风力发电场运维管理工作探讨

李宁

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，风力是我国的主要能源。对风力发电机的发电能力进行系统分析，从硬件和软件方面寻找提升风力发电机组发电能力的方法，对风力发电机组进行科学的优化升级，以提升机组的发电能力。但是，风电机组发电性能优化需要有严格的机组安全性校核分析，综合分析机组发电能力优化的安全性、有效性和经济性。

关键词：风力发电场;运营管理工作;探讨

引言

当今，人类发展对能源的需求越来越大，能源是促进社会发展的必要前提。对能源需求的增加，矿产消耗量的增加和环境污染的加剧是清洁能源和可再生能源发展的必然趋势，其发展前景非常广阔，风能的使用与常使用的绿色新能源一样，使用范围广，资源相对丰富，对技术的开发和利用要求相对简单，方便管理。因此也越来越受到各个国家的高度重视。

1风力发电简述

风力发电的主要原理就是通过风力来带动风车叶片转动，然后再借助于增速机提升其转动速度，以此来为发电机运行提供足够的动力，促使发电机发电。根据风车技术研究发现，在风速为每秒钟三公尺的微风条件下，风力发电便可以实现。在当今，风力发电已经逐渐成为了一种主流的发电方式，因为这种发电方式既不会面临燃料问题，也不会对环境造成污染，所以其应用前景十分光明。

2风力发电的基本原理

风能的原理是将风能转化为机械能，然后转化为机械能和输出能。具体技术是风使风力叶片转动，使发电机内部旋转并切割磁场，最后能量积累装置以电能的形式保持恒定的电流输出。风力发电机通常由风力发电机叶片、低速轴、高速轴、风速计、塔楼、发电机、液压系统组成。其中，风轮是一种将风能转化为机器的装置，可根据风向的变化改变风轮的方向，从而最大限度地利用风能。塔是连接和支撑风轮和发电机的支座，其高度取决于周围地形和风轮的大小，以确保风轮的正常运行。发电机是一种将机械能从风轮转换为电能的装置。在风力发电机结构中，风力发电叶尖的线性速度与风速的关系被定义为顶点速度比，这是风力发电机的重要参数，其尺寸是影响风力发电机功率系数的重要参数。风力涡轮机中的电力调节是风力发电系统的关键技术工具。主要包括距离失速控制，失速控制，支架可以调整固定间距，叶片倾斜角不能按风速调整，设计比较简单可靠，风机输出功率随着风的速度而变化，在低风速下使用系数较低，螺杆調整的目的是改变倾斜角，调节风能转换效率，最大化能量转换效率，已达到风力发电机电力稳定输出功率的目的。

3风力发电场运维管理工作存在的问题

3.1机组较为分散，高空作业难度较大

我国大部分的风电场都分布在广阔的野外，风力发电场的分布不集中，使得风电场在建设和运行过程中，面临着巨大的工作量，而机组分散又会造成一定范围内设备故障无法及时排除。由于大型塔式起重机多建于高空作业环境下。如果发生突发状况时就容易产生安全事故。同时也增加了检修难度以及成本投入等问题。再者我国大多数中小型风力发电场都没有统一规划标准进行管理，及协调调度工作等一系列因素，使得风电机组在建设和运行期间，其安全性难以保证，存在一定的安全隐患，因此必须加强对风力机运维管理，以提高风电机组运行安全性、稳定性和可靠性。

3.2风电功率预测现存问题

风电功率预测方法缺点。风力发电机功率取决于风电场风速，风速与功率是三次方的关系，即风速预测中任何误差都会给风能预测带来巨大误差。对风电场这种关系更复杂。电场中不同风机用多个风向和速度以达风电场最佳功率输出。因此风速预测中小误差会在风能预测中产生更大误差。物理预测缺点有由于边界条件复杂导致更新缓慢不能预测短期功率、分辨率不高、误差大。统计方法对于数据有一定要求，也有一定误差且模型要求高。目前世界总体对风力发电功率的预测总体值是偏小的。现在可预测的风力发电功率集中在陆上及近岸，但陆上偏远及崎岖地区并不能很好地预测。在远海及深海大部分地区都不能预测风力发电功率，主要是技术不行：一是不能建造风电场以获得准确数据;二是预测技术不能适应;目前的技术不能很好的适应天气变化、地理分布规律。

4风力发电场运维管理工作的优化措施

4.1完善检修管理制度

风电机组的检修工作是一个长期性、系统性工程。其涉及方方面面。因此，要想提高风力发电场运维管理水平，就必须完善相应的规章制度。建立起一套完整而科学又合理的运行机制。首先，需要在操作和维护阶段做到责任落实。对于每一项任务都应该制定出详细计划表来进行指导与监督。其次，就是对设备检修人员、管理人员及维修工程负责人等人，定职责范围内应担负的工作内容，明确规定其具体负责人以及奖惩办法以达到考核目的。并以此来激励员工，使其在工作中不断学习，提高自身素质与技能。最后，就是对设备检修人员进行培训。对于每一台风力发电机的运行，都应该做到严格按照国家规定的操作流程，以及技术标准进行检查维修。此外，还需要制定出相应的奖惩制度，以调动起全体工作人员参与到维护管理活动当中去。从而，达到提高风力发电场运维管理人员管理水平的目的。

4.2风力发电机发电能力评估

风力发电机的等效风能利用小时数是衡量项目发电性能的重要指标，它就是风力发电机年发电量与容量的比值。对于单台机组，它是单台风机年发电量与机组容量的比值。所以可以从分析单台风机的等效风能利用小时数入手。统计单台机组的发电量，将单台机组发电量加上限电、故障、检修等损失电量折算为等效利用小时数，对风电场同型号机组的等效利用小时数进行排序，并将实际风速与等效利用小时数进行对照分析，可以筛选出相同风速条件下等效利用小时数低于平均值的机组。风机功率曲线是风力发电机组发电能力的最直接体现。所以用功率曲线可以有效地分析风机的健康水平和发电能力。由于受到机组尾流、空气密度、湍流强度等环境因素的影响，风力发电机组在运行过程中的实际运行功率曲线与设计功率曲线可能并不完全匹配，通过综合判断单台风机实际功率曲线与标准功率曲线之间的差异，能有直观地反映出风机发电能力的优劣。我们可以取单台风力发电机一年10分钟风速和有功功率，结合机组实际功率曲线，推算单台机组的年理论发电量;利用10分钟平均风速和合同保证的功率曲线，推算单台机组的实测风速年保证发电量，并绘制分布图。分析风电机组实际运行功率曲线计算发电量与合同保证功率曲线计算发电量之间的比值为功率曲线符合度。对机组功率曲线符合度进行排序分析，可以筛选出功率曲线符合度异常机组。

结语

目前在风电产业高速发展的同时，必须清楚地认识到安全生产的重要意义，只有这样才可以确保实际生产过程的顺利进行。同时，对风力发电场来说，其具有一些不同的特点，因此在对风力发电场进行选址的时候，一定要进行较为综合地考虑，采用比较科学的方法进行实际的选址，进而保障实际建设的风力发电场具备比较高效的经济效益以及社会效益，在原有的运维管理模式的基础之上，在进行科技创新、管理创新等先进的技术，综合使用多种方式，推动国家社会经济能够获得更快更好的发展。

参考文献

[1]彭晗.风电场运维管理优化措施分析[A].江西省电机工程学会.2020年江西省电机工程学会年会论文集[C].江西省电机工程学会：江西省电机工程学会，2021：2.

[2]田锰，吴劲芳，杨林，等.风电场运维管理体系实践[J].电力安全技术，2020，22（7）：25-28.

[3]刘伟.风力发电厂运维管理工作浅析[J].四川水利，2018，39（5）：98-100.