很長一段時間以來，風(fēng)電場的日常運(yùn)維都是一件大工程。風(fēng)電場多建設(shè)在人跡罕至的荒郊野嶺，相隔數(shù)百米的風(fēng)電機(jī)組，葉輪機(jī)艙高達(dá)幾十米，一旦出現(xiàn)問題就要花費(fèi)巨大的人力物力，部分大部件的更換作業(yè)甚至需要花費(fèi)上百萬元。惡劣的環(huán)境、高昂的檢修成本，一度讓風(fēng)電行業(yè)的精益化發(fā)展成為不小的難題。

單臺的風(fēng)電機(jī)組就有很多高超的技能，能夠獨(dú)擋一面，完成系列復(fù)雜的操作，但是在實(shí)際的發(fā)電過程中，風(fēng)力發(fā)電場環(huán)境也是千變?nèi)f化，有時候烈日當(dāng)空、有時電閃雷鳴、有時狂風(fēng)大作、有時沙塵漫天。為了應(yīng)對種種復(fù)雜的環(huán)境，風(fēng)電機(jī)組還“苦修內(nèi)功”，練就了一身“銅墻鐵壁的真功夫”。在特定的環(huán)境下，它們還會有組織的“團(tuán)隊(duì)”的協(xié)作，目的是為了更好地為業(yè)主創(chuàng)造效益。

1、空氣密度自適應(yīng)

為在現(xiàn)有情況下提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力，中國海裝提出一種通過空氣密度自適應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩表和額定轉(zhuǎn)速的技術(shù)。通過空氣密度采集設(shè)備采集實(shí)時空氣密度值,經(jīng)過主控程序特定的邏輯判斷后，控制器依據(jù)結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩表和額定轉(zhuǎn)速的調(diào)整，開發(fā)機(jī)組發(fā)電潛力，提升發(fā)電量，增加經(jīng)濟(jì)效益。

2、噪聲控制

風(fēng)電機(jī)組作為大型機(jī)電產(chǎn)品，有成千上萬個零件組成，同時還有大部分是運(yùn)動部件，產(chǎn)生噪音在所難免，風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的噪音主要分為兩種：機(jī)械噪音和結(jié)構(gòu)噪音。在特定環(huán)境下的特定時間段，中國海裝的風(fēng)電機(jī)組可進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，通過限制機(jī)組運(yùn)行功率、降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速等措施，降低產(chǎn)生的噪音量，達(dá)到降噪目的。

3、光影擾動抑制

風(fēng)電機(jī)組在發(fā)電的時候，葉片會一直周期性旋轉(zhuǎn)，如果陽光照射到動態(tài)風(fēng)電機(jī)組葉片上，會在后方形成大面積擾動陰影，如果長時間處在這個環(huán)境中，可能會產(chǎn)生眩暈感，考慮到這一問題，公司研發(fā)出了光影擾動抑制技術(shù)，對一定范圍的敏感區(qū)域，可進(jìn)行主動偏航控制來減小機(jī)組葉輪在敏感區(qū)域的投影面積。

4、整體抗惡劣環(huán)境

風(fēng)電機(jī)組通常的設(shè)計(jì)壽命在20年以上，中國海裝在設(shè)計(jì)之初就考慮了沙塵暴等惡劣天氣對機(jī)組運(yùn)行的影響，在進(jìn)行充分評估其影響的基礎(chǔ)上開展了針對性設(shè)計(jì)，通過全系統(tǒng)防沙塵設(shè)計(jì)，能對沙塵暴進(jìn)行層層防護(hù)，確保機(jī)組在遭遇沙塵暴天氣時能安全穩(wěn)定運(yùn)行。從材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上出發(fā)，提高了機(jī)組對復(fù)雜惡劣的環(huán)境的適應(yīng)能力。

5、艙內(nèi)熱交換流場控制

風(fēng)電機(jī)組長期不間斷運(yùn)行，以及機(jī)艙內(nèi)大量電氣元器件，它們都會產(chǎn)生熱量，熱量如果不能及時的排出，會對機(jī)組產(chǎn)生較大影響，也會影響機(jī)組壽命，因此穩(wěn)定的散熱系統(tǒng)也尤為關(guān)鍵，中國海裝創(chuàng)新的采用艙內(nèi)熱交換流場控制技術(shù)，能夠有效散發(fā)機(jī)組熱量，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙散熱能效的最大化。

6、尾流控制

尾流效應(yīng)是指風(fēng)力機(jī)從風(fēng)中獲取能量的同時在其下游形成風(fēng)速下降的尾流區(qū)。若下游有風(fēng)力機(jī)位于尾流區(qū)內(nèi)，下游風(fēng)力機(jī)的輸入風(fēng)速就低于上游風(fēng)機(jī)的輸入風(fēng)速。尾流效應(yīng)造成風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)速分布不均，影響風(fēng)電場內(nèi)下游風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀況，進(jìn)而影響風(fēng)電場整體運(yùn)行工況及輸出。通過單臺機(jī)組運(yùn)行結(jié)合風(fēng)電場總體協(xié)調(diào)相耦合的尾流協(xié)同控制技術(shù)，可減小風(fēng)電場尾流損失。

7、風(fēng)功率預(yù)測及能量管理

風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)是基于B/S(瀏覽器-服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，主要用于風(fēng)場的總體監(jiān)控、功率預(yù)測、報(bào)表生成等，具有功能設(shè)計(jì)合理、預(yù)測精度高等特點(diǎn)。能量管理使用了深淺度算法、智能輪換、智能較正潛在功率等功能，精確地評估風(fēng)電場理論出力，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度。

8、電網(wǎng)振蕩抑制

2018年9月，在位于哈密的景峽風(fēng)電場，中國海裝的2兆瓦風(fēng)電機(jī)組經(jīng)過電網(wǎng)的次同步振蕩“襲擊”后，完美解決了次同步振蕩這一行業(yè)難題。當(dāng)時這波次同步振蕩“襲擊”導(dǎo)致大面積風(fēng)電機(jī)組離線停機(jī)。中國海裝通過搭建分析模型、優(yōu)化機(jī)組關(guān)鍵參數(shù)、修正機(jī)組特性阻抗、改變相交點(diǎn)機(jī)組相位等手段，對雙饋機(jī)組的次同步振蕩機(jī)理和抑制方法，進(jìn)行了充分研究，完成機(jī)組優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)次同步振蕩問題的徹底解決。

9、電網(wǎng)故障穿越

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障穿越問題是指當(dāng)電力或擾動引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓或頻率超出標(biāo)準(zhǔn)允許的正常運(yùn)行范圍時，在一定的電壓或頻率范圍及其持續(xù)時間間隔之內(nèi)，風(fēng)電機(jī)組能夠按照標(biāo)準(zhǔn)要求保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行，且平穩(wěn)過渡到正常運(yùn)行狀態(tài)的一種能力。中國海裝全系機(jī)組都實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的低電壓穿越，高電壓穿越，并突破了機(jī)組的零電壓穿越的功能實(shí)現(xiàn)。

10、一次調(diào)頻調(diào)壓

并網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組能精確地按調(diào)度曲線運(yùn)行時，它的功率能夠響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化，這樣的機(jī)組才具備一次調(diào)頻功能，這個功能與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行息息相關(guān)。當(dāng)電網(wǎng)的頻率超過一次調(diào)頻觸發(fā)值時，風(fēng)場的高精度測頻模塊將該信息傳遞給一次調(diào)頻設(shè)備，一次調(diào)頻設(shè)備立即計(jì)算出風(fēng)場需要達(dá)到的目標(biāo)功率值并向風(fēng)電機(jī)組發(fā)出指令，風(fēng)電機(jī)組在調(diào)頻時限內(nèi)迅速達(dá)到目標(biāo)值，以完成對電網(wǎng)頻率的支撐，實(shí)現(xiàn)風(fēng)場的一次調(diào)頻。

文章來源： 中國海裝，科技日報(bào)