,平均风功率密度﹑有效小时数等增加很大的特点。现就云南风电企业为例,分析四大因素对对标结果造成的影响。
   (一)
    风能资源分析
    风能资源评价是整个风电场前期工作的重中之重,也是决定项目投产后经济效益的决定性因素。云南地区的风电资源多位于众山峻岭之中,地形地貌复杂,使得每个机位的测风数据都不尽相同。通常情况下,开发商会综和地形地貌的特点,本着节约投资的原则,选取部分能够代表全场风况的位置安装测风塔,而这就对测风塔选址的准确性提出了较高的要求。
    平原地区的风电场选址还可以参考当地气象站的册封数据,而云南地区的气象站多位于县级以上政府驻地,海拔较低,而风电场多位于大山之巅,海拔较高,二者的落差有时甚至在一千米以上,因此高原地区气象站的风速数据并不能直接用来反映风电场的风况条件。
    此外,根据图1“大理气象站风速年际变化直方图”可以看出,以大理为代表的云南地区的年平均风速的分布还存在着一定程度的波动,既有着大﹑小年之分。因此,若不能结合风速的年际变化,进行连续1年以上时间的测风数据收集﹑修正﹑分析,将会给日后的经营带来极大的风险。
   (二)设备效率分析
    目前,云南省并网的风电机组主要有750KW﹑1.5MW两种机型。
    750KW机组为定桨失速型机组,安装时期为2008—2010年,为云南省首批投运的风电机组。其运行特点是运行中转速基本恒定,桨距角不可变化;低于额定风速运行时,由于转速不可变,使得其风能利用系数较低;高于额定风速运行时,将通过桨叶的失速性能调节,限制其功率输出,保证风电机组的安全运行。上述设计原理使得该机组不能实现满功率运行。
    1.5MW机组为主要为变桨变频型机组,从2010年应用至今,应用范围最广。变桨技术的使用使得3个叶片可以随着风速的变化而始终保持最佳角度,提高了机组的风能转换效率。采用的双馈式发电机能够保证发电机在任何转速下都始终工作在最佳状态,使机电转换效率达到最高,输出功率最大,而频率保持不变。在大风时段可以实现满发甚至超发,发电效率相对定桨失速型机组高出约10%以上。
    750kW、1.5MW机组的功率曲线如图2所示。
   (三)电网环境分析
    随着近几年“三北”地区弃风问题的日益突出,电网消纳能力越来越成为影响风电经济效益不容忽视的重要因素。2008一2010年,云南风电开发才刚刚起步,风电装机规模还比较小,基本是在“小风电,大电网”的环境下运行,而且又恰逢经济高速增长阶段,电力供不应求,基本不存在弃风限电的情况。通过几年来电源建设的飞速发展,截至2013年底,云南省全口径装机容量已达到60154.77MWo在纳入云南省调平衡的电源中,水电装机已达到36218.6MW,占总装机的71.03%;风电装机2190MW,占总装机的4.3%。但受经济增势趋缓、电力供大于求、动稳问题突出等因素的制约,云南电网近两年来弃水压力较大,仅2013年云南主网累计弃水电量就达到了10.84亿千瓦时。按照“若主网全面出现弃水时,首先安排风电、光伏为水电腾出发电空间”的调度原则,汛期风电弃风问题将在一定时期内不可避免。另一方面,由于大理地处滇西北负荷末端,动稳问题突出,大理剑川、洱源片区弃风问题相比省内其他地区都更为突出,常年都存在弃风限电的情况。根据国家能源局的统计,2013年云南省的风电弃风率达到3.68%,是南方五省(自治区)中唯一存在弃风限电情况的省份。
   (四)管理方式分析
    风电企业的生产管理模式一般可分为“运检合一”和“集控管理”两种。由于风电企业的人员编制普遍较少,在投运初期大多采用“运检合一”的管理模式,以缓解人员不足的压力。当装机规模达到一定程度,机组数量较多的时候,通过“集控管理”就能够在一定程度上改善现场人员“上完运行干检修”这种疲于奔命的状态。一方面缓解了现场人员的工作压力,改善了现场恶劣的工作环境,另一方面集中了人员力量和技术优势,基本形成运行集控和检修集中的管理模式。通过“集控管理”能够开展机组效率、厂用电率等关键数据的对比分析,有助于进一步压缩成本、提高生产经营水平和盈利能力;通过集中检修不仅有助于提高检修效率,也为解决技术难题提供了人力和智力支持。

 

【延伸阅读】

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阅读上文 >> 《国家应对气候变化规划(2014-2020年)》:优先发展热电联产 大力开发风电(全文)
阅读下文 >> 国家应对气候变化规划(2014-2020年)

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