浅谈风电场运行节能管理

文 | 胡洪波

浅谈风电场运行节能管理

文 | 胡洪波

建设一座风电场的目的是要上网电量、要经济效益，从这个意义上讲，风电场的节能管理工作显得更加重要。以一个刚投运3年多的梅岭风电场为例，针对运行维护中出现的各种各样的问题，如运行维护管理不得力，将会导致风电机组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。因此，如何做好已建风电场的运行节能管理工作，是风电企业亟需要做的事情。在将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，分析降低风电场厂用电率的原因并制定和采取可行的措施，既可以提高风电场节能管理水平，又能够增加风电场的经济效益。

风电场是由升压站内设备、架空线及箱变、风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、风电机组自用、站用变用电。本文针对以上因素分别进行了分析。

减少变压器和输电线路损耗

一、变压器损耗分析

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。

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%。风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。

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。

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。

二、输电线路损耗

同变压器铜损一样，随着电压降低，线路损耗增加。由P= UIcosΦ可以看出，有功功率P和功率因数cosΦ一定时，U越大，I越小。而线路损耗与I 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。

减少风电机组自用电

风电机组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，从而达到减少机组自用耗电的目的。实际工作中可以做以下工作：

（一）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，为了保证机组正常运行，加热器必须投入工作，从而保证局部环境温度满足各设备的运行条件。由于机组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，会在一定程度上缩短加热装置的运行时间和启停次数。为此可按表1进行参数设定。

表1 温度参数设定参考值

（二）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，风电机组风能转化效率越高。如果在

高风速时，机组已经达到额定负荷，机组转入桨距控制方式，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，也不会影响机组的正常发电量，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度－20度，就可以减少偏航电机的启停次数。

（三）风电机组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时才需要。目前风电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，增加了自用电。为此，可以将机组塔筒照明改为声控方式，减小自用电。

三、修改风电机组的切入风速

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，降低机组自用电。风电场机组设计切入风速为3m/s，此风速值是厂家根据空气密度为1.25kg/m3设计的，而风电场根据地域实际空气密度冬季为1.218kg/m3，夏季为1.131 kg/m 。所以可以考虑冬季将机组的切入风速改为2.9m/s，夏季将切入风速改为3.5m/s，达到降低机组自用电的目的。

减少站用变用电

（一）加强变电站照明管理，在不影响正常办公秩序的前提下，尽可能采取自然光，并严格遵守“用时开启、不用时关闭”的原则，杜绝常明灯现象。设备区照明灯采用集中控制和单独控制相结合的方式，各设备间隔照明灯应能够实现单灯控制。设备区照明灯仅在夜间进行巡视、倒闸操作、异常处理、检修预试等工作时使用，使用时应只开启工作区域照明灯，并及时关闭。室内照明灯具应采用节能型，楼道、走廊、卫生间等处灯具采用声控方式，未采用的应进行改造。室内照明仅在需要时开启，夜间值班场所不应开启过多数量的照明灯。

（二）加强变电站制冷和取暖设施管理，保护室、配电室、蓄电池室、主控室及通信机房等设备室，应配置温度计或温度监测设备，方便观察和控制。冬季保护室、通信机房室内空调不得投入制热模式。人员工作和生活场所的电暖器或空调等取暖及制冷设施，适宜温度下不应开启，无人时应及时关闭，开启时应关闭门窗。人员工作和生活场所的空调，夏季制冷时温度设置不得低于 22℃，冬季取暖时温度设置不得高于26℃，变电站应优先采用空调取暖。

（三）变电站门窗应密封良好，新建站优先采用双层真空玻璃等节能建材，旧站门窗大修时应适时将门窗玻璃更换为双层真空玻璃。

（四）电视机、饮水机、电热水器等生活用电器在不使用时应断开电源。

结论

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，调整站区整体无功功率，尽可能维持功率因数在1左右，提高输电线路的经济效益。

（作者单位：福建大唐国际新能源有限公司）