如何风电场降低厂用电率
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风电场降低综合厂用电率的措施
建设风电场的目的是要电量、要效益,从这个意义上讲,风电场
的节能管理工作显得更加重要。一个刚投运不久的风电场,在运行维
护中将会出现各种各样的问题,如运行维护管理不得力,将会导致风
力机等设备的非计划停运次数、停运小时增加,风电场设备可利用率
下降,风电场应有的发电效益也会受到影响。所以说,如何做好已建
风电场的运行管理工作,是风电企业的中心工作。在整个电力行业的
工作重点转移到“以效益为中心”的轨道上来的今天,向运行管理要
效益就显得尤为重要。为此,我本着相互交流、相互学习的精神,介
绍一下降低风电场厂用电率的可行措施,共同提高节能管理水平。
风电场综合厂用电概念及分析
风电场是由升压站内设备、架空线及箱变、风力发电机组等三部
分设备组成。从负载上来看,风电场厂用电和有功损耗主要有变压器
及输电线路损耗、风力发电机组自用、站用变用电。针对以上因素分
别分析如下:
一、减少损耗
1、变压器损耗分析
1.1变压器并非在额定负荷时运行最经济,当铜损和铁损相等时
才是最经济的,效益最高。
1.2变压器不平衡度越大损耗也越大,因此,一般要求变压器低
压侧电流的不平衡度不得超过10%,低压干线及主要支线始端的电流
不平衡度不得超过20%。我风场风力发电机组内部的很多用电设备用
的是220V电源,分别取自内部干变A、B、C三相,如果负载不均匀势
必导致电流不平衡,增加干变损耗。
1.3提高功率因素和降低变压器运行温度的措施可提高运行经济
性。
1.4变压器铁损和铜损随着电压的变化而变化。电压升高,变压
器铁损将增加;电压降低,变压器的铜损将增加。而变压器的铁损在
空载和带负载的时候通常误差不会超过0.5%。这样在满足电网电压的
前提下,进行优化选择变压器档位,尽可能维持高电压,便降低变压
器损耗,提高其运行效率。
2、输电线路损耗
同变压器铜损一样,线路损耗随着电压降低,线路损耗增加。由
P=3UIcosΦ可以看出,有功功率P和功率因数cosΦ一定时,U越大,
I越小。而线路的损耗与I2成正比,因此,在允许的前提下可以提高
电压来输电降低线路损耗。
二、减少风力发电机组自用电
风机内部用电设备主要有变桨电机、偏航电机、齿轮箱油泵、冷
却装置电机、加热装置、变流器、机舱及塔筒照明等。我们只要根据
现场实际情况优化程序参数,尽量缩短各用电设备的工作时间和启停
次数,从而达到减少风机自用耗电的目的。实际工作中可以做以下工
作:
1、 根据环境温度设定冷却装置和加热器装置的启停及工作。冬
季时,环境温度较低,为了保证风机正常运行,加热器必须投入工作,
从而保证局部环境温度的满足各设备的运行条件。由于风机在运行转
动过程中齿轮箱和发电机会产生一定的热量,如果这些热量在机舱内
部,那样可一定程度上缩短加热装置的运行时间和启停次数。为此可
按下表进行参数设定:
参数名称 夏季设定值(℃) 冬季设定值(℃)
发电机风扇启动温度 50 80
发电机风扇关闭温度 35 70
齿轮箱油系统冷却用水泵启动温度 50 60
齿轮箱油系统散热风扇启动温度 60 70
2、偏航系统参数修改,减少偏航电机的启停次数。偏航系统主
要作用是对风和解缆。对风角度越小,风机风能转化效率越高。如果
在高风速时,风机已经达到额定负荷,风机转入桨距控制方式,此时
对风角度可以偏差大些,从而减少偏航电机的启停次数,也不会影响
风机的正常发电量,达到减小自用电的目的。只需将原来高风速的对
风角度15度修改18-20度,就可以减少偏航电机的启停次数。
3、风机出现故障需要消缺时通常是在机舱中进行,登塔照明只
需要在登塔、下塔以及塔筒检查工作是才需要。目前我风场的塔筒照
明由塔底照明空开控制,如果人员在机舱工作,工作期间塔筒照明没
有任何意义,平白增加自用电。为此,可以将风机塔筒照明改为声控
方式,减小自用电。
4、修改风机的切入风速
机组在达不到并网条件时,即使启动起来也不能并网,不但磨损
设备,而且需要吸收电能。调整启动风速,就可以减少启动频率,降
低风机自用电。我风场风机设计切入风速为2.5m/s,此风速值是厂家
根据空气密度为1.25kg/m3设计的,而风场实际空气密度为1.04
kg/m3。根据全年风机数据分析本风场风机的平均切入风速为
3.93m/s。为此可以将风机的切入风速改为3.9m/s,达到降低风机自
用电的目的。
5、无风时风机至维护状态
风机在待机状态下,偏航电机、齿轮箱油泵、冷却装置电机、加
热装置仍然在工作,耗电量很大,在夏季如果待机时间超过1小时,
就应将风机至于维护状态,以减少用电。
三、减少站用变用电
站用变用电量调整的空间不大,如果能及时关灯、合理控制电采
暖和水加热器、少开空调和大功率电器等等节能降耗措施后,也能降
低综合用电量。
四、电网功率因数
为适应电网要求,保证电网稳定运行,降低综合厂用电率,还可
以根据母线电压及时投退动态无功补偿装置,一调整站区整体无功功
率,尽可能维持功率因数在1左右。
红山风电场
2011.1.1