润阳能源张军光：风电低速增长已是新常态 开发商关注重心会转变到后市场

2018年10月17日-19日，2018北京国际风能大会暨展览会（CWP 2018）在北京新国展隆重召开。本次大会由中国可再生能源学会风能专业委员会、中国循环经济协会可再生能源专业委员会、全球风能理事会、中国农业机械工业协会风力机械分会、国家可再生能源中心和中国电子信息产业发展研究院（赛迪集团）六大权威机构联合主办。

润阳能源技术有限公司副总经理张军光在“在役风电机组技改提效专题”中发表主旨演讲，演讲主题为《如何向存量风场要效益》。

他在演讲中表示，据测算，2014年底，陆上风电机组出质保容量约为75GW，这是根据当时质保期的年限以及并网年限来预测的数据。截至2018年底，这一数值预计将达到106GW，而到2023年，这一数值预计将达到204GW。从这些数据可以看出，新增容量增长越来越疲惫，一个低速增长新常态，这已经是不争的事实，开发商关注重心也会从新增市场转变到后市场。

以下为发言实录：

张军光：大家好，我是张军光，来自润阳能源技术有限公司，首先很高兴参加组委会的邀请参加此次会议，来为大家分享在存量风场提升效益的探索，我们展馆在W2馆的B12。

大家听了一上午的演讲也比较累，我在这里就长话短说，直接上干货了。演讲过程中没有讲到位也欢迎会后大家与我联系。我的演讲分为三个部分，第一部分是风电市场的展望，第二部分是风场优化及升级改造，第三部分是老旧风机的升级替代。

第一部分首先是风电市场的展望，我们中国风电市场经过十年发展，可谓说是两度沉浮，入行比较早的都比较了解，第一阶段2008年到2012年，经过大规模快速发展到2012年进入一个调整期，这个调整期的原因的大家都比较清楚，因为设备批量质量问题导致行业进入整顿期，在这个整顿期有大批的主机厂推迟了历史舞台。

第二轮发展时间比较接近，从2013年到2018年，之前是由于行业整顿期的恢复，第二是由于电价的调整还有国家能源局政策影响刺激，包括今年产业都进入了冷静期，一个平稳发展期。首先先看一下这张图，绿色部分代表的是绿地新增装机容量，从2008年到2018年发展，蓝色部分是海上新增装机的装机容量，橙色部分是预计的装机容量。截至2018年6月底，中国风电市场累计装机容量已达196GW，其中陆上192.7GW，海上装机3.3GW。预计至2018年年底，中国风电市场累计装机容量将达216GW，其中陆上204GW，海上装机4.5GW。

从这张图可以看出，中国风电新增市场从快速的发展期将进入一个低速增长的新常态，这个新常态，新增装机市场以后的发展肯定不会像以前那么快速发展了，这是可以确定的。中国风电产业以后何去何从？能否应对2020年平价上网的任务和挑战也值得我们探讨和思考。

这张图是风电装机并网市场的分析，据测算，2014年底，陆上风电机组出质保容量约为75GW，根据当时质保期的年限以及并网年限来预测的数据。截至2018年底，这一数值预计将达到106GW，而到2023年，这一数值预计将达到204GW。从这些数据可以看出，新增容量增长越来越疲惫，一个低速增长新常态，这已经是不争的事实，开发商关注重心也会从新增市场转变到后市场，风电场效益怎么提升呢？就是我们下一步要探讨的话题。

我演讲第二部分是风场优化及机组升级改造。已建成风电场有哪些问题呢？我们归纳为三部分，第一就是风机本身的问题，先天性的不足，本身质量问题导致的。第二部分就是宏微观选址导致的，就是出身问题，好风机选了不好的场地发电效率也不会太好。第三就是运行维护的问题，经验不足，对风机维护不到位等等，怎么来增效呢？也是两个部分，一个是降本，一个是提升发电量，降本就降建设成本和运营成本，提升发电量增加整体运营效率。

存量风场提升效益的几种路径，首先是根据我们公司在市场行业做的经验，我给大家分享一下。首先是第一部分风电场综合治理，出发点就是为了降低能耗，提升风场可利用率。第二就是叶片优化，刚才有同行也有讲，他们做到的也有叶尖加长，叶根延长等等，叶片提升总体来说都是增大扫风面积，提高捕风能力，提高发电效率也是最为直接的。第三是塔筒增高，塔筒优化，主要是前期微选址位置较低，或者是位置靠后，受湍流的影响。第四就是主控策略升级，它可以单独进行也可以配合叶片进行，提升发电的效果。

风电场综合治理方面，也不多说了，通过一系列的手段来降低风场的滞耗电。我们讲一下叶片液化，这张表是把叶根延长和叶尖延长放在一起了，它们达到的效果是一样的。包括它的计算方式，总体来讲都是为了提高叶片的扫风面积，从而提升风机的发电能力。叶尖增加延长翼，增大风轮扫风面积，吸收更多风能，达到提升发电量的效果。根据不同风况及叶片可提升发电量5%-12%。一般不会低于5%，如果说我们在做哪个风场的风机提效方案低于5%我们就建议业主不要做了，因为对成本回收来说不是太好。叶尖延长也是，通过载荷设计，强度设计等等一系列的手段，包括提升发电量5%到12%。

这是叶片优化施工环节，叶根加长施工分为两个，一个是地面一个是空中对接，地面施工也是比较简单的，成本比较高，需要把叶轮拿出来，需要找一个大的吊车，一般在400吨到500吨，还需要一台浮吊车去配合，空中对接相对施工难度大一点，对场地还有风速的要求比较高，施工成本比较低，它是仅需两台200吨左右的吊车即可。

已实施风场项目：汇丰马鬃山风电场：MY1.5-82/65，大唐山西浑源风电场：MY1.5-82/65，大唐多伦大西山风电场：MY1.5-77/82，这是有代表性的三个案例。

预实施风场项目：桃山湖风电场、饶平风电场、龙塘山风电场、围场风电场。

现场工艺是不同的，叶尖是从车间里面生产好，从现场经过切割打磨再粘接等等处理，右边图片是现场施工效果图，已实施风场项目：国电文登紫金山风电场，大唐山西浑源风电场。预实施风场项目：山西左云风电场、霞浦风电场、山东平阴风电场。

这是叶片优化第三个部分，加装涡流发生器，改进叶片失速性能，提升叶片捕风能力，吸收更多风能，达到提升发电量的效果。根据不同风况及叶片可提升发电量2-3%，且该方案对载荷影响最小。右边这张图是山东胶南风电场，发电量提升2.19%，也通过第三方的附和了，并拿到了附和报告。

这是叶片优化最后一个加装格栅，叶片加装格栅和后翼，优化叶片空气动力学性能，提高叶片捕风能力，且提升风能利用系数Cp值。原理步骤不详细介绍了，上面也都有。总体是提高了风机叶片捕风能力，这个提效效果，通过理论计算也是能够达到6%到10%之间。

这是我们在叶片优化方面取得的一些认证及专利证书，刚才也提到做的优化，一个是叶根加长控制综合方案，31号是单独控制策略优化进行了一个升级，发电量提升了6.08%，山西衡山发电厂叶尖加长取得的认证。刚才有句话忘记提醒了，涡流发生器不是所有的风机和风场都可以做的，有些技改完了以后提效不增反降，这是需要通过严格的理论计算的，包括测算，包括风动试验一系列程序都要要的。

下面是塔筒优化方面，提高塔筒高度，从而提高轮毂中心的高度来提高风速。我们在做的一个案例，我简单介绍一下，塔筒优化一般结合叶片的升级，叶片的加长，塔筒优化控制策略升级达到发电量提升增效最佳的效果，这是最好的。主机控制优化和升级，提升发电效能：变桨风机控制，由早期转速转矩表的控制方法升级为最优Cp-λ跟踪控制方法、基于风机动态模型控制算法，最大化利用风能。

这两张图左边是原来查表法，右边是第二代Cp-λ跟踪控制方法，已经做过优化升级了，发电量在3%到5%之间。

下面是实际案例，项目所在地是在饶平，饶平所城风电场工程主要是所城镇和柘林镇所辖区域的山地和丘陵地带，共安装1500kW风电机组20台，750kW风电 机组26台。通过收集现场SCADA数据，2015年26台明阳机组平均发电小时数为1672h。其中，发电量较低的67号、68号、73号、75号等4台机组不足1200h。如右图。针对现场部分机位风速低、发电小时数差，收益率低的特点，我司拟进行效能提升，并提出了优化升级改造可行性方案。跟业主也进行了多次交流包括跟第三方。最终选定的方案是塔筒增高，控制策略优化包括叶片加长。

这是风资源数据，全场风速较低，2015年26台风机机舱平均风速约5m/s，饶平风电场项目空气密度为1.132kg/m3，70m高度的湍流强度等级判定为IEC C类

综合风切变分别为0.0253、0.0208。测风塔标空下轮毂高度50年一遇最大风速小于37.5m/s，风场主风向为东北，次主风向和次主风能方向均为东北偏东方向。

这是现场近三年风场SCADA数据，部分机位2015-2017年发电量统计如下，其中67号、68号、73号、75号效能较低。这是一个综合方案其中一种，叶轮加长两米，叶根加长两米。一个是效果图，一个是功率曲线对比图片，我不详细介绍了。

第二是塔筒增高，高度增加了15米，右边这张图是塔筒增高15米之后的风速提高的效果图数据。大概都提高了1.3米左右风速，这是塔筒增高叶片加长之后发电量前后数据比较图，我们在塔筒增高与叶片增高包括空置率优化之后，从理论计算发电量提升的数据对比，67号是提升了18.92%，在技改之前是1219小时，技改之后是1449小时，提升了16.92%，73号提升了14.65%，平均提升了16.62%。

演讲最后一部分就是老旧风机的升级替代，从根本上解决问题。我简单介绍一下，哪些可以替代呢，包括好资源区域，早期一些老旧风机怎么提高呢？把原来的小风机更换为大功率机组，比较简单直接，从而提升发电量。不好的风资源区，老旧风机也可以改造，就把现在的老旧风机、小风机更换为1.5以上两兆瓦以上的，低风速风机，还有一些低效，经济性差的老旧风机退出市场这些主机厂运行的，维护备件比较难的风机，可以做一些升级替代。2012年及之前开发的风电场多选用1.5MW及以下的小功率机型，多在优质风资源区，且上网电价均高于当下水平。为什么要做升级替代呢？这些风机都在好的资源区，电价比较高。

这个项目我们现在在做的，背景不详细介绍了，装了18台NEG麦康750机组，风场风速不详细介绍了。将原机组拆除后，在原机位中选择5个点位，安装4台3.0MW的机组和1台1.5MW机组，升级替代后总容量保持不变（13.5MW），节省了13个机位的土地面积，可以还林还草还生态。

风场平均风速在7.34米和8.43米之间，这个风场风速还是非常好的，电价在7毛1左右。运行了10年。根据现场一些风资源的情况，因为风速比较大，在东南沿海地区对更换的机组确定选为是抗台风型的风机，具体风机型号是1.582，本次选用明阳机组，具体为 MY1.5-82，2.0-104，3.0-121的3种抗台风机型，机型的主要技术参数、当地空气密度下动态功率曲线图、推力系数曲线图如右表，这是这7种方案，从风机的安全可靠包括发电量，包括业主的投入资本回收周期，最终选择这个方案。

这是现场的风机分布图，右边是前后置换后的发电小时数的对比，原来是2501个小时，置换之后是3240小时，增加了800小时。这是风电场技改之后推算的发电量的成果表，因为项目马上就要实施了，原来计划10月份开展，后来由于业主流程问题时间往后顺延了，今年年底肯定是要开工的。

我直接把这三个部分给大家介绍一下，一共是5台风机，总计5855个小时，技改之后理论的发电量，最后是发电小时数，平均发电小时数是3243，是理论推算的效果表。

这是它的经济性分析，包括投入回收周期计算，不详细介绍了，我的演讲到此为止，谢谢大家。