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关于风电场的基础建设和设备维护
摘要:目前,随着经济的发展,我国的基础建设的发展也有了很大的创新。
目前针对大型风电的规范和研究较多,针对小型风机设计的资料和研究相对较少。
由于小型风机的特殊性,不能简单套用大型兆瓦级风机基础设计,需要专门开展
针对性分析论证。本文以上海某智慧能源项目的小型千瓦级风机为例,进行基础
设计、方案比选及验证,可为后续类似小型风电项目开发设计提供借鉴参考。
关键词:风电场;基础建设;设备维护
引言
1986年我国第一座并网运行的风电场在山东荣成建成,从此并网运行的风电
场建设进入了探索和示范期,风电发展步入初始阶段。1996年我国风电场进入扩
大规模建设阶段,风电场装机规模有了显著增长。2006年我国实施《可再生能源
法》,风电正式进入大规模开发应用阶段。2010年美国IBM公司首次发布了“智
慧的电力”战略及系列解决方案,随后出现了“智能风电场”“智慧风电场”概
念。智慧风电场的概念虽已提出多年,但截至目前行业内对智慧风电场尚无统一
定义。风电行业起步较晚,智能化水平相对于水电和火电较低,随着数字化、信
息化、智能化技术的不断发展,利用信息通信技术、大数据、云计算、物联网、
移动应用、传感技术等先进手段,提升风电行业智慧化水平势在必行。智慧风电
场的不断发展可实现提高工作效率,降低运维成本,减少人员配置,提升设备安
全性和可靠性等目标。
1风电场的建设现状
风电场布局分散、单个风电场规模过小、发电成本高、电价高是目前中国风
力发电的基本特征,也是制约风电技术商业化的关键因素。据测算,在一般条件
下,目前风力发电经营期平均成本一般为0.32元/kWh,上网电价含增值税为
0.64元/kWh,不含增值税电价为0.55元/kWh,同新建燃煤发电厂相比发电成本
高33%—60%,上网电价(含增值税)高68%—94%。导致风电成本偏高原因主要
有3个方面。(1)固定资产折旧费用大、比例高。在燃煤发电成本中折旧费用
的比重为20%—22%,而风力发电却高达53%,高出1倍多,风电设备维修费用也
很高,(2)风力发电容量系数低、发电能量小,又受发电时间的限制。因而,
尽管风力发电不收资源税,不消耗任何燃料,而发电成本仍高于煤电。(3)缺
乏有经验的开发商。经验表明,一支训练有素的开发商队伍对风电的发展是十分
重要的。风电开发商为投资者提供风力资源评价、风电场设计、设备选型、设备
安装调试、风电场运行管理等服务,有利于降低风电场开发的交易成本,提高管
理水平,提高风电机组的容量系数,降低发电成本。目前风电开发商在国外风电
开发中十分活跃,使风电建设进入规模化、专业化发展阶段,为其成本下降奠定
了基础。我国这方面的力量还十分薄弱,差不多一个风电场一个开发公司,一个
业主,每个公司都必须从头做起,学习成本很高。而且专业技术人员多是从事相
关行业转过来的。虽然有一些在国外经过了学习或培训,但是总体来说,风电行
业的从业人员技术水平距离国际一般水平尚有一定的差距,这也使风电成本在一
定程度上升高。
2实现智慧风电场的途径
想要实现智慧化风电场,光解决风机数据存量和质量、状态监测盲区、数据
分析建模复杂、网络安全和智能巡检技术等问题是不够的,还需要打造合理的系
统架构,协同发挥各层面系统作用。建议智慧风电场规划按照决策管理层、现场
应用层、数据采集层和基础设施层4个层次部署,4层架构既有分工又有高度融
合。决策管理层是按照现场工作内容和性质进行分类,主要分为运行管理、设备
管理和安全管理,再由以上三大类细分若干小模块,便于管理和操作者查看及资
料提取。现场应用层主要分为设备状态监测和设备自动控制两部分内容,是设备
通过监测和自动控制系统实现智慧化的层面。数据采集层是整个智慧风电场系统
运行的基础软件架构,所有的基础数据都将从这个架构传输给各应用系统和分析
系统。基础设施层是整个智慧风电场系统运行的基础硬件架构,主要负责数据的
采集、链接和传输。
3风力发电机组的维护
3.1维护的组织措施
根据风电场的装机容量和人员构成不同,从作业形式来讲,国内风电场的维
护工作主要有以下几种。(1)集中平行式作业。指在相对集中的时间内,集中
人力、物力分组多工作面平行展开工作。该方式适用于装机数量较少的中小容量
风场。特点:工期相对较短,便于生产动员和组织管理,但人员投入相对较多,
维护工具的需求量较大。(2)分散流水式作业。指将整个维护工作根据工作性
质分为若干阶段
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