新能源集控平臺(tái)風(fēng)電對(duì)標(biāo)管理工具研究

華電內(nèi)蒙古新能源公司 文奇

新能源集控平臺(tái)風(fēng)電對(duì)標(biāo)管理工具研究

華電內(nèi)蒙古新能源公司 文奇

本文通過對(duì)集控平臺(tái)風(fēng)電對(duì)標(biāo)管理工具的研究，找到了風(fēng)電機(jī)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化、可利用率、能量利用率、棄風(fēng)率4個(gè)最有效的對(duì)標(biāo)管理工具，對(duì)公司提質(zhì)增效、精益化管理可發(fā)揮出重要的作用。

集控平臺(tái)；對(duì)標(biāo)管理工具；風(fēng)電機(jī)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化；可利用率

一、集控平臺(tái)的現(xiàn)狀

現(xiàn)在國內(nèi)新能源發(fā)電企業(yè)正在適應(yīng)行業(yè)高速發(fā)展的需要，建立新能源遠(yuǎn)程集控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場的“遠(yuǎn)程集控、少人維護(hù)”目標(biāo)。為企業(yè)提質(zhì)增效、降低運(yùn)行人員占比、提高設(shè)備維護(hù)水平起到了積極的作用。國內(nèi)現(xiàn)有遠(yuǎn)程集控平臺(tái)普遍的技術(shù)含量較低，功能有限。很多只是簡單的把現(xiàn)場的SCADA功能遷移到集控中心，對(duì)在集控模式下的管理工具研究較少，集控平臺(tái)的優(yōu)勢沒有得到深入的挖掘。

由于目前風(fēng)電場在建設(shè)地點(diǎn)的周邊環(huán)境、風(fēng)速、氣候等條件的不同，采用的風(fēng)機(jī)廠家也不同，配套使用的風(fēng)機(jī)監(jiān)控軟件也不盡相同，造成集控平臺(tái)信息資源之間的傳遞存在很大的時(shí)間差，很難在短時(shí)間內(nèi)對(duì)生產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題做出及時(shí)的分析，往往不能及時(shí)解決問題，不能很好將各處風(fēng)況等資源整合、利用，未充分發(fā)揮管理環(huán)節(jié)的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、高效。時(shí)下新能源企業(yè)對(duì)生產(chǎn)管理要求日益提高，為此我們需要應(yīng)用集控平臺(tái)的一些管理工具真正提高新能源企業(yè)的科學(xué)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。

二、風(fēng)電對(duì)標(biāo)管理工具的應(yīng)用

現(xiàn)在大型區(qū)域集控中心的接入機(jī)型種類都在10種以上，整個(gè)集團(tuán)集控平臺(tái)的接入機(jī)型種類可達(dá)40種以上。比如某區(qū)域遠(yuǎn)程集控中心就接入了17個(gè)風(fēng)電場，有華銳、南車、歌美颯、明陽、東汽、聯(lián)合動(dòng)力、運(yùn)達(dá)、華儀、海裝、金風(fēng)、太重等多種機(jī)型，機(jī)組臺(tái)數(shù)達(dá)到1300多臺(tái)。要對(duì)這么多機(jī)型和機(jī)組進(jìn)行統(tǒng)一集中的對(duì)標(biāo)管理，如果沿用廠家自身的一些指標(biāo)，會(huì)帶來標(biāo)準(zhǔn)不一致和統(tǒng)計(jì)困難的問題。需要對(duì)集控平臺(tái)的對(duì)標(biāo)管理工具進(jìn)行研究和應(yīng)用。

圖1 風(fēng)機(jī)8種狀態(tài)流程圖

常用的風(fēng)電機(jī)組的對(duì)標(biāo)指標(biāo)有平均風(fēng)速、發(fā)電量、運(yùn)行小時(shí)數(shù)、并網(wǎng)小時(shí)數(shù)、停機(jī)次數(shù)、停機(jī)小時(shí)數(shù)、故障次數(shù)、故障小時(shí)數(shù)、維護(hù)次數(shù)、維護(hù)小時(shí)數(shù)、等效利用小時(shí)、可利用率、棄風(fēng)電量、棄風(fēng)率等。通過對(duì)對(duì)標(biāo)指標(biāo)的分析、分類和優(yōu)化，提取風(fēng)電機(jī)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化、可利用率、能量利用率、棄風(fēng)率作為集控平臺(tái)的對(duì)標(biāo)工具。

三、集控平臺(tái)風(fēng)電對(duì)標(biāo)管理工具的研究

圖2 能量利用率圖

風(fēng)電機(jī)狀態(tài)是對(duì)標(biāo)的基礎(chǔ)，很多對(duì)標(biāo)工具都會(huì)引用風(fēng)電機(jī)的狀態(tài)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)定義和狀態(tài)類型各不相同，比如南車風(fēng)電機(jī)狀態(tài)有S0-開始、S1-故障、S2-主程序、S3-初始化、S4-準(zhǔn)備、S5-啟動(dòng)、S6-保留、S7-發(fā)電、S8-重啟、S9-結(jié)冰、S10-設(shè)置、S11-狀態(tài)檢測、S12-風(fēng)速過高、S13-服務(wù)、S14-慢停、S15-機(jī)艙復(fù)位；歌美颯風(fēng)電機(jī)狀態(tài)有S0-急停、S25-停止、S50-暫停、S75-準(zhǔn)備、S100-運(yùn)行、S125-服務(wù)。給狀態(tài)統(tǒng)計(jì)工作帶來很大的困難，需要對(duì)風(fēng)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化才能應(yīng)用到對(duì)標(biāo)管理中。通過調(diào)研分析，集控平臺(tái)將風(fēng)機(jī)狀態(tài)劃分為4大類8個(gè)狀態(tài)。有S0-通訊中斷、S1-待機(jī)、S2-運(yùn)行、S3-調(diào)度限負(fù)荷、S4-自身限負(fù)荷、S5-調(diào)度停機(jī)、S6-故障停機(jī)、S7-檢修停機(jī)。其特點(diǎn)就是“3停2限”，將導(dǎo)致停機(jī)和限負(fù)荷的狀態(tài)按調(diào)度、設(shè)備、檢修屬性進(jìn)行細(xì)化。具體流程圖如圖1所示。

風(fēng)電機(jī)的可利用率定義為在統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，除去風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因維修或故障未工作的時(shí)數(shù)后余下的時(shí)數(shù)與這一期間內(nèi)總時(shí)數(shù)的比值，用百分比表示，用以反映風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性。標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)機(jī)設(shè)備可利用率公式為：。其中，T表示統(tǒng)計(jì)時(shí)段的日歷小時(shí)數(shù)，A表示因風(fēng)機(jī)維修或故障未工作小時(shí)數(shù)。停機(jī)小時(shí)數(shù)A不包括以下情況引起的停機(jī)時(shí)間：（1）電網(wǎng)故障（電網(wǎng)參數(shù)在風(fēng)電機(jī)技術(shù)規(guī)范范圍之外）；（2）氣象條件（包括環(huán)境溫度、覆冰等）超出機(jī)組的設(shè)計(jì)運(yùn)行條件，而使設(shè)備進(jìn)入保護(hù)停機(jī)的時(shí)間；（3）不可抗力導(dǎo)致的停機(jī)。如果按照風(fēng)電機(jī)自身狀態(tài)計(jì)算，每種風(fēng)電機(jī)都需要一個(gè)計(jì)算公式，而且由于廠家的狀態(tài)定義不一致，最后得出的可利用率也有差距。

風(fēng)電機(jī)組能量利用率是風(fēng)電機(jī)組實(shí)發(fā)電量和理論發(fā)電量的比值，是一個(gè)表示風(fēng)電機(jī)捕獲風(fēng)能的指標(biāo)，如果可利用率可以表示設(shè)備的健康水平的話，能量利用率則可以表示出設(shè)備的發(fā)電能力，為精益化運(yùn)行分析提供了可行的手段。標(biāo)準(zhǔn)的能量利用率公式為：。Ez-實(shí)發(fā)電量、Ey-應(yīng)發(fā)電量。應(yīng)發(fā)電量通常有以下幾種算法：；Ey =典型風(fēng)機(jī)平均利用小時(shí)×機(jī)組容量；Ey =Σ（某風(fēng)速小時(shí)數(shù)×某風(fēng)速下對(duì)應(yīng)功率曲線值），這幾種算法都不太準(zhǔn)確。

風(fēng)電機(jī)組的棄風(fēng)率表示棄風(fēng)電量占應(yīng)發(fā)電量的比重，用來表示風(fēng)電場棄風(fēng)水平。標(biāo)準(zhǔn)的棄風(fēng)率公式為：。EΔ-棄風(fēng)電量，Ed-典型風(fēng)機(jī)發(fā)電量、Sd-典型風(fēng)機(jī)容量、nd-典型風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)、Ez-全場發(fā)電量、Sz-全場容量。用此方法計(jì)算出的棄風(fēng)率誤差較大。

四、對(duì)集控平臺(tái)風(fēng)電對(duì)標(biāo)管理工具的結(jié)論

通過風(fēng)電機(jī)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化、可利用率、能量利用率、棄風(fēng)率4個(gè)最有效的對(duì)標(biāo)管理工具，引入“8個(gè)狀態(tài)”、“3停2限”、“狀態(tài)標(biāo)簽”等概念。使的集控平臺(tái)的對(duì)標(biāo)工作有了一套系統(tǒng)的、標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)范的、易用的管理工具，在公司的經(jīng)濟(jì)分析、營銷決策、提質(zhì)增效、精益化管理中發(fā)揮出重要的作用，進(jìn)一步提高了集控平臺(tái)的應(yīng)用化水平，值得廣大新能源發(fā)電企業(yè)借鑒和推廣。

[1]《新能源風(fēng)云集控平臺(tái)產(chǎn)品說明書V7．0(CHD)》國電南自公司

[2]《新能源風(fēng)云集控平臺(tái)產(chǎn)品計(jì)算說明書》國電南自公司