风电场运行节能管理的探讨

吴德

摘 要：如何做好已建风电场的运行节能管理工作，是风电企業必须予以高度重视的事情。在整个电力行业的工作重点向 “以效益为中心”的发展模式转变的今天，通过运行管理产生的节能效益就显得尤为重要，该文立足于节能管理工作开展的大背景以及日常生产工作实际，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。

关键词：风电场 节能管理 技术改进 探讨

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0135-02

风电场具有建设难度大、运维条件艰苦的普遍性特点，同时，管理力量和管理能力偏薄弱。如何做好节能管理、实现最大化回报是风电场全寿命周期管理的重要内容。风电机组系统自用电设备主要包括加热装置、变流器、冷却装置电机、齿轮箱油泵、机舱及塔筒照明、变桨电机、偏航电机等。从节约能源的角度出发，应该制定合理的管理制度，通过优化运行参数等举措，尽可能地减少用电设备的启停次数以及在线运行时间，从而最终实现机组自耗电的降低。在实际工作中，主要可以开展以下几方面的具体工作。

1 做好生产管理工作的开展

（1）建立风电场能耗数据表。风电场运行过程中的能耗主要产生于电力一次系统、二次系统、变压器损耗、照明系统、空调系统及其他用电负荷损耗，因此，从风电场投运的初期，运行管理人员就要详细地对风电场自身的能源消耗进行统计和分析，掌握其中的规律，发现其中的问题，通过统计和分析最终可以有助于编写节能操作指导性文件，以便后期建立系统的节能管理措施。

（2）优化无功补偿方案。电力系统运行过程中需要对无功功率进行就地平衡，错误的无功潮流分布除了会影响系统的安全性之外，还可以在无形中造成非常大的电能消耗。这就需要在风电场设计阶段认真地计算并选择无功补偿的方式和容量。在风电场投运后，根据设备的实际运行参数来对电网的功率因数和无功功率的潮流进行测定，根据测定的结果设置合理的电网功率因数和母线电压水平，根据以上两个参数来制定无功控制的目标，从而进一步规范无功补偿装置的投退，维持合理的母线电压水平和系统的功率因数，降低输电线路的损耗。

（3）做好电气设备选型工作。风电场的电能损耗最主要的还是电气设备自身，因此，做好风电场的节能工作就应该从设计阶段的电气设备选型上入手，在规划好系统结构之后，优先选择性能可靠、节能环保的电气设备；选择节能型变压器，并尽可能地使变压器长期运行在经济状态；尽可能缩短电能的传输距离，优先选择直埋电缆；风电场尽可能地选择自然通风，降低夏季空调的使用时间，同时空调应该选择分体式节能型空调，以便在使用过程中可以进行灵活的控制。

2 加强制度管理工作的建立

（1）做好员工的节能教育工作。在员工中广泛开展节能教育，在员工心中树立牢固的节能增效、绿色发展氛围，节能教育应该从风电场建设准备开始，牢牢地贯穿于设计、建设、投运等环节，通过不断培养风电场员工节能意识和专业素质，将节能工作融入到各项日常工作中，力争将员工培养成为拥有节能意识、掌握节能技术的高标准人才。

（2）制定节能管理制度。节能制度的建立是将日常节能工作固定下来的有效途径，同时，应该在节能制度框架内，构建节能分析会议细则，细则落实的主体应该放在运行班组，班组通过对运行数据的记录、分析、处理、对比，从中发现能耗的变化问题，找出浪费能源的环节，在设备选型、技改措施和运行制度等方面给出合理化建议。

（3）做好风电场小指标竞赛工作。通过对风电场运行的基础数据和运行参数进行筛选、优化、分析，可以在此基础上构建竞争性指标，通过合理地设置奖惩制度，激励各个班组之间就设备合理运行和节能减耗开展良性竞争，积极地采取措施降低所管辖设备的运行能耗，通过不断改善小指标体系，逐步提升设备节能管理水平，最终达到节能工作推进的目标。

（4）做好风电场的检修管理工作。在风电机组的检修工作中，要针对设备参数和运行状态，不断提高故障诊断能力和检修工艺水平，同时要合理地计划设备的检修时间，争取在必要的停机时间内，尽可能多地完成风机的检修工作；通过合理地优化检修步骤，不断缩短风机检修时间，同时提高检修质量，延长检修周期，让风机尽可能多地处于良好的运行状态下，避免在发电高峰期安排大面积的风机检修工作，提高风机的运行效率。

（5）制定管理人员节能督导工作要求。为了加强公司生产管理人员对风电场节能工作参与的深度和广度，就应该在公司整体层面建立节能管理工作体系，出台节能管理工作制度，广泛地开展工作督导，让生产管理人员尽可能多地深入现场，发现运行能耗问题，给出运行节能建议，推动节能工作开展，用实际行动提升风电场节能运行工作的管理水平。

3 推动技术改进措施的运用

（1）合理设置加热和冷却装置的启停温度。对于加热装置和冷却装置启停温度的设置应注意季节性并结合对应的环境温度进行设置，比如在冬天环境温度很低的时候，为了维持风电机组的正常运转，必须投入加热器来维持设备工况需要的环境温度。设置启停温度还应该考虑到机组运行后产生的热量对工作温度的改变。一般情况下，对于发电机风扇的启动和关闭温度在夏季可以设置为50 ℃和35 ℃，冬季的温度设置为80 ℃和70 ℃；对于齿轮箱油系统冷却水泵和散热风扇的启动温度在夏季分别设置为50 ℃和60 ℃，在冬季分别设置为60 ℃和70 ℃。

（2）合理设置偏航系统参数。偏航系统主要发挥着对风和解缆的作用，修改偏航系统参数的目的是减少偏航电机的启停次数，在风电机组没有达到满负荷发电之前，对风角度越小则此时风电机组将风能转化为电能的效率就越高，如果风速继续增大，直到风电机组发电量达到满负荷的状态，机组此时已经进入桨距控制的运行状态，此时系统运行对风角度的要求不再如之前那样严格，这种状态下可以减少偏航电机的启停次数，进而降低自用电量。通常的做法是将对风角度由初始设置的15°改为20°，这样就能够大大减少偏航电机的用电量。

（3）合理设置塔筒照明启动方式。当风电机组出现故障需要安排检修时，检修工作通常都是在机舱内进行的，在登塔、下塔以及塔筒的检查工作时需要用到塔筒照明，一旦检修人员进入机舱工作，则塔筒照明此刻可以关闭以起到节能的作用。之前塔筒照明的开关是安装在塔的底部，可以根据工作需要改成声控开关，从而节约自用电。

（4）合理设置风电机组的切入风速。当风速不能使机组达到并网条件时，机组的启动运行除了会造成设备磨损之外还会从电网吸收电能，因此，根据安装环境状况合理地调整机组的启动风速，可以显著降低机组的启动频率从而减少机组自用电。通常需要根据不同季节的空气密度对机组的切入风速进行详细的计算并及时调整。

4 结语

风电场节能工作是一个不断优化、不断提升的过程，从长远发展角度来看，建立有效的管理运行机制，可以充分发挥人和设备的节能潜力。风电企业应该转变工作理念，从重视风电场节能管理工作入手，开展员工节能意识教育工作，通过不断总结和对比，推动节能工作不断向精细化、标准化方向发展，为企业创造更多的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 王鹏，任冲，彭明侨.西北电网风电调度运行管理研究[J].电网与清洁能源，2009（11）：80-84.

[2] 吴光雄.风电运行管理新模式探析[J].科技创新与应用，2015（2）：110-111.

[3] 谢长军.风电的发展和建设运行管理探讨[J].低碳世界，2013（4）：51-54.