風力發電場運維管理工作探討

李寧

摘要：隨著經濟和科技水平的快速發展，風力是我國的主要能源。對風力發電機的發電能力進行系統分析，從硬件和軟件方面尋找提升風力發電機組發電能力的方法，對風力發電機組進行科學的優化升級，以提升機組的發電能力。但是，風電機組發電性能優化需要有嚴格的機組安全性校核分析，綜合分析機組發電能力優化的安全性、有效性和經濟性。

關鍵詞：風力發電場;運營管理工作;探討

引言

當今，人類發展對能源的需求越來越大，能源是促進社會發展的必要前提。對能源需求的增加，礦產消耗量的增加和環境污染的加劇是清潔能源和可再生能源發展的必然趨勢，其發展前景非常廣闊，風能的使用與常使用的綠色新能源一樣，使用范圍廣，資源相對豐富，對技術的開發和利用要求相對簡單，方便管理。因此也越來越受到各個國家的高度重視。

1風力發電簡述

風力發電的主要原理就是通過風力來帶動風車葉片轉動，然后再借助于增速機提升其轉動速度，以此來為發電機運行提供足夠的動力，促使發電機發電。根據風車技術研究發現，在風速為每秒鐘三公尺的微風條件下，風力發電便可以實現。在當今，風力發電已經逐漸成為了一種主流的發電方式，因為這種發電方式既不會面臨燃料問題，也不會對環境造成污染，所以其應用前景十分光明。

2風力發電的基本原理

風能的原理是將風能轉化為機械能，然后轉化為機械能和輸出能。具體技術是風使風力葉片轉動，使發電機內部旋轉并切割磁場，最后能量積累裝置以電能的形式保持恒定的電流輸出。風力發電機通常由風力發電機葉片、低速軸、高速軸、風速計、塔樓、發電機、液壓系統組成。其中，風輪是一種將風能轉化為機器的裝置，可根據風向的變化改變風輪的方向，從而最大限度地利用風能。塔是連接和支撐風輪和發電機的支座，其高度取決于周圍地形和風輪的大小，以確保風輪的正常運行。發電機是一種將機械能從風輪轉換為電能的裝置。在風力發電機結構中，風力發電葉尖的線性速度與風速的關系被定義為頂點速度比，這是風力發電機的重要參數，其尺寸是影響風力發電機功率系數的重要參數。風力渦輪機中的電力調節是風力發電系統的關鍵技術工具。主要包括距離失速控制，失速控制，支架可以調整固定間距，葉片傾斜角不能按風速調整，設計比較簡單可靠，風機輸出功率隨著風的速度而變化，在低風速下使用系數較低，螺桿調整的目的是改變傾斜角，調節風能轉換效率，最大化能量轉換效率，已達到風力發電機電力穩定輸出功率的目的。

3風力發電場運維管理工作存在的問題

3.1機組較為分散，高空作業難度較大

我國大部分的風電場都分布在廣闊的野外，風力發電場的分布不集中，使得風電場在建設和運行過程中，面臨著巨大的工作量，而機組分散又會造成一定范圍內設備故障無法及時排除。由于大型塔式起重機多建于高空作業環境下。如果發生突發狀況時就容易產生安全事故。同時也增加了檢修難度以及成本投入等問題。再者我國大多數中小型風力發電場都沒有統一規劃標準進行管理，及協調調度工作等一系列因素，使得風電機組在建設和運行期間，其安全性難以保證，存在一定的安全隱患，因此必須加強對風力機運維管理，以提高風電機組運行安全性、穩定性和可靠性。

3.2風電功率預測現存問題

風電功率預測方法缺點。風力發電機功率取決于風電場風速，風速與功率是三次方的關系，即風速預測中任何誤差都會給風能預測帶來巨大誤差。對風電場這種關系更復雜。電場中不同風機用多個風向和速度以達風電場最佳功率輸出。因此風速預測中小誤差會在風能預測中產生更大誤差。物理預測缺點有由于邊界條件復雜導致更新緩慢不能預測短期功率、分辨率不高、誤差大。統計方法對于數據有一定要求，也有一定誤差且模型要求高。目前世界總體對風力發電功率的預測總體值是偏小的。現在可預測的風力發電功率集中在陸上及近岸，但陸上偏遠及崎嶇地區并不能很好地預測。在遠海及深海大部分地區都不能預測風力發電功率，主要是技術不行：一是不能建造風電場以獲得準確數據;二是預測技術不能適應;目前的技術不能很好的適應天氣變化、地理分布規律。

4風力發電場運維管理工作的優化措施

4.1完善檢修管理制度

風電機組的檢修工作是一個長期性、系統性工程。其涉及方方面面。因此，要想提高風力發電場運維管理水平，就必須完善相應的規章制度。建立起一套完整而科學又合理的運行機制。首先，需要在操作和維護階段做到責任落實。對于每一項任務都應該制定出詳細計劃表來進行指導與監督。其次，就是對設備檢修人員、管理人員及維修工程負責人等人，定職責范圍內應擔負的工作內容，明確規定其具體負責人以及獎懲辦法以達到考核目的。并以此來激勵員工，使其在工作中不斷學習，提高自身素質與技能。最后，就是對設備檢修人員進行培訓。對于每一臺風力發電機的運行，都應該做到嚴格按照國家規定的操作流程，以及技術標準進行檢查維修。此外，還需要制定出相應的獎懲制度，以調動起全體工作人員參與到維護管理活動當中去。從而，達到提高風力發電場運維管理人員管理水平的目的。

4.2風力發電機發電能力評估

風力發電機的等效風能利用小時數是衡量項目發電性能的重要指標，它就是風力發電機年發電量與容量的比值。對于單臺機組，它是單臺風機年發電量與機組容量的比值。所以可以從分析單臺風機的等效風能利用小時數入手。統計單臺機組的發電量，將單臺機組發電量加上限電、故障、檢修等損失電量折算為等效利用小時數，對風電場同型號機組的等效利用小時數進行排序，并將實際風速與等效利用小時數進行對照分析，可以篩選出相同風速條件下等效利用小時數低于平均值的機組。風機功率曲線是風力發電機組發電能力的最直接體現。所以用功率曲線可以有效地分析風機的健康水平和發電能力。由于受到機組尾流、空氣密度、湍流強度等環境因素的影響，風力發電機組在運行過程中的實際運行功率曲線與設計功率曲線可能并不完全匹配，通過綜合判斷單臺風機實際功率曲線與標準功率曲線之間的差異，能有直觀地反映出風機發電能力的優劣。我們可以取單臺風力發電機一年10分鐘風速和有功功率，結合機組實際功率曲線，推算單臺機組的年理論發電量;利用10分鐘平均風速和合同保證的功率曲線，推算單臺機組的實測風速年保證發電量，并繪制分布圖。分析風電機組實際運行功率曲線計算發電量與合同保證功率曲線計算發電量之間的比值為功率曲線符合度。對機組功率曲線符合度進行排序分析，可以篩選出功率曲線符合度異常機組。

結語

目前在風電產業高速發展的同時，必須清楚地認識到安全生產的重要意義，只有這樣才可以確保實際生產過程的順利進行。同時，對風力發電場來說，其具有一些不同的特點，因此在對風力發電場進行選址的時候，一定要進行較為綜合地考慮，采用比較科學的方法進行實際的選址，進而保障實際建設的風力發電場具備比較高效的經濟效益以及社會效益，在原有的運維管理模式的基礎之上，在進行科技創新、管理創新等先進的技術，綜合使用多種方式，推動國家社會經濟能夠獲得更快更好的發展。

參考文獻

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