2013年10月18日上午,北京国际风能暨展览会——风电技术论坛——风电故障与分析。风电企业事业部副主任工程师王明军先生介绍风电场限电与行业问题探讨。以下是全文:
王明军:大家好!我所讲的题目是《风电限电及行业问题探讨》。这个问题很宽,由于时间关系很难把这个问题展开。关于风电场限电问题,在《风能》杂志第8期,已经刊登出来了,其题目是《风电场弃风状况初探》。后面的部分,预计在《风能》杂志第11期刊登,这篇文章内容很多,在这里,我只是重点讲讲我对这个问题的一些看法和思路。
我就风电行业存在的问题与大家一起探讨,然后就措施及解决方案,提一点我的建议。风电场限电问题,参见《风能》杂志2013年第8期,本文收集了不同地区风电场的发电和限电数据,同时还有列举了两个不限风电场的发电量数据,通过这两个方面可以了解到中国的限电状况。
这里,我先说一下微观选址问题,因为风电发展很快,很多风电场在上马的时候,可能对微观选址考虑不周,要知道,我国的地形比较复杂,应该对地形条件,机组位置进行详细考察。按照微观选址的基本原则,湍流强度应小于0.25,如果大于0.25就不宜建风场。我们从风电机组的设计来讲,决定风机设计的主要是交变载荷,而不是极限载荷。因为,湍流会产生交变载荷,所以,湍流强度在微观选址中很重要。选址不当,可能造成叶片断裂、齿轮箱的损坏,因为叶轮与齿轮箱是钢性连接的。
现在不少人一提到部件损坏问题就说是质量问题,我认为是一个误区,从07年到2011年, 80%以上的时间我都是在风场度过的。据我的现场经验判断,有不少的部件损坏不完全是质量问题造成,比如齿轮箱,如果齿轮箱严重缺油,可能运行几天就会造成齿轮箱报废。还有,北方机组,如果在齿轮油温度远低于正常值时,机组会报故障停机,但是,屏蔽故障后,风机照样可以运行。此时油的黏性很大,强行启机,造成润滑不当,齿轮箱的损坏。环境、运行和维护也是造成部件损坏的重要原因。
行业关系问题,企业之间应当建立在平等的基础上,目前有这样一个趋势,因为风电“过剩”,电网就可以压风电场,因为设备过剩,生产能力过剩,业主就可以压生产厂家,生产厂家因为供应商过多的关系,于是就可以压低部件价格,使价格一路走低。这样不见得是好事。例如:机组的运输问题,如果是价格较高,运输企业可以选择或被指定走高速公路,如果价格定很低,运输企业为了利润,就只能走大件路,这样,不仅费工费时,而且,运输时造成机组部件破坏的可能性大大增加,最终,可能大家都是受害者。
我说一下机组国产化问题,发改委05年就提机组生产企业要有70%的国产化率,但是,国产化应该稳步进行,有重点、有步骤地进行国产化,不是为了国产化而国产化。例如:进口的主轴轴承大约在10万左右,而国产主轴轴承是三万到四万,甚至更低,如果主轴轴承寿命是进口件的一半,或者不到一半,在更换时,吊装是成本很高,还有因此而带来的发电损失,加在一起其损失可能超过百万。
再说机组容量问题,现在有一个趋势,叶轮直径越做越大,额定功率越做越大,这虽然是一个趋势,但不能冒进。我昨天听了一个报告,也谈到了这个内容,我从另外一个方面来分析,叶轮直径增大,交变载荷增大,不仅机组的成本增加,而且机组的故障几率增加,在那篇报告中谈到:叶轮直径从110的叶片增加到126米,虽然发电量增加不少,但是,由于叶片成本的增加,部件损坏的成本,以及因故障停机造成的发电量损失,其最终结果是,叶轮直径增加是得不偿失。所以,叶轮直径增大和大功率有一个度的问题。
我们要抓住现场,建立为风场服务的理念,因为,尽量多地发电才是我们的根本目的。应该从现场出发,要了解现场,了解现场所出现的问题,然后才可能解决现场问题。
在机组预验收时,有的合同规定 “无故障运行”,即利用率100%,风机是安装在自然环境中,如果有极端风况,完全可能造成机组的振动停机,这大大增加了“预验收”检验的难度,这也高于“正式运行”的标准;还有,在“预验收”时要求达到合同功率曲线,现场功率曲线实际上是一个统计数据,在“预验收”阶段,由于时间短,一般不可能形成完整、准确的功率曲线,在此时考察机组运行功率曲线也是不现实的。
我觉得有的风电从业人员对此误会很深,今年年初,我写了一篇文章《风电机组实际功率曲线的影响因素分析》,发表在2013年《风能》杂志的第4期上,机组的实际运行功率曲线受环境、气侯的条件影响很大,该文对影响因数进行了详尽地分析。据我现场观察,功率曲线与理论值不要说偏差5%,就是100%的偏差也是很正常的。例如:在3米风的时候,变桨的耗电与机组发电基本可以比拟,加上其他的耗电,甚至大于风机所发的电,如果风场风向变化频繁造成机组频繁偏航,这也会影响到功率曲线。还有湍流等其他因素的影响,功率曲线可能与理论值之间的偏差很大。
我介绍一下对风机理解的思维方式,应该有全局的观念。如果我们单从风机来考虑,有失片面,不仅要考虑风机,还应该考虑地形,风况和风电场的实际情况等;风机是在无人监管下自主运行,就此而言,我们应该充分发挥远程监控的作用。生产厂家与供应商的关系,稳定的供应商可能更好的保证风机质量,产品的单一化,有利于降低备件的储量,为软件升级带来方便。
生产厂家与业主的关系,我们应该守信用,如果是预验的时候的电价与正式运行的电价区别开来,可以提高双方预验收的积极性,还有功率曲线标准问题,因为受环境因素影响,希望国家有专门机构对功率曲线进行验证,以避免不必要的纷争。我基本上讲完了,感谢大家!