風速不佔優,如何成為全省發電第一?

2020-12-05 全國能源信息平臺

【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】

平價時代如何發掘低風速開發潛力,在連雲港和風灌西項目上可以得到一些啟示。

「平價上網」背景下,「三北」地區因其良好的風況與自然條件受到市場關注,而中東南部集中式風電項目因風資源較差,似乎無法滿足開發者投資收益的要求。那麼,低風速地區風電發展,在實現平價後就真的無可奈何了嗎?

近日,江蘇省國網公司完成了2019年陸上風電項目的運行數據對標,連雲港和風灌西的風電場(下稱「和風灌西項目」)在風速不佔優的情況下,折算滿發利用小時數實現全省第一,達到2471.88h。綜合微觀選址覆核報告與2019年實際情況反算,該項目已基本符合平價項目收益要求。

這給我們以啟迪:通過技術創新挖潛,一些低風速項目開發建設也可以在平價下實現投資收益。

↑和風灌西風電場

2019年的江蘇,顯然更考驗項目的低風速發電能力。據《中國風能太陽能資源年景公報(2019年)》顯示,2019年是江蘇省的「小風年」:該省70m高度年平均風速與年平均風功率密度相比常年平均值偏小2.3%與6.7%。

和風灌西項目能夠在「小風年」取得上述成績,與業主優秀的管理密不可分。而其全部機組所搭載的TurbineBoost數位化控制技術,也是實現更高發電量的重要原因之一。

TurbineBoost由YawPlus、槳距角最優值、增益最優控制、能耗優化、啟停機優化、切入轉速優化、暴風算法、PowerShoot等一系列控制技術功能模塊所組成,是金風科技智能風機實現發電性能最優的「中樞神經」。這其中,YawPlus的發電量提升能力尤其值得關注。

通過仿真計算和對測試結果分析,風電載荷與系統控制工程師們提出,如果偏航的對風角度與來流方向不對正,會造成明顯的機組功率損失,大大影響機組發電能力。

為解決這個問題,工程師們進一步研究發現,偏航角度與功率損失之間的符合某種函數關係,從而針對這種偏差所造成的發電量損失問題,研究出多種手段實現偏航對風偏差的矯正:

一類是利用傳感器測量偏差角度值進行矯正,另一類通過回歸分析或其他機器學習方法建模的手段,對搜集到的數據進行擬合分析後,計算出不同風速段的偏差值。其中第二種方法,又可分為場級矯正和單機矯正兩種。

↑不同年均風速下相同偏航角度對功率的影響程度對比與不同仿真工具結果、實測結果擬合曲線以及正弦曲線的對比(引自DNV-GL Report)

金風科技YawPlus的優勢在於,充分掌握並無縫整合實現了上述兩大類手段的三種方法,推動了這項技術的產品應用和效果驗證,使金風科技智能風機獲得了從單機到整場實現偏航對風偏差校正的能力。

無論機組最終切換採用了上述哪種方式,YawPlus技術都能夠幫助在役機組在現有基礎上顯著提升發電量。此外它還有另一個值得關注作用:由於該技術能改善因控制環境設定和參數匹配無法達到理想狀態值而造成的性能狀態次優折減,對新建項目而言,有利於降低產能影響的不確定性。

2019年,金風科技在TurbineBoost的基礎版本上,結合運行條件對和風灌西項目進行了針對性優化,使46臺機組的發電能力得到進一步的提升。

↑和風灌西項目TurbineBoost技術性能優化

當然,TurbineBoost乃至YawPlus的升級應用,是和風灌西項目發電量超出設計預期的重要因素,但不是唯一的技術因素。

和風灌西項目全部採用了金風永磁直驅機組。該技術路線具有更寬的調速範圍,能更好地利用低風速區間的風能,降低啟停機影響,相比普通機型效率提高約3%~5%。同時,優秀的供應鏈與質量管控體系、全面的服務能力、根據江蘇電網考核要求採用針對性策略的金風新能源場站能量管理系統以及永磁直驅機組簡單的結構,也使得運行在和風灌西項目中的機組更為可靠,電量損失更少。2019年和風灌西設備可利用率達到99.57%,且因電網調度損失電量由10萬~20萬kWh/月降至1萬kWh/月,均遠超項目設計預期。

對風有著更充分理解的智能化軟體,與更高效可靠的硬體協力配合產生的發電量提升能力,在2019年的江蘇被充分體現出來:

在風速明顯偏低的2019年,江蘇省年利用小時數排名前10的項目中有7個採用了金風科技機組。此次對標中可利用率排名第一的大中風電項目,也同樣採用了金風科技永磁直驅機組。

↑和風灌西風電場

和風灌西項目的成功案例提醒我們,未來的低風速市場並不是毫無機會,而是要努力推動技術創新,充分發掘軟硬體潛能:在軟體上對風有充分的理解,智能化上有更強的針對性策略,應用時真的起到「四兩撥千斤」的作用;在硬體上實現設計的簡單可靠,整機性能的高效,質量能夠經得起時間的考驗——最終在軟、硬體協同工作的過程中,更快更多捕捉風能、提取電量,並有效控制成本,推動收益跑贏電價。

正如多位行業專家所提到的,平價時代的風電發展更多地需要依託於技術進步。對低風速地區風電的下一步發展,我們可以少一點畏懼,多一些信心,通過不斷地探索實踐,終將戰勝困難,迎來新藍海。

免責聲明:以上內容轉載自每日風電,所發內容不代表本平臺立場。全國能源信息平臺聯繫電話:010-65367702,郵箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝陽區金臺西路2號人民日報社

相關焦點

  • 風速傳感器在太陽能發電站的應用技術解決方案
    當能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸,越來越多的國家開始開發太陽能資源,從而尋求經濟發展的新動力。中國蘊藏著豐富的太陽能資源,其中光伏發電產業於20世紀70年代起步,90年代中期進入穩步發展時期,太陽能電池及組件產量逐年穩步增加。
  • 中國排名世界第一!看中國風力發電有多強?到底什麼是風力發電?
    如此巨大的能量不要白不要,所以他們就利用一些小型風力發電裝置,廣泛在多風的海島和偏僻的鄉村使用,把風的動能轉變成機械動能,再把機械能轉化為電力動能供人們使用。中國風電世界第一我國的風電發展起步於上世紀八十年代,而當時一些歐美國家已經具有很大規模的風力發電場了,我們只好請外國的專家來幫我們搞,幫我們建設。
  • 英特爾進擊新能源發電,看AI如何預測風力發電功率
    ,助力電力企業顯著提升發電效率。 不過,與常規能源發電相比,以風力發電、光伏發電為主的新能源在發電生產過程中容易受到風速、風向、日照、氣溫、氣壓等環境因素的影響,其隨機性、波動性與不可控性比較大。大規模新能源併入電網會給系統的穩定運行以及電力調度帶來巨大挑戰。 如何將通過大規模新能源發出來的電接入電網高效輸送並使用,成為一大難題。
  • 全省落差最大水電站發電
    本報訊20日,落差達610米、裝機8200千瓦,集發電、蓄水、調峰功能於一體,建於炎陵縣策源鄉的梨樹洲電站併網發電。梨樹洲電站是全省落差最大的水電站。  經水利部批准,炎陵於2001年被列為「十五」期間全國重點建設的400個水電農村電氣化縣之一。
  • 我們離颱風發電還有多遠?
    最重要的是,當葉片和中心輪轂組成的風輪成為風能的捕獲部件時,整個風力發電系統不再遵循普通發電機的運行規律,風輪葉片對應的空氣動力學特徵成為了風電機組的核心元素。無風靜止區(風速在無風與切入風速之間):無風或來流風速過小,風力機風輪靜止或緩慢旋轉,此時,發電機未進入運行區間,不產生電流;功率提升區(風速在切入風速與額定風速之間):隨著風速的增加,風輪進入平穩旋轉狀態,機組在該區域開始進行發電,並且輸出功率隨風速的增加逐漸提升;功率恆定區
  • 我們離颱風發電還有多遠?-虎嗅網
    最重要的是,當葉片和中心輪轂組成的風輪成為風能的捕獲部件時,整個風力發電系統不再遵循普通發電機的運行規律,風輪葉片對應的空氣動力學特徵成為了風電機組的核心元素。>:當風速繼續增大,當超過機組的停機風速時,風力機進行剎車制動,風輪立即停止轉動,機組停機停止發電。
  • 突破 | 國內首家磁懸浮垂直軸微風發電項目開工建設
    6月6日上午,由匯民新能源投資集團和中韓亞泰集團聯合研發生產的國內首家磁懸浮垂直軸微風發電項目發電機塔安裝慶典儀式在河南省宜陽縣柳泉鎮丁灣村舉行,這標誌著我國最先進的微風發電項目正式開工建設;該項目的投產為實現國內新型風機製造產業化,打造綠色新型清潔能源基地,建設美麗中國做出更大的貢獻。
  • 颱風能量超過原子彈,我們離颱風發電還有多遠?
    最重要的是,當葉片和中心輪轂組成的風輪成為風能的捕獲部件時,整個風力發電系統不再遵循普通發電機的運行規律,風輪葉片對應的空氣動力學特徵成為了風電機組的核心元素。,大致可以將其運行狀態分成四個階段: 無風靜止區(風速在無風與切入風速之間):無風或來流風速過小,風力機風輪靜止或緩慢旋轉,此時,發電機未進入運行區間,不產生電流; 功率提升區(風速在切入風速與額定風速之間):隨著風速的增加,風輪進入平穩旋轉狀態,機組在該區域開始進行發電
  • 超聲波風速傳感器 CV7-OEM的特點及應用
    在眾多可再生能源中,風力發電技術是目前為止最適用於大規模發電的技術之一,而在風力發電中應用電力電子技術,能使風電機組的運行特性大為改善,在風電併網及正常運行中也發揮著重要作用。 隨著傳感器技術的發展和進步,其越來越的傳感器技術被運用到電力行業,並且在促進電力運行質量提高和效益提升方面發揮著重要作用。下面一起看看超聲波風速傳感器在風力發電中的應用吧。
  • 測量風速風向 超聲波儀器顯神威
    超聲波風速風向儀是利用超聲波在空氣中的傳播時間差來測量風速及風向的測量儀器,與傳統的機械式風速風向儀相比,具有磨損小、使用壽命長、響應速度快等特點,是目前為止適應環境程度最高的氣象監測設備,特別是一些精度要求比較嚴苛的環境情況都可以使用,類似於飛機場,船舶航行,軍事野戰實戰環境,風力發電等
  • 河南三市爭上風力發電項目 專家質疑風不足(圖)
    2004年5月,河南省發改委與河南省氣象局根據「乘風計劃」要求,對全省各地的風力進行普查。  2004年6月,南陽市和方城縣氣象局獲得這一信息之後,建議方城縣委、縣政府抓住機遇,對方城風力資源特別是大風口的風力進行詳細的普查,發展風力發電站。方城縣委、縣政府立即成立了「方城縣大項目建設指揮部」,對方城縣的風力進行普查。
  • 產業之問|風力發電產業:江蘇省是風電行業黑馬? 當之無愧!
    本篇將從江蘇省風力發電行業整體發展現狀展開,深度解析江蘇省風力發電行業發展;並進一步了解江蘇省風力發電行業發展前景。此外,江蘇蘇東沿海海岸、灘涂和島嶼,年平均有效風能功率密度在200w/平方米左右,3~20m/s風速的年累積時數在5000h左右;在海上風電方面,江蘇還有海岸線以外領海基線以內的海洋內水2萬平方千米、12海裡寬的領海和12海裡寬的毗連區各約1萬平方千米,這些都是風能豐富地區。
  • 賀信| PM₂.₅平均濃度絕對值全省第一!改善幅度全省第一!華麗...
    賀信  南京市委、市政府:  2020年,南京市PM2.5平均濃度31微克/立方米,空氣優良天數比率83.1%,PM2.5平均濃度全省最低且改善幅度最大,成為我省PM2.5平均濃度率先達到環境空氣品質二級標準的城市之一;國省考斷面水質優Ⅲ比例保持100%,入江支流水質全部實現Ⅲ類及以上水平。
  • 江蘇分布式光伏發電裝機容量全國第一
    江蘇分布式光伏發電裝機容量全國第一北極星太陽能光伏網訊:11月4日,全球氣候變化《巴黎協定》生效,在無錫舉行的第八屆中國(無錫)國際新能源大會上,這則消息備受關注。應對全球氣候變化,我們能做些什麼?在屋頂上建個電站,也許是個不錯的選擇。
  • 用海洋風發電會否成為新潮流
    因此,這項研究得出的結論是:「北大西洋的風力發電能力足以為整個世界提供電力。」但需要強調的是,這些都是純粹的理論計算,它還會受到許多實際因素的影響,包括並非所有季節的風力都那麼強,而且目前如此大規模捕獲能量的技術還不存在,更不用說將其轉移到海洋上。
  • 風力發電機轉動速度那麼慢,還能大量發電,它是如何做到的?
    風能是一種清潔的可再生能源,風力發電就是在不破壞大自然生態的前提下,充分利用大自熱的力量,來獲取我們所需的電能,但很多人會疑問,風力發電機的扇葉轉動的那麼慢,它是如何發電的呢?風力發電就是把風的動能轉變成機械動能,再把機械能轉化為供我們生活所需的電能。風力發電機的葉片每分鐘轉到20圈左右,這速度看上去的確很慢,而它之所以葉轉動的那麼慢,是跟它自身的重量以及風速有很大的關係,風力發電機的扇葉一般有20多米長,這麼重的葉片,如果高速轉動的話,底座必然會無法承受其壓力而坍塌。
  • 風速15m/s?CW-15Q搭載雷射雷達如何作業
    使用起來,效果如何?故CW-15Q JoLiDAR-Mini雷射雷達掃描系統,成為我們此次項目首選。」將作業區域kml文件導入縱橫飛圖中,此時可手動生成航線,也可根據kml文件自動生成航線,可根據地形高差修改航線,以實現仿地飛行。
  • 分布式風力發電應用場景、原理、應用、國家政策
    恆速恆頻指在風力發電過程中,保持發電機的轉速不變,從而得到恆定的頻率。採用的恆速恆頻發電機存在風能利用率低、需要無功補償裝置、輸出功率不可控、葉片特性要求高等不足,成為制約併網風電場容量和規模的嚴重障礙。2、變速恆頻技術變速恆頻是指在風力發電過程中發電機的轉速可隨風速變化,通過其他控制方式來得到恆定的頻率。
  • 政策推動新能源發電產業高質量發展 青海成為國內第一大電源
    2015-2019年我國新能源棄電量及利用率情況數據來源:國網能源研究院 在各省市新能源發電裝機容量中,青海、甘肅成為第一大電源。數據顯示,截至2019年,青海新能源裝機容量佔全國一半的份額,為50%;其次是甘肅,新能源裝機容量佔比為42.2%。
  • 青島四大風電場迎黃金髮電期 大風車高百米(圖)
    眼下,進入春季的青島大風不斷,全市各大風電場的風車晝夜轉個不停,進入黃金髮電期,全市風力發電一天發電量便超過百萬度。近日,本報記者空拍了平度的雲山風電場,幾十臺不停旋轉的大風車一年可為3萬戶居民提供生活用電。