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风电机组技术的发展(数字化风电技术发展)
作者:管理员    发布于:2020-12-30 15:32   文字:【】【】【
  风电机组技术的发展
  (一)大型风电机组整机规划与制作展开现状
  1.大型风电机组的开发
  在市场需求和竞赛的推动下,我国大型风电机组开发技能晋级和国际化进程不断加速。当时我国1.5~4MW风电机组已构成足够的供应才能,部分机组制作商的5~6MW风电机组样机也已下线。
  现在,国外首要的整机制作商现已完结4~7MW级风电机组的工业化,8~10MW级的风电机组样机已挂机,欧美整机规划公司均进入到10MW级整机规划阶段。维斯塔斯风力技能公司(Vestas)和德国Senvion公司都发布了将开发200m左右叶轮直径的10MW风电机组的方案,2018年美国通用电气公司宣布将在3年内完结12MW海优势电机组的开发。
  在全球范围内,欧洲海优势电展开起步最早,装机规划占比最高。2017年,欧洲新增海优势电装机量即达到了3GW,迎来井喷式的增长。这说明欧洲厂商经过多年的实践,积累了丰富的规划和工程经历,关于海优势电投资报答和风险操控具有充沛的决心。
  现在,欧洲6MW海优势电机组已构成工业化才能并完成批量装机,8MW海优势电机组进入样机试运转阶段,更大容量的海优势电机组也现已开始进行规划。在海优势电机组根底方面,欧洲具有了单桩、多桩、重力桩、导管架等多种样式根底形式的规划、制作才能。在海优势电业务范畴,技能、资金和工程经历的壁垒比陆优势电更为明显,美国西门子公司、西班牙歌美飒集团在该范畴现已构成了巨大的领先优势。
  我国已有少数海优势电场投入运转,由于缺少海优势电场示范经历,尚未彻底掌握风电机组的规划开发与整个海优势电工程规划的协调性,导致占海优势电投资本钱较大比例的根底、线路和变电站规划本钱难以下降,加之机组的可靠性仍未得到充沛验证,海优势电的投资报答存在较大的不确定性。因此,需要经过对风电机组操控战略、叶片、塔架、并网特性的深度定制和研讨,完成风电机组与海优势电工程规划的整体优化,防止各部件独自规划导致过剩及浪费,有用下降海优势电度电本钱。
  2.零部件配套
  在风电机组零部件配套方面,我国风电工业现已构成包含叶片、塔筒、齿轮箱、发电机、变桨和偏航体系、轮毂、变流器等在内的零部件生产体系。上述首要零部件的产量均已居全球第一位,除配套国产整机厂商外,部分零部件也对国外厂商有少数配套。可是,在高功能轴承、油脂、传感器、操控器等方面,国产零部件尚不能完成对进口零部件的彻底替代。
  我国风电工业范畴各类零部件在工程应用方面积累了大量经历,但在规划原理和优化方法、新资料和新工艺的运用、零部件开发过程中的多物理场仿真和全功能验证测验、高功能零部件的质量管控等方面仍然存在短板,在机组操控技能和整机、零部件详细运转功能关联性的研讨方面尚存在很大不足。
  整体来看,我国风电整机和零部件配套职业不同程度地存在着大而不强、泛而不精的现象,在根底资料和工艺技能方面的研讨比较短缺,在长期可靠性、产品一致性方面与部分进口产品尚存在距离。大都零部件厂商在考虑规划开发和工程应用时多着眼于本身,在体系性知道和工业链深度协作方面仍需要进一步加强。
  3.风电实验渠道
  国外风电实验室大多掩盖风能资源评价、风电机组现场测验、传动链渠道测验、风电并网仿真等范畴。如美国国家可再生能源实验室(NREL)建立了不同时间尺度的风能资源预测模型、7MVA多功能电网扰动模仿设备、5MW风电机组传动链测验渠道等研讨渠道,具有国际先进水平的风电/光伏发电设备及零部件的实验研发才能;丹麦国家可再生能源实验室(DTU/RIS?)在风能范畴的研讨包含风能资源评价与微观选址、风电功率预测、风电并网与操控、海优势电、空气动力学研讨和规划、结构规划和可靠性、遥感和实验、边界层气候与湍流、资料等。
  我国现在仅有部分风电企业建造有自己的动力实验渠道,可是测验功能相对单一,不具有公共性和独立性,各厂商大多依据本身的经历、知道和产品开发的侧重点来展开研讨性实验,敞开沟通明显不足。
  2010年,我国在张北建立了国家风电技能检测与研讨中心,凭借公共实验场展开了一系列风电设备的现场运转功能和电网适应性测验,为我国提高工业技能才能和加速规划化展开提供了有用助力。我国适合开发海优势电的区域集中在东南沿海,具有飓风、盐雾、高温、高湿等恶劣气候特色。现在我国针对上述风电应用环境,体系性的专业检测技能才能尚未构成,亟需加强相关检测才能建造。而欧美针对海优势电场在建造和运转期间对水文、电网、气候、生物等影响已展开了多项检测研讨活动,并且开宣布一系列专用测验设备。
风电机组技术1
  数字化风电技术发展
  随着风力发电市场容量和配备工业的快速大规模展开,风电机组的可靠性、运转功率、工作寿数等问题开端遭到专家学者们的高度重视。针对这一问题,数字化风电技能,在风电智能监控、智能运维、毛病智能确诊和预警等方面已展开深化研讨探究。
  1.风电智能监控
  我国风电场监控体系首要存在协议不敞开,不同的厂商在协议信息中描绘不一致,无法完结互联互通和扩展等问题。这些体系使用的通信协议结构各异,信息描绘不一致,难以完结互联互通和扩展,即便是同一制作商生产的风电机组,由于电力电子技能、操控技能、单机容量和软件版本的不同,它们具有的操控办法也可能不同,且需求不同的运转参数和调控指令,这给风电场一致调度操控与生产办理制作了很大障碍。
  为了完结风电场中互联性、互操作性和可扩展性,国际电工委员会(IEC)起草制定了IEC61400-25规范。该规范定义用于树立风电场监控体系渠道的通信原理和信息交流模型等方面,是电力体系自动化通信协议IEC61850规范在风力发电领域内的延展。我国也对IEC61400-25规范进行了国家规范的转化与履行,根本完结了风电场的监控运转办理。
  2.风电智能运维
  我国风电设备多运转于自然条件艰苦、可到达性较差的环境,对智能运维的需求尤为迫切,力求在考虑设备可靠性、修理性、经济性等影响因素的情况下,完结定检、修理、保护的合理安排,以到达减少值守人员数量、缩短备件供应时间和提高运转可靠性的目的。
  在风电场智能化运维办理体系方面,国外起步较早,实用化水平也相对较高,作为风电场操控体系的载体,GH-SCADA、RIS?-CleverFarm等体系除具有完结传统的数据收集、剖析、展现的功用外,还在功用上集成了风电场优化操控、运转数据剖析、供应链服务、信息流办理等高档操控功用,已开端体现了风电场智能化运维的理念。
  我国陆上风电场智能化运维水平在精细化与信息化方面与国际上存在较大差距。海上风电场在运维办理的限制性条件、服务配备、安全要求等方面和陆上风电场存在明显差异,欧洲厂商依据多年经历,构成了海上风电场运维办理的体系性办法,而我国现在海上风电场的运维手法和理念首要学习陆上风电场的经历,没有构成真正适用于海上风电场的运维办理体系。
风电机组技术2
  3.风电机组毛病智能确诊和预警
  我国现在现已面临大批风电机组连续过保的现状,风电机组可利用率下降、传动体系和叶片等零部件的功能下降和毛病形成的停机现象较为严重。国内一些科研机构和整机厂家逐步开端重视风电机组健康状况确诊技能,并学习国外先进经历展开了开端研讨,也已开宣布一些状况监测产品批量应用到风电场。一些风能利用发达的国家,如丹麦、德国、西班牙等具有长时间共生、严密协作的风电零部件与整机工业链,并依据很多现场收集的运转数据展开风电机组运转状况点评和全寿数周期评价,将风能资源、风电规划、风电场评价、风电机组设备运转状况与检测成果、风电场运转保护、风电场功能评价等一致考虑,用于展开风电机组状况点评、毛病确诊以及经济性运转。
  随着大数据技能的展开,各整机厂商纷繁树立大数据中心并展开了风电机组状况监控及毛病预警的研讨,但国内风电机组毛病确诊技能从整体来看,产品剖析和确诊功用都较为单薄,首要问题在于关于整机和零部件的运转机理与失效形式认识尚不行深化,当时以趋势判别和定性剖析为主,缺乏定量剖析,还不具有整套评价体系及对毛病进行精确判别与预警的办法。