风电场发电功率预测及风机运行优化的相关分析

王振

摘 要：本文主要针对风电场发电功率预测以及风机运行两个方面进行分析，前者包括风力预测方式、基于风速的预测形式以及优化模式，后者涉及轴承间隙以及轴流风机的内容，以供相关人士参考。

关键词：风力发电 风功率预测 风机运维

中图分类号：TM6文献标识码：A文章编号：1003-9082（2020）06-0-01

引言

新形势下，人们对于电力的需求量日趋增加，为在保证电量供应充足的同时，控制对自然资源的使用量，利用可再生资源进行发电，风力发电便是其中一种，因此，对该方面的研究具有实际意义。

一、风电场发电功率预测

1.风力预测方式

目前，对风电场发电功率进行预测的方式主要有两种，其一，物理预测方式，具体而言，需借助相关的计算机系统得到风速、风向以及气温等实时数据，并以此为依据预测发电机组的风向、风速等数据，最终借助专业的功率曲线得知输出功率。此种预测形势下，要求相关人员以具体的地形地势、地表物体等构件模型，同时还需对风机的整体高度以及功率曲线、控制方案等实施建模。此种预测形式会受到其他因素的影响，其数据来源完全依靠天气预报获得，影响其预测的时效性，由此，物理预测方式多用于中期风电场的预测任务中。其二，统计方式，相关人员可直接借助NWP获取相关信息，实际采用的统计方式有灰色预测、时间预测和概率预测等手段。其中的时间预测形式，相较于其他形式较为单一，且最终仅能得到近期的发电功率信息，但其数据的准确性较高，有利于进行调整管控。技术人员可合理构建线性联系，能够用函数表示。

2.风速预测

在短期预测项目中，风速预测方式主要有两个部分，其一，技术人员应借助既定的模型实施对机组的风速和风向进行预测，其二，使用功率曲线得到最终的结果。目前对于风速的预测仍受到诸多因素的影响。首先，现场的客观环境对计算结果具有较大的影响，如地形、地表物体等都会形成不同程度的干扰。目前，大型风力发电机组中风轮直径达到一百米以上，处于上风向的风机对于下风向发电机组会产生影响，由此，提高该项工作的难度。其次，实际风能和所处环境中的风速预计空气密度有直接关系，发电机组所处环境中的温湿度、气压等会使其发电能力出现不同程度的波动，极易影响到预测结果的准确性。最后便是资金方面的问题，各地设施的气象监测设备受到建设成本的限制，无法实现大范围地全覆盖，且部分地区地形变化较大，使相邻监测点获取的数据不具有代表性。总体而言，由于机组设备所处的客观环境较为复杂，影响预测数据的准确性，大幅度提高该项工作的开展难度[1]。

3.改进方式

影响预测结果的关键在于客观环境、数据传送形式以及测风设施建设问题等，导致最终计算出来的数据与实际情况存在一定差距。由此，若想提升预测结果的准确度，应结合实际情况合理调整数据模型，以提高预报NWP的准确程度，以免在突遇不良天气状况时，预算结果精准度出现过大的波动。另外，应提高NWP数据的时效性，确保其更新速度，借助现代科学信息技术，实现对系统的有效控制，确保各项数据的实时共享，有助于提升数据的准确性和可靠性。同时，为提升该项工作的工作质量和效率，相关人员应综合使用多种预测方式，有利于提高预测数据信息的科学性和准确度，此外，应提高数据更新的频率，确保短期预测的效果。

二、风电场风机运行优化

1.滚动轴承缝隙

风机该部分的缝隙有两种呈现形式，分别为横向和纵向，实际安设期间，部分计算人员缺少应有的职业素质，其本身的能力是无法完成该项工作，难以达到既定的安装标准，由此造成轴承之间形成不合理的缝隙间距，影响其旋转的稳定性，大幅度提高轴承的运作受损程度，不仅缩短构件的使用周期，还会浪费大量的资源。为减少异常情况出现的次数，需提高对该构件前期设计阶段的重视程度，合理连接各个步骤，通过优化前期的作业方案。具体而言，相关人员需结合风机使用的实际状况，如在温度较高且风速较快的环境下，可选用纵向间隙较大的构件，反之，若安装项目的质量标准较高，则要选用间隙较小的构件，以此来减低机械故障的发生概率。

2.轴流风机

目前，部分风机设施在实际运作期间仍存有诸多不足，其中轴流风机处于整个设备较为里面的位置，即使出现运行异常，常规的检查活动是难以及时发现的，同时该部分极易受到温度的影响，产生运行异常的关键在于系统中前期电源设计以及装设操作不当引发的故常问题，造成该构件无法正常稳定运行。其中，加油箱出现问题的次数较多，此部分发生异常情况，极大降低安全系数，因此，应强化对该方面的管理，避免出现严重的安全事故。在实施加油作业时，相关人员应提高作业的规范性，严格根据相关的说明书进行，若加油量超过一定值，会使该部分出现温度过高的情况，但通常情况下，高温状态持续的时间较短。此外，相关人员应定期检查冷却设备的运行情况，风机由于长期运行，往往会引发高温的情况，甚至出现一百摄氏度的高温，出现此种情况的主要原因是冷却设备出现异常。在进行日常管理维护工作时，若发现加油量以及冷却设备无故障，仍处于高温状态，技术人员便需对轴承箱进行检测，以找出高温原因[2]。

結语

综上所述，优化发电功率预测以及风机维护工作有助于保持电网系统的稳定运行。由此，相关企业可通过调整升级技术，提升自身的相关市场竞争水平。现阶段，有多种预测功率的模式，希望未来能够提高长期预测的精准度。

参考文献

[1]郭海思，何慧，包大恩.风电机组理论发电功率计算及对比优化[J].电力与能源，2019，40（03）：339-343.

[2]张小奇，张振宇，孙骁强，等.基于机群划分方法的风电场理论发电功率计算研究[J].高电压技术，2019，45（01）：284-292.