北京国电思达庄勇：在运风电机组优化技改助力风电运维提质增效
2019年10月21-24日，2019北京国际风能大会暨展览会（CWP2019）在北京隆重召开，大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展：绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来，已连续举办11届，成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。
10月24日，风电机组技改专题论坛在新国展召开。北京国电思达科技有限公司技术部副总工程师（联合动力）庄勇出席论坛并发表演讲。
庄勇：各位领导各位专家中午好，我是北京国电思达科技有限公司的庄勇，分享的是在役运风电机组优化技改，助力风电运维提质增效。首先我介绍一下我们北京国电思达科技有限公司，前身是联合动力与风电设备调试所，在2011年的8月份我们为了更好的服务联合动力机组的调试安装以及运维工作，进而转型注册成立的，北京国电思达科技有限公司，经过8年的发展，公司在运维服务领域，形成了一些组织技术集渠道和信息化的优势，可以为客户提供一站式的全声明周期的一站式服务，目前公司已经有一支近两千人的专业运维队伍，累计服务了国内外300多个项目，具有年吊装调试两千台维护六千台机组的一个能力。
目前随着风电产业在技术上的日益成熟，机组的发电效率和可靠性已经得到了大幅的提升，现在主流厂家生产的风机到现场安装调试不像以前那样，需要几个小时之后，经过简单一个测试，可以并网发电，后续的运行过程中，它的故障相对而言比较少，在运机组特别是早期的一些机组，它的问题仍然比较多，像它的功率曲线比较低，它的故障率可能比较高，都影响到了它的一个发电效益。
目前最好的方法就是推过技改优化提升机组的发电效能以及挖掘它的发电潜力，下面我主要从三个方面讲一下我们思达公司在机组提质增效方面做的一些技改方案，包括运维安全、性能提升以及设备的可靠性的提升，这三个方面也是目前业主比较关注的三个方面。首先是运维安全，思达公司的安全理念就是安全第一，生命至上，右面几个图片也是现场发生的一些比较严重的涉及到人员以及机组设备的安全事故，往往给风电场造成了比较大的经济损失。我们的目标是从危险源识别与控制，过程管理过程控制以及持续的改进，确保所有风场的零事故。我主要介绍几个具体的方案来说明我们在安全以及性能提升还有可靠性做的一些技改方案，首先第一个就是介绍一下我们塔筒盖板自动开合装置，右边这张图片大家能看到，很多人员爬塔过程中，塔筒盖板它是处于一个打开的状态，现在这种现象比较多，就是因为很多会场现在已经加装了免爬器和助爬器，加装免爬器的塔筒，往往能够更好的穿过塔筒平台，整个塔筒都是打开的状态，这样的话会容易造成一个高空赘物的一个风险，塔筒盖板不关闭的话，也存在一个人员的坠落风险，还有在使用助爬器或者你攀爬的时候，开这个塔筒盖板也会造成一定的物体打击风险。
我们这个塔筒盖板自动开合装置，相对来说比较简单，它就是通过在塔筒平台的盖板上下舱加装了机组传感器，当人体通过盖板之前，盖板会自动打开，通过之后拐板会自动关闭，保证一个人员的安全通过，实现了塔筒盖板自动开合。
下面也是针对风电领域安全事故，我们出据的两个方案一个变桨电池健康度监测，变桨电池作为一个后备电源，可能存在于比较老的一些机组了。但是如果说变桨电池失效的话有可能在风机故障的时候无法保障机组的正常停机，严重的甚至会造成机组的超速，甚至倒塔的故障。当然如果说这里面发生严重事故还包括其他一些原因，控制回路，塔筒以及叶片的问题，一些极端天气，后备电源也是非常重要的一个原因。
后备电源主要的几个作用，第一个能够顺桨，第二个市电丢失提供后备动力，第三现在高穿以前的低穿状态下提供一个后备电源维持系统的一个正常运行。我们具体方法是，通过在电池柜内加装数据采集模块，然后通过数据处理模块，对电池的健康度相关的一些电流电压，以及包括柜体的问题进行检测分析，然后通过传输到我们中控室，中控室通过人机交互界面，看到一些具体状态和信息。它的基本原理在线监测采集电池内阻、电池电压，充电电流，电池柜温度等相关数据。根据我们之前设定的一个预定值进行一个报警，我们这边基本上分为四个等级，首先如果它电池的健康度在小于80%，在70%到80%之间这时候实时的去关注一下电池的健康状态，如果说它的健康度在70%到60%，我们就建议更换了，如果小于60%的话我们建议必须立即停机对它进行一个检查和更换。
第二个方案的话是变桨后备电池远程测试，这个方案适用于交流变桨控制系统，也适用于直流的变桨控制系统，它是利用原测试装置，通过通讯给SPLC一个指令，机组满足自检条件下进行的自检动作。它的测试流程风机在小风待机状态下，然后机组如果说接到自检命令，进入一个自检状态。自检查过程中是依次打开三个桨叶进行测试，过程中记录它的压架，顺桨时间位置等与正常值比较，机组重新进入到一个待机状态，如果说测试的结果有问题会直接报出一个后备电源测试失败，这时候建议相关的运维工程师对某个轴的后备电源进行进一步的检查。在测试的过程中我们后台也会通过软件对整个测试过程的数据进行记录，在我们展示界面很直观的看到测试过程和结果。
第二个方面关于机组性能提升的一些技术改造，然后思达公司可以针对风场的一个地形气候等条件，提供一个综合的评估，提供包括增工优化、偏航校正、叶片加长，及桨距优化等等一系列的良性定制的性能提升方案。
介绍我们偏航校正的技术方案，首先我们利用激光雷达偏航校正，据我们对风场运营数据统计分析，发现现场的机组平均的偏航误差一般都会在4到12度之间，造成这样的结果一方面是我们的风向标容易受到叶轮尾流，湍流的影响，另一方面风向标本身的安装，还有它的一个性能等等会造成对风向检测不准，直接结果导致我的发电性能下降。利用激光雷达进行偏航校正的话是需要在机舱底部安装我们的激光雷达测试设备，通过它发出的激光数测量机舱前面七十米，八十米处的一个风，然后通过我们的数据分析最终通过我们的主控校正，通过我们对风向标的一个硬件调整来实现一个偏航校正，这一组数据是山东某风场做的一台测试，偏航误差有10度，通过偏航校正，我们通过数据的一个分析，发现它可以提升发电效率约4%，偏航行校正利用激光雷达来做，可能周期比较长，我们加装这套雷德测试，通过要10天20天的数据采集分析，它可能适用于偏航误差比较明显的一些机组，如果大批量的话我们现在也在做一个基于大数据分析的偏航校正方案，利用区间话功率体现，对偏航进行一个校正。它是利用通过对一个偏航对风的角度，进行一个划分，利用数据去分析在发电性能最优情况下的对风角度，找出在某一个角度下它的功率曲线是一个最优质状态，我们认为这个时候我们的机组是处于一个正对风的状态，通过主动的自动矫正，来实现最终的偏航校正工作。
第三方面就是我们在设备可靠性提升做的一些技改方案，首先我们有一套可靠的技改执行流程来对整个技改工作有整体上的保证，包括我们的任务启动，方案评估、计划制定、资源协调、以及最后的收尾工作目前有260多项技术改造方案，关于设备可靠性提升特别多，塔筒散热、扭揽保护，我这边主要介绍一下我们设备漏油改造方面的几个方案。部件漏油改造，涉及到一些需要润滑的，比如主轴漏油，漏油的危害，导致我的设备损坏，经常能发现，很直观的看到塔筒得到一个污染，早期的风场偏航的时候易响，声音非常大，导致机舱振动等等，最严重的是可能引发机舱的一个火灾。针对这几种现象，我们有几个比较实用也比较便捷的改造方案，首先是针对偏航轴承漏油的解决方案。我们首先可以通过集油瓶，然后设计塔筒内偏航的轴承费油，我们又设计了一个集油盘装置通过它来收集塔筒外部的一个偏航轴承费油。针对齿轮箱高速轴漏油解决方案的话，我们是在原有高速轴密封端盖外加装内漏式迷宫密封，其中是套在我们高速轴上，而且随着轴进行旋转。第三个是我们对主轴漏油的解决方案，首先我们对主轴漏油密封进行改造，采用的是加固油密封的方式，在这个基础上我们又对主轴增加了它的一个集油罩。
以上几个部件漏油改造的方案都比较简单，恰恰体现了它的几个优点，成本低安装维护特别方便，适用性也特别好，在我们1.5、2兆瓦，甚至3兆瓦基础上都得到了有效的验证。
我讲的比较快，上面就是我今天讲的一些具体的实施方案，除了我们在安全性能提升以及可靠性提升方面我们思达公司在电网友好型，包括智慧运营方面也有很多的技改方案，如果说大家想了解我们可以后面继续沟通。思达公司也会持续的致力于技术创新，为风电运营企业提供安全高效专业可靠的解决方案，助力风电运维提质增效。好谢谢大家。
