有效辨识低效机组，避免“一刀切”式技改

低效机组的有效辨识作为机组技改优化的基础工作，可为技改方案设计和评价提供参考。低效机组辨识应通过发电量、经济指标、风资源、可利用率和功率曲线等维度进行，其评价指标和原则有待深入研究。

 

10月20日，鉴衡风能事业部解决方案工程师韩磊在2021北京国际风能大会技术论坛上，带来了低效机组辨识的演讲，与现场专家分享了当前机组优化的政策和发展背景，解读如何通过发电量、经济指标、风资源、可利用率和功率曲线等指标对低效机组进行有效辨识，并对后续行业在低效机组辨识工作中需要研究的评价原则展开了探讨。

 

以下为演讲实录：

 

 

鉴衡解决方案工程师韩磊

 

各位领导、专家，大家好。很高兴和大家分享关于鉴衡在低效机组辨识工作方面的内容，今天的演讲主要分三部分，第一部分是工作背景，第二部分是介绍低效机组辨识方法，最后通过鉴衡在实际应用中对低效机组辨识的经验进行总结。

 

 

首先是针对技改政策相关情况，鉴衡进行了整体的梳理。2020年5月，辽宁省发布了《辽宁省风电项目建设方案》，支持现役风电机组更新项目建设，允许一次性解列拆除全部机组，等容更新；2021年8月，宁夏自治区发展改革委员会发布《关于开展宁夏老旧风电场“以大代小”更新试点的通知》，提出以大代小，实现土地及资源利用最大化；国家层面，发布了《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知（征求意见稿）》，启动老旧风电项目技改升级。可以看出国内对于技改的关注程度逐步提高，有理由相信未来技改相关政策会更加细化。而低效机组辨识工作能为技改优化提供参考，对技改项目针对性地进行优化，能够更好的提升经济效益。

 

截至2020年初，国内1.5MW及以下的机组装机容量约87GW，总数量约有5.8万台，可以看出装机体量较大，且投产及运行时间较长，多集中于北方地区，技改优化项目较多。低效机组辨识应用空间较广，同时也可为中东南部提供经验，未雨绸缪。

 

 

下面是整个低效机组优化的流程，首先肯定是要先找到想优化的东西，也就是通过低效机组辨识确定哪些机组有问题，存在哪些问题，为后续工作提供参考和支撑；找到问题之后才能针对性进行优化方案的设计和评价，这里就包含相关政策的评价、安全性和经济性的评价；可行性评价通过后进行方案实施；实施后，需要根据运行情况，进行优化效果评价，并对安全性和经济性进行复核。

 

 

给大家分享一下现在对于低效机组辨识是怎么样去做的，当然更多的是指广义层面的低效机组，简单理解为不符合预期的机组。主要通过5个维度进行分析工作，分别是发电量、经济指标、功率曲线、可利用率和风资源。

 

 

第一个维度是发电量，是目前行业使用较多的方式，主要是通过的电网结算单去推算风电场年等效上网小时数，反过来去跟设计阶段或者是技术合同担保的值去做对比。可以明显发现处于低效运行的机组。关于单台机组的发电量，可能更多的不是从电网结算单计算，而是采用SCADA数据进行，当然也可以进行机组间横向比对，发现相对低效机组。如下图，蓝色为各机位点的担保发电量，红色为对应的实际发电量，可见大部分机组都可以归结为低效机组。

 

 

第二个维度是经济指标，更多的是通过盈亏平衡点，结合边界条件，反算应发电量，这个指标可以更直接的与收益相关，如果实际发电量低于应发电量，可以说明盈亏平衡不满足预期条件，也可以归结为低效机组。

 

 

第三个维度是关于风资源，主要是通过平均风速分析，这里考虑场级和机位点级别。其中场级是指风电场整体的年平均风速，实际项目中发现在风速来流方向新增风电场，会导致风电场整体风资源的下降，另外由于区域性气候变化可能也会导致风资源的降低；对于机位点级别，比如选址不合理会导致风资源降低，例如机组建设在悬崖边，风资源条件低于预期。

 

 

第四个就是关于功率曲线，这里需要注意，参考值来源于设备合同，目前大部分合同都已经使用动态功率曲线，但仍需要注意特定场址条件，如实际工程场址空气密度为1.1kg/m3，但在合同中约定的功率曲线对应空气密度为1.2kg/m3，可以说这种情况，就相当于考试的标准答案就错了，那么再去评价机组功率曲线肯定存在一定的误差。另外实际功率曲线更推荐采用标准进行实测，而非对SCADA功率曲线进行修正。

 

下面分享一个案例，鉴衡采用自主研发的DataAnalysis软件，针对某风电场功率曲线进行分析，计算功率曲线保证值低于合同约定的担保值，对应的机组就属于低效机组。可以看出，实际的功率曲线低于担保功率曲线，后续业主采取了叶尖延长的方式对风电场进行了技改，技改后功率曲线有一个较大的提升，可以满足合同担保要求。

 

 

第五个维度是关于可利用率，目前常用的是时间可利用率，包括合同约定的担保值也是时间可利用率，但是实际运行的时候，更准确的是采用能量可利用率进行对比。

 

这里可以举一个比较极端的例子，假如上半年的风速0m/s，下半年风速10m/s，但是机组在上半年处于故障未运行，下半年均正常发电，这样的情况下，时间可利用率只有50%，但能量可利用率就是100%。

 

下面介绍一个案例，可以通过柱状图发现风电场部分机组低于担保值，针对低效机组，鉴衡通过自主研发的软件（linkwind）进行分析，评价其能量损失的因素，这里由于资料保密限制，只拆分为故障损失、限电损失、其他停机损失，但实际根据项目情况，故障损失也可拆分为各大部件的损失情况。

 

 

以上就是鉴衡关于低效机组辨识的一些研究工作，建立了广义层面低效机组辨识的方法及指标；低效机组辨识，为技改优化工作奠定基础，为开展技改安全性及经济性评价提供参考；低效机组辨识，也可以用于支撑风电场后评价工作，为前期设计优化提供经验。

 

最后给出一个建议，对于风电场进行技改，其实有些机组运行状态是比较好的，只需要针对低效机组进行优化就可以，希望可以通过低效机组辨识，拒绝“一刀切”式技改。

 

我的分享就到这里，谢谢大家！