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今日关注：60家风电整机商“消失” 孤儿风机技改问题何解？
发布时间：2023-03-02 12:43:18 文章来源：北极星风力发电网
60家风电整机商“消失”孤儿风机技改问题何解？北极星风力发电网讯：2022年国内有新增装机的风电整机企业只有10余家，但在2010年时，我国风电

北极星风力发电网讯： 2022年国内有新增装机的风电整机企业只有10余家，但在2010年时，我国风电行业百家争鸣，国内大大小小风机厂家70余家，近60家主机制造商在风电发展历程中被淘汰，遗留下一批无主的“孤儿风机”。

2月23-24日，由水电水利规划设计总院指导，由北极星电力网、北极星风力发电网主办的“第二届风电运维技改大会”成功召开，会议期间，润阳能源技术有限公司副总经理、研究院院长刘昊如是说。


(资料图片)

老旧风机存在“四多”难题

刘昊指出，国内老旧风电机组存在“四多”难题，需要风电产业上下游企业通力合作，共同攻克。

第一，随着风机运行年限的增长，老旧机组的数量越来越多。截止2022年底，我国大于10年的老旧机组约7500万千瓦，超过总装机容量的20%。

第二，风机厂家的品牌多。2010年我国共有70多家主机品牌，华创、天威等60家左右的主机厂退出，弥留的孤儿风机品牌复杂。

第三，老旧风机的型号多。国内主流的包括双馈、直驱、半直驱等机组类型非常多，以某孤儿机组1.5MW风机为列，其叶轮直径有6种型号，主控制器有3个品牌，变流器有5个品牌，变桨有4个品牌，这样排列组合一个机型就有几十个型号，给运维技改带来了极大的挑战。

第四，风机运行的问题多。老旧机组故障率高、运行效率低、扫风面积小等几个维度体现了老旧机组可靠性差、发电量低和运行效率低。同时，机组还存在部件老化、品牌繁杂、技术落后、软件无法更新、监控功能不完善等一系列问题。

精准分析、定制技改助力风机“长跑”

刘昊认为，风电机组全生命周期的运行犹如一场长跑比赛，运动员之所以跑得好、跑得快、跑得远、跑得省力并且不容易受伤，和运动员的呼吸、心率、步频、摆臂和落脚的姿势息息相关。

风机也一样，想要20年全生命周期内运行平稳，发电效率高，其发电的状态十分关键，叶片转动是否平稳、振动是否可控、温升是否合理、叶片角度是否平衡等变量都影响了机组的运行稳定性。

风电机组最理想的状态是机组可持续的、平稳的运行，所有部件同步老化磨损直至寿命结束，而不是在运行过程中，大部分部件运行良好，但某些部件已经失效，这样就影响了整个风电机组生命周期的运行。

刘昊表示，大部分老旧风机在运行过程中都处于亚健康状态，造成了一定程度上的发电量损失，通过精准分析，发现机组的亚健康状态，再进行定制化技改对亚健康状态进行治疗，消除机组的局部疲劳，可以提升风电机组运行的稳定性和发电量。

如何发现，并精准分析机组的亚健康状态？

第一，机组的控制维度，可以通过分析单台机组功率曲线时间维度的纵向对比，或者多台机组空间维度的横向对比，来发现低效机组。

第二，机组的状态维度。很多机组运行状态不一定能直接反映在功率曲线上，但会影响风机长期稳定的运行，通过发现风机运行状态维度上的异常，包括像类似于气动性能、振动特性、转速特征等来评估机组健康状态。

从数据层面分析了机组可能存在的潜在风险，通过专项的检查，用专业的设备针对具体部位进行详细的检查确认，比如激光、声纹、视频、振动设备等来分析确认存在的故障隐患点。

刘昊介绍，技改主要包括体检、确诊、治疗、定期复查四个维度：

体检，通过准确的数据收集和专业的分析来获取机组的状态信息，从而定位机组病灶。

确诊，确认技改范畴，做到既不浪费技改费用，又能针对某些问题进行准确性的技改，实现技改范围的最优。

治疗，通过快速技改实现交付，减少机组的停机时间，降低发电量损失。

定期复查，通过定期复查来让风机可以在全生命周期内持续稳定的运行。

做风机的健康顾问与家庭医生

会议期间，刘昊分享了润阳能源技术有限公司在5个省针对5种机型的提效优化技改、综合技改、深度技改等相关案例。

第一个案例，吉林某风场的天威1.5MW双馈风电机组。从功率曲线可以看到，这台机组在改造前，一个是无法满发，另外，偏航控制策略不是特别好，机组在满发额定前功率曲线相对较差。

经过技改以后，风机功率曲线已经恢复到正常水平，综合评估下来，机组优化完之后发电量可以提升10%以上。

第二个案例，甘肃某风场航天万源2MW直驱风电机组。技改前机组振动状态非常频繁，运行转速控制不稳定，正是因为运行转速控制不稳定，所以经常出现振动故障，导致机组可利用率特别低。

通过控制手段在机组控制器里面增加一些滤波和频率算法，来识别机组频率来源，从控制上把机组的振动来源滤掉，让转速运行的更平稳。经过改造之后，机组可以稳定运行，而且没有再发生振动的问题。

第三个案例，山西某风场锋电能源1.5MW双馈机组。机组低风速阶段，功率、转速、振荡比较厉害，无法满发。

分析后发现是转矩控制很不稳定，经过技改，首先通过一些新的控制算法，最优的转矩控制、降载控制策略等，让风机可以持续稳定的运行。经过技改后，机组在全风速段内转矩和功率都能实现稳定，而且通过这种手段发电量得到了很大的提升。

第四个案例，山东某项目日本川崎1.5MW中速永磁机组。因为这台机组在全国只有一台，所以是典型的孤儿机组。这台机组有诸多问题，如无法满发、振动比较大、故障率特别高、备件无法支撑，同时业主没有运维风电的经验，所以导致机组属于年久失修的状态。

通过对机组资料的搜集，包括现场的实勘，首先建立风机的仿真模型，通过模态分析分析风机各个大部件，包括叶片、传动链、塔筒的频率、耦合频率进行分析，进行整体载荷的仿真计算和强度分析，通过分析结果进行控制策略的定制和改进，在保证安全的情况下让机组的控制策略最优。

技改后，这台机组已经运行2年时间，不仅机组可以平稳的运行，而且关键的部件可靠性也得到了明显提升，控制参数在持续运行中不断优化、迭代，同时给机组增加了一套SCADA系统，手机可以远程进行监控，业主可以持续的对机组状态进行查看。

技改后，机组年可利用小时数可以提升1000小时，可利用率也提升了78%，经济收益比之前提高了3.6倍，运维成本、故障率、场内购电成本都有很大的降低，让这台机组重新焕发了生机和活力。

最后，刘昊介绍，润阳能源有经验丰富的数据分析和技改交付专业团队。对国内外多种孤儿机组，包括华创、天威、航天万源等超过8个品牌主流的双馈、直驱、中速永磁等机型做过相关的技改升级，累计改造过的孤儿机组超过了300台。润阳能源一定可以用专业的力量成为风电机组及风电场全生命周期的健康顾问和家庭医生。

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