降低綜合廠用電率提升發電效益

張衛東國家電投集團山西新能源有限公司

降低綜合廠用電率提升發電效益

張衛東
國家電投集團山西新能源有限公司

摘要：本文分析了風電場如何降低綜合廠用電率的方法。建設風電場主要是為了提高發電量及具有良好的發電效益。因此，風電場對于節能降耗的管理工作愈加重要。近年來，電力行業的整體工作重心全都向著“以效益為中心”的軌道轉移。技術創新和運行維護管理要效益就顯得尤為重要。

關鍵詞：風電場；綜合廠用電率；設備可利用率；發電效益

引言

風力發電是潔凈的可再生的能源，我國的風電裝機容量每年都以30%以上的速度增長。我國山西擁有豐富的風能資源，新興的風力發電企業與傳統電力企業的發展時長相比，風力發電企業資歷較低，該行業的國家標準及規范尚不完善，尤其是現場安全管理不善，從事風力發電的相關技術人員資質尚淺，對于專業技術的應用和相關經驗的累積相對不足。當中最突出的問題之一是當前風機可利用率較低，風電場損耗較大，綜合廠用電率較高。因此，在確保人員和設備的安全的前提下，如何降低綜合廠用電率、提升發電量、提升發電效益是目前風電企業所面臨的問題。

要實現要電量、要效益的風電場經營管理目標。關鍵點在于開源節流，開源包括提高風機的綜合利用率及上網電量。節流包括提高運行維護管理水平、降低風電場的綜合損耗率。本文通過節流方面分析了降低廠用電率的有效措施。

1　影響風電場綜合廠用電率的因素

風電場在運營維護中不免存在許許多多的問題，其中運行維護組織管理不協調，風電場設備的可利用率嚴重降低，廠用電率升高，使風電場的發電效益降低。

降低風電場綜合損耗在一定程度上也可以降低廠用電率。風電場的設備組成包括三個部分，包括風力發電機組、站內設備、送出線路及箱變等。從荷載上來看，風電場中風力發電機組的自用、站內設備用電、輸電線路及變壓器的損耗等是廠用電和有功損耗的用電設備的主要方面。

2　提高運行維護管理水平

運行維護管理水平的高低直接影響整個風電場的發電效率。提高運行維護管理水平，在某種程度上提高了風機的可利用率，從而提升了發電量，降低了廠用電率。提高運行維護管理水平關鍵是提高風電場工作人員的發現故障和處理故障的能力。

安裝風機狀態在線監測和智能診斷系統可以幫助運行維護人員預測和準確判斷出風機的故障部位及磨損狀況。為了避免故障惡化出現的效益下降及風機可利用率問題，在早期故障剛剛出現時采取積極有效的維修措施，大幅度提升發電效益，降低綜合廠用電率。

3　降低場綜合損耗

根據運行經驗，主變及母線損耗、箱變及線路損耗、變電站所用電、機組自用電這四部分均是可以降低的。

3.1減少機組自用電量

感應式異步發電機會消耗大量的電能，在機組啟動和并網時處于電動機狀態。因此，對異步發電機機組數據進行優化，可降低機組自用電量。

3.1.1更改啟動風速及時間

異步發電機在無風少風時，由于風速達不到并網的條件，啟動不完全，無法進行正常的并網運行活動，損壞機組設備的同時吸收大量電能。更改機組啟動風速，降低機組自用電量。

3.1.2調節快脫、慢脫時間及功率值

為解決風速小以及不穩定的狀況，調短快脫、慢脫的時間，調大脫網功率，使其啟動頻率減少，機組自用電量降低。

3.1.3依據環境溫度設定冷卻裝置及加熱器裝置的啟停時間

風機機組的運行受溫度的影響，在冬季為保證機組正常啟動運行，必須使用加熱器裝置。在夏季風機運行時，由于在運行過程中機組零件做功會產生大量熱，如果散熱不及時，環境溫度長時間過高，則會引起機組運行失常，因此需要依據環境啟停投運。

3.1.4修正偏航系統數據，減少偏航電機的啟停次數

偏航系統作用主要包括兩個方面，一是能使機艙跟蹤變化從而穩定風向;二是偏航的作用導致機艙內部電纜發生纏繞而自動解除纏繞。風機風能的轉化率隨對風角度大小變化，對風角度小，轉化效率高。在風角度通過控制調劑偏差增大時，在減少偏航電機的啟停率的同時，不會影響機組的正常發電量，達到減小自用電的目的。

3.2減少站用電量

升壓站中SVG的耗電量也是不可忽略的。49.5MW風電場SVG年平均耗電量占總發電量的0.25%-0.3%，在功率因數滿足要求的前提下，優化風機發出的無功功率和SVG發出的無功功率，使風機盡可能多發無功，降低SVG的無功出力，減少SVG的耗電量。

另外，通過合理控制公用電器設施的使用等，降低綜合用電量。

3.3變壓器和線路的損耗

變壓器在銅損和鐵損相等的時候最經濟，效益最高，而非是額定負荷時。變壓器銅鐵損耗隨電壓的升高而增加。因此在滿足電網電壓的前提下，盡可能維持高電壓，便降低變壓器的銅損，提高其運行效率。

4　結束語

以上分析了降低風電場綜合廠用電率的幾點可行措施，如圖1所示。在風電場實際運行中，除了變壓器、輸電線路、變頻器等主設備以及偏航、變槳等主輔助設備存在消耗問題外，其它輔助設備消耗也是不可忽視的。但對一個運營的風電場來說，設備消耗是客觀存在的，不可避免的，調整空間不大。

降低廠用電率關鍵在于精準預測和判斷風機的故障部位，在故障發生早期就采取措施，避免由于故障惡化所帶來的經濟損失，提高了風機的可利用率，提升了發電量，降低了綜合廠用電率。因此，如何組織好在運風電場的運維管理工作，已是風電企業的工作重心。在目前整個風電行業的工作重點已經從“跑馬圈地搞建設”到“以效益為中心”的軌道上來，尤其向運維管理要效益就將顯得更為重要。

參考文獻：

[1]國家電網公司.風電場接入電力系統規定[M].修定版.北京：國家電網公司，2009.

[2]孟令峰.如何降低風電場綜合廠用電率[J].電網技術應用，2014（2）:378-378.

[3]范高鋒，趙海翔，戴慧珠.大規模風電對電力系統的影響和應對策略[J].電網與清潔能源，2008，24（1）:44-47.

[4]王哲峰，王珊珊.降低風電場綜合廠用電率的探討[J].內蒙古科技與經濟，2012，（3）.

[5]李光明，紀一鳴.風電場綜合監控系統實施研究[J].吉林電力，2012，（5）.