2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。本屆大會以“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設(shè)備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。
在20日上午召開的風電機組優(yōu)化升級專題論壇上，TüV北德中國區(qū)風能項目工程師方堃發(fā)表了《老舊風場實現(xiàn)增功提效的方法解析》的主題發(fā)言。
以下為發(fā)言全文：
方堃：各位專家，各位領(lǐng)導，大家中午好，我是來自TüV北德的方堃。由我為大家分享一下TüV北德作為第三方認證評估檢驗機構(gòu)在老舊風場的技改增效方面的一些經(jīng)驗分享和看法，供大家參考。
目前國內(nèi)關(guān)于風場環(huán)境的介紹，從一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看到，截至2013年前，目前國內(nèi)裝機在運的兆瓦級別以下的機組大概有11000余臺，總裝機約8700萬兆瓦左右。千萬級別的左右，像日本、德國的企業(yè)已經(jīng)被收購或者撤出目前風電行業(yè)的事業(yè)，這些千瓦級別、兆瓦級別的老機組很多面臨的就是設(shè)備在長時間的運行老化，發(fā)電效率逐漸降低、故障率偏高，零部件供應(yīng)非常困難，維護成本非常高的困局，結(jié)合3060大背景下，國家推出來很多對于新老舊風場，低兆瓦級別的機組通過置換的方式對機組進行增效升級。
我們作為第三方認證方，有著豐富的對廠家技術(shù)方案的評估。在這里特別提到是關(guān)于特定廠址評估和壽命評估，對于早期風場風資源都是非常優(yōu)越的，但是往往做微觀選址的時候出現(xiàn)一些技術(shù)上的偏差，導致目前機組與現(xiàn)場的風資源情況和環(huán)境情況并不是完全適配，這是一個非常大的隱患，包括對于風場效能和安全運行。另外一個壽命評估，對于整個風場是以一種資產(chǎn)管理的角度來看。雖然效能在降低，但是通過壽命評估，進行量化分析，了解風場是運行了10年、11年，接下來還有多少殘值，有沒有具備再運行下去的可能性，運行下去的成本和收益是怎么樣的情況，結(jié)合理論分析和現(xiàn)場檢驗去判斷這個產(chǎn)品是否具有繼續(xù)運行或者作為技改方案的依托，提供技術(shù)支持。
我們做過低效分析完之后，就會提出一些提升方案，提升方案做了總結(jié)，大致就是分為部件更換和周期管理。部件更換的意思就是對一些部件進行小范圍的技改，升級效能，改善運行狀態(tài)。部件的升級就是葉尖伸長，增加輔助的氣動附件，甚至部件的升級對于整機載荷評估里面，對它的基礎(chǔ)、塔筒自身結(jié)構(gòu)評估的基礎(chǔ)上，可以判斷出在現(xiàn)有機組上，機艙、機頭、風輪做整體的評估方案。
最后是以大換小的方案整機升級，這種情況也有兩種，對于整個風場等容置換、擴容置換。最后作為第三方，對于前面提出來各種方案做一個成果的驗證，無論是以大換小，還是部件的升級更換，對于原機型來說都是一種升級。對于更新后的新機組或者說以大換小的大機組，都需要重新做一個特定廠址適應(yīng)性的評估，這樣就可以驗證這款機型對于現(xiàn)在目前風場的環(huán)境是否適應(yīng)。最后對于一些增效的評估，比如葉尖正長、擾流和其他方面的技改做最終成果效能的驗證。
特定廠址評估無論是在前期的根源分析，還是后面的效果評估都會反復(fù)用到的環(huán)節(jié)。要評估廠址環(huán)境，包含風資源、環(huán)境條件，比如地質(zhì)環(huán)境、氣候環(huán)境、空氣密度等。同時對前期的海上風場做調(diào)研的時候，也會推薦對海洋環(huán)境進行評估。在結(jié)合風場條件評估之后，結(jié)合選定的機型，對舊機組用的是小機型的載荷，結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行綜合機組載荷分析。還要對關(guān)鍵部件、結(jié)構(gòu)部件、齒輪箱、傳動鏈、風輪、結(jié)構(gòu)件等的安全適應(yīng)性，進行一部分的矯核工作。
以上是特定廠址分析，特定廠址分析中很重要的一部分就是廠址適應(yīng)性分析。在通常技術(shù)標準里面IEC61400-11章節(jié)有非常詳細的標準，其中重要就是環(huán)境條件的檢查，比如說氣候條件、平均風速、威布爾形狀參數(shù)、有效湍流強度、垂直入流角。在場景適應(yīng)性里面去檢查，去和選定機型進行適配，根據(jù)特定廠址載荷假定和部件級載荷進行對比，對于有些復(fù)雜地形會去進行CFD仿真，去驗證尾流的一些影響。
做完評估以后，就是壽命評估。壽命評估一方面看生產(chǎn)壽命之內(nèi)剩下資產(chǎn)還有多長可運行的空間，另一方面去探索關(guān)于延壽的可能。在壽命評估中重點會去分析主要結(jié)構(gòu)部件的疲勞情況和剩余壽命，包括延長壽命分析的可能性。
關(guān)于壽命與分析的過程，主要是通過理論分析，包括對載荷、結(jié)構(gòu)件的校核去分析一下目前風場的設(shè)計、機組結(jié)構(gòu)的情況，再輔助配合現(xiàn)場檢驗對一些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件疲勞的檢查，以及對軸承、潤滑的情況現(xiàn)場狀況的勘測。分析兩者之間相互交錯，基于長期項目的經(jīng)驗，對薄弱環(huán)節(jié)的檢查，最后得出來評估。
基于前面評估的結(jié)果，可以提出一些改造方案的驗證。一種方法是限度利用原有基礎(chǔ)設(shè)施，僅對核心部件的深度改造。以葉尖加長為例，可以在不改變整個機組的情況下，只對葉尖加長，分析整機載荷情況，再去核算發(fā)電量的情況。經(jīng)過項目分析，對于葉尖加長，發(fā)電量可以提升2到4個點。還有一種方法對控制策略的升級，對控制策略的升級以一種沒有硬件成本情況下，最大限度改善風機硬運行的情況。
最后面介紹更換機頭，歐洲已經(jīng)有實踐案例，國內(nèi)已經(jīng)有客戶找我們?nèi)ヌ接?，在利用原有基礎(chǔ)的塔筒和基礎(chǔ)環(huán)情況下，僅更換比原容量大一點的機艙輪轂，達到提升風電發(fā)電的情況。
以上就是我要給大家分享的內(nèi)容，謝謝大家。
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
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