中车株洲所田文强：针对在役风机发电量与可靠性提升综合解决方案

9月19日，由中国可再生能源学会风能专业委员会主办，中车株洲电力机车研究所有限公司承办，金风科技、远景能源、明阳智慧能源、海装风电、施耐德电气协办的“2019第三届中国风电设备质量与可靠性论坛”在株洲召开。

中车株洲所风电技术经理田文强出席大会并发表了题为《针对在役风机发电量与可靠性提升综合解决方案》的主旨演讲。以下为发言全文：

田文强：各位专家、各位嘉宾大家下午好，先来个自我介绍，我是来自中车株洲所风电事业部负责运维市场的田文强，下面由我从运维后市场的角度，作一个汇报。

我的汇报分成三个部分。第一个部分是特色服务。第二部分是主要业务。第三部分是市场业绩。

一、特色服务。

我们创建了南风服务售后服务品牌，在风电售后行业里面我们获得了首张五星级售后认证。第二个是我们一站式风场运维服务，提供客户全生命周期的解决方案。第三个就是我们的现场风电场的标准化管理。标准化管理主要是体现在风场管理军事化，服务办公信息化，风场安全精益化等。

二、主要业务。

在建立风机全生命周期的解决方案之前，我们重点打造的是一个技术改造运维服务，部件的维修四大核心。我们在技改方面，公司沉淀了10余年的双混技术，从06年涉猎风电制造行业至今，从1.0不惜到3.0X平台，累积了丰富的开发设计经验，在制造及变流技术方面我们精通主控变流、变桨等技术，善于解决疑难的问题。技改解决方案全面、成熟，技术改造要求主要是从安全方面，第一个是并网回路电气安全，还有涉王特性及高穿改造，以防雷改造。在提质方面，主要是有水冷超温改造，油冷超温改造，变流器故障下降的该增，第三个板块是在增效方面，主要是提高超级双馈，提高发电量提升和ABB主控优化等替换。

下面我重点给大家介绍一下发电量提升控制策略的优化。在目前在役的风机老型机型主要是从机组的发电量性能增强，控制策略制定化设计，主要是我们从下面几个方面去研究。一个是变江设计、偏航设置、最优的切入设置，季节性调节，从这几个维度去增加风电机组的性能。第二个角度就是从机组的发电量运行拓展和智慧型的监督控制。主要是多轨、多约束动态的增容，第二个是最优功能指令的跟踪，限电抢发的策略，还有一个软切除，还有一个就是自调节降低模式，还有一个容错控制。最后一个是我们低电耗，低电耗相对于你电耗降低了无形也是发电量提升了。

1、发电量提升。提升代价很小、提升的潜力很大，具备共性，最易于实施。这是展示它发电量提升的实际的图，它的发电量提升它会从小风的情况下，有一定的提升。在额定风速的情况下，它动态的超出，我们也有很明显的提升。第三个部分就是在切出，在实际目前行业里面一下切除功率几乎为0了，我们在软切除的优化策略上面，在它切除的这一瞬间都会在持续的发电。

项目案例1：瓜州甘河口第七风电场，2011年投产的，在本区域排名应该是中下游，该风产的年可利用小时应该是2277小时，通过我们在那边发电量的提升综合解决方案，我们从四个角度。第一个就是转矩控制模态增益优化设计调整，第二个是桨距控制优化设计及调整，第三个是基于风向补偿的最优偏航技术去优化，第四个是智慧型的监督控制。

这张图可以看出来这是我们做了改造的几个风机的一个实际情况，通过我们发电量提升改造以后，机组实际发电量与理论发电量均有一定的提升，根据基于实际日发电量的评估统计，我们当时在82号风机发电量提升体现有10.38%，根据基于功率曲线计算，理论发电量估值方法，82号风机提升15.47%，这是认证报告里面体现出来的数值。

项目案例2：广灵风场风机控制策略定制改造项目。经单项验证及批量整改运用，本次项目累积提升发电量3.3%，接近国内外同类研究水平，考虑到20万的装机容量，年平均可利用率是1800小时，按2%的提升比例计算，年发电量可增值720万千瓦时，折算当时算5.5毛4的话，合计一年可以增值439万。

2、高穿梭改造。我们主要的业务第二步是高穿改造。目前在这个行业里面电网越来越严格，安全系数等级要求越来越高，我们在高穿改造的行业，一个是华容1.5级型，还有就是华创1.5机型。我们主要是从软件改造，主控软件跟便六软件改造，第二个硬件是评估主电路系统的硬件，还有控制回路的开关电源UPS电源等是否满足高穿要求，第三个就是变流器系统，变流器驱动板进行更换。我们高穿改造我们有具备高穿测试实验体系，拥有全功率试验，变流器仿真实验，高穿实验验证平台，点四兼容性试验的整机厂商之一，多项实验能力已获得CNAS认证。我们高穿目前的业绩情况，我们完成了瓜州134台华锐机组的改造，完成了东北121台机组的改造，完成了新疆华电一期高穿技术改造，完成了海源D93高穿技术改造，完成了大唐景泰的技术改造等。

3、电池改超级电容。这个问题，低性能的不好容易报自检，从目前的状态，电池电压容易报故障，从电池的角度维护量比较大，原则上每2—3年就要整体更换一次，也不利于环保处理。电池改电容目前我们已经推行的方案，尺寸兼容跟原来的电池位，电池可以柜体复用，寿命可达到8—10年，免维护，不用再需要每隔3年甚至5年去更换，第三个就是变桨系统的安全性得到了很高的提升。第四个机组可靠性提升。它运用了超级电容以后，它的自检故障，电池电压这些低耗的故障一切都消除。

主控软件优化：1、电容容量测试，2、充垫支故障检测测试，3、电容状态监控测试。

4、叶片加长。现在很多行业里面有叫根部叶片加长，通过叶片加长增加风轮的扫风面积，提升低风速阶段的有关功率的输出，从而提升发电量。然后目前叶片加长的需要解决的几个问题。一个是气动设计、二个是结构设计、三个是生产制造、第四个是实验验证，第五个是现场施工，第六个是检查和维护。这是我们在工厂1.5MW机组叶片现场的加长，它根据在夜间加长，大概2米左右。

二、主要业务。

第一个就是这些能适用到的机性，电器安全电网回路改造，我们可以目前适用到华润机型中车机型。第二个是增值增效。超级双馈，目前增值方案我们可以同样运用到我们的中车的所有机型，华润1.5机型，华创1.5机型。涉网改造安全性的角度，也运用了中车的机型、华润的机型，说白了我们所有的技术提升和可靠性提升的所有的改造，几乎都运用到了华润1.5跟我们同龄机型的风机都已经涉及到了。

这是一个预防性维护的一个案例。现在我们预防性维护从大数据分析可以根据速度的异常，变桨驱动动力异常，从我们分析里面可以看出它的问题，第三个就是超温，我们从系统的，从原始还没达到它的限工或者是故障的前提下已经提前有预测。第四个是也片结冰。目前在南方区域或者是北方个别区域，在某一个时间阶段，它凝露比较多的地方，它有很大一部分出现结冰，结冰要有提前预防，发电量损失就会降低。

我们主要板块还有在备品备件的优势上面。我们10余年的主机盐法经验，具备专业齐全的备件采购渠道，完善备件质量保障体系。我们先进的备件管理系统，全国区域库房，及时的备件供应服务，还有国产化替代开发技术和经验，这些都是我们在备件领域，涉及到的核心部件有变流器、DCU、变桨变频器、主PLC等等，它主要服务于中车机型，华锐1.5，华创1.5机型。正规的采购渠道遍布全国区域的库房。我们目前5大生产基地，六大区域库房，四千万的备件储备，我们集齐这么多备件主要是给客户提供最快最优的服务。

第三个就是质量可靠。我们在部件维修上面拥有强大的整机技术服务团队进行参数校核、安全载荷符合、控制策略匹配、保护逻辑调整、效果确认等。

响应及时。我们拥有中车风电产业链优势，如叶片、发电机、齿轮箱、变流器等，都是我们中车自主品牌产业链里面的，我们拥有长期合作的吊装公司合作伙伴，快速的响应部件的更换。我们有经验的丰富、强大的技术团队，完善的配套链，10多年的工程经验，全方位的保障安全和质量。

三、市场业绩。这是第三部分，我们目前的一个业绩的情况。

目前我们的运维主要是依托于自己的风机的运维，我们的技改，目前完成的技改，17年到18年甚至到目前的19年，在技改上面我们做的比较深，第三个是备品备件，目前我们中标了6个框架，然后大部件维修，我们目前涉及到了4家企业，4家公司。

这是我们华能五子坡风电场所获得的荣誉，近三年来在我们的运维服务期内，云南五子坡风电场平均可利用率超过4000个小时，单台风机平均可利用率达到5300个小时，当时号称是2013年当时号称是“机王”。

这个是我们在中电建湖南的凤凰山风电场。这个风电场的平均风速不高，但是湖南区域它长期在某种时期，冰冻期、雷电区，重灾区发生频率比较高，依然实现了累计发电量，年发电量可达到17161万千瓦时，可利用小时为2080小时，远远超出可研1880小时。

这是滑润甘肃环县甜水堡风电场，年平均可利用率达到99.46%，MTBF6910H，目前位居甘肃第一。

这个是滑润的宁夏西华山风电场，它的数据值也是爆表，可利用达到99.52%，小时为3772小时，单月最高可达到26000小时。这个风场获得的荣誉也非常多。

谢谢大家，我的汇报完毕。

（标题为编者所加，文字未经发言嘉宾本人审阅。）