風電場運行節能管理的探討

吳德

摘 要：如何做好已建風電場的運行節能管理工作，是風電企業必須予以高度重視的事情。在整個電力行業的工作重點向 “以效益為中心”的發展模式轉變的今天，通過運行管理產生的節能效益就顯得尤為重要，該文立足于節能管理工作開展的大背景以及日常生產工作實際，分析降低風電場廠用電率的原因并制定和采取可行的措施，既可以提高風電場節能管理水平，又能夠增加風電場的經濟效益。

關鍵詞：風電場 節能管理 技術改進 探討

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0135-02

風電場具有建設難度大、運維條件艱苦的普遍性特點，同時，管理力量和管理能力偏薄弱。如何做好節能管理、實現最大化回報是風電場全壽命周期管理的重要內容。風電機組系統自用電設備主要包括加熱裝置、變流器、冷卻裝置電機、齒輪箱油泵、機艙及塔筒照明、變槳電機、偏航電機等。從節約能源的角度出發，應該制定合理的管理制度，通過優化運行參數等舉措，盡可能地減少用電設備的啟停次數以及在線運行時間，從而最終實現機組自耗電的降低。在實際工作中，主要可以開展以下幾方面的具體工作。

1 做好生產管理工作的開展

（1）建立風電場能耗數據表。風電場運行過程中的能耗主要產生于電力一次系統、二次系統、變壓器損耗、照明系統、空調系統及其他用電負荷損耗，因此，從風電場投運的初期，運行管理人員就要詳細地對風電場自身的能源消耗進行統計和分析，掌握其中的規律，發現其中的問題，通過統計和分析最終可以有助于編寫節能操作指導性文件，以便后期建立系統的節能管理措施。

（2）優化無功補償方案。電力系統運行過程中需要對無功功率進行就地平衡，錯誤的無功潮流分布除了會影響系統的安全性之外，還可以在無形中造成非常大的電能消耗。這就需要在風電場設計階段認真地計算并選擇無功補償的方式和容量。在風電場投運后，根據設備的實際運行參數來對電網的功率因數和無功功率的潮流進行測定，根據測定的結果設置合理的電網功率因數和母線電壓水平，根據以上兩個參數來制定無功控制的目標，從而進一步規范無功補償裝置的投退，維持合理的母線電壓水平和系統的功率因數，降低輸電線路的損耗。

（3）做好電氣設備選型工作。風電場的電能損耗最主要的還是電氣設備自身，因此，做好風電場的節能工作就應該從設計階段的電氣設備選型上入手，在規劃好系統結構之后，優先選擇性能可靠、節能環保的電氣設備；選擇節能型變壓器，并盡可能地使變壓器長期運行在經濟狀態；盡可能縮短電能的傳輸距離，優先選擇直埋電纜；風電場盡可能地選擇自然通風，降低夏季空調的使用時間，同時空調應該選擇分體式節能型空調，以便在使用過程中可以進行靈活的控制。

2 加強制度管理工作的建立

（1）做好員工的節能教育工作。在員工中廣泛開展節能教育，在員工心中樹立牢固的節能增效、綠色發展氛圍，節能教育應該從風電場建設準備開始，牢牢地貫穿于設計、建設、投運等環節，通過不斷培養風電場員工節能意識和專業素質，將節能工作融入到各項日常工作中，力爭將員工培養成為擁有節能意識、掌握節能技術的高標準人才。

（2）制定節能管理制度。節能制度的建立是將日常節能工作固定下來的有效途徑，同時，應該在節能制度框架內，構建節能分析會議細則，細則落實的主體應該放在運行班組，班組通過對運行數據的記錄、分析、處理、對比，從中發現能耗的變化問題，找出浪費能源的環節，在設備選型、技改措施和運行制度等方面給出合理化建議。

（3）做好風電場小指標競賽工作。通過對風電場運行的基礎數據和運行參數進行篩選、優化、分析，可以在此基礎上構建競爭性指標，通過合理地設置獎懲制度，激勵各個班組之間就設備合理運行和節能減耗開展良性競爭，積極地采取措施降低所管轄設備的運行能耗，通過不斷改善小指標體系，逐步提升設備節能管理水平，最終達到節能工作推進的目標。

（4）做好風電場的檢修管理工作。在風電機組的檢修工作中，要針對設備參數和運行狀態，不斷提高故障診斷能力和檢修工藝水平，同時要合理地計劃設備的檢修時間，爭取在必要的停機時間內，盡可能多地完成風機的檢修工作；通過合理地優化檢修步驟，不斷縮短風機檢修時間，同時提高檢修質量，延長檢修周期，讓風機盡可能多地處于良好的運行狀態下，避免在發電高峰期安排大面積的風機檢修工作，提高風機的運行效率。

（5）制定管理人員節能督導工作要求。為了加強公司生產管理人員對風電場節能工作參與的深度和廣度，就應該在公司整體層面建立節能管理工作體系，出臺節能管理工作制度，廣泛地開展工作督導，讓生產管理人員盡可能多地深入現場，發現運行能耗問題，給出運行節能建議，推動節能工作開展，用實際行動提升風電場節能運行工作的管理水平。

3 推動技術改進措施的運用

（1）合理設置加熱和冷卻裝置的啟停溫度。對于加熱裝置和冷卻裝置啟停溫度的設置應注意季節性并結合對應的環境溫度進行設置，比如在冬天環境溫度很低的時候，為了維持風電機組的正常運轉，必須投入加熱器來維持設備工況需要的環境溫度。設置啟停溫度還應該考慮到機組運行后產生的熱量對工作溫度的改變。一般情況下，對于發電機風扇的啟動和關閉溫度在夏季可以設置為50 ℃和35 ℃，冬季的溫度設置為80 ℃和70 ℃；對于齒輪箱油系統冷卻水泵和散熱風扇的啟動溫度在夏季分別設置為50 ℃和60 ℃，在冬季分別設置為60 ℃和70 ℃。

（2）合理設置偏航系統參數。偏航系統主要發揮著對風和解纜的作用，修改偏航系統參數的目的是減少偏航電機的啟停次數，在風電機組沒有達到滿負荷發電之前，對風角度越小則此時風電機組將風能轉化為電能的效率就越高，如果風速繼續增大，直到風電機組發電量達到滿負荷的狀態，機組此時已經進入槳距控制的運行狀態，此時系統運行對風角度的要求不再如之前那樣嚴格，這種狀態下可以減少偏航電機的啟停次數，進而降低自用電量。通常的做法是將對風角度由初始設置的15°改為20°，這樣就能夠大大減少偏航電機的用電量。

（3）合理設置塔筒照明啟動方式。當風電機組出現故障需要安排檢修時，檢修工作通常都是在機艙內進行的，在登塔、下塔以及塔筒的檢查工作時需要用到塔筒照明，一旦檢修人員進入機艙工作，則塔筒照明此刻可以關閉以起到節能的作用。之前塔筒照明的開關是安裝在塔的底部，可以根據工作需要改成聲控開關，從而節約自用電。

（4）合理設置風電機組的切入風速。當風速不能使機組達到并網條件時，機組的啟動運行除了會造成設備磨損之外還會從電網吸收電能，因此，根據安裝環境狀況合理地調整機組的啟動風速，可以顯著降低機組的啟動頻率從而減少機組自用電。通常需要根據不同季節的空氣密度對機組的切入風速進行詳細的計算并及時調整。

4 結語

風電場節能工作是一個不斷優化、不斷提升的過程，從長遠發展角度來看，建立有效的管理運行機制，可以充分發揮人和設備的節能潛力。風電企業應該轉變工作理念，從重視風電場節能管理工作入手，開展員工節能意識教育工作，通過不斷總結和對比，推動節能工作不斷向精細化、標準化方向發展，為企業創造更多的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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