風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)及風(fēng)機(jī)運(yùn)行優(yōu)化的相關(guān)分析

王振

摘 要：本文主要針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)以及風(fēng)機(jī)運(yùn)行兩個(gè)方面進(jìn)行分析，前者包括風(fēng)力預(yù)測(cè)方式、基于風(fēng)速的預(yù)測(cè)形式以及優(yōu)化模式，后者涉及軸承間隙以及軸流風(fēng)機(jī)的內(nèi)容，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)功率預(yù)測(cè) 風(fēng)機(jī)運(yùn)維

中圖分類號(hào)：TM6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2020）06-0-01

引言

新形勢(shì)下，人們對(duì)于電力的需求量日趨增加，為在保證電量供應(yīng)充足的同時(shí)，控制對(duì)自然資源的使用量，利用可再生資源進(jìn)行發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電便是其中一種，因此，對(duì)該方面的研究具有實(shí)際意義。

一、風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)

1.風(fēng)力預(yù)測(cè)方式

目前，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)的方式主要有兩種，其一，物理預(yù)測(cè)方式，具體而言，需借助相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得到風(fēng)速、風(fēng)向以及氣溫等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)預(yù)測(cè)發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，最終借助專業(yè)的功率曲線得知輸出功率。此種預(yù)測(cè)形勢(shì)下，要求相關(guān)人員以具體的地形地勢(shì)、地表物體等構(gòu)件模型，同時(shí)還需對(duì)風(fēng)機(jī)的整體高度以及功率曲線、控制方案等實(shí)施建模。此種預(yù)測(cè)形式會(huì)受到其他因素的影響，其數(shù)據(jù)來(lái)源完全依靠天氣預(yù)報(bào)獲得，影響其預(yù)測(cè)的時(shí)效性，由此，物理預(yù)測(cè)方式多用于中期風(fēng)電場(chǎng)的預(yù)測(cè)任務(wù)中。其二，統(tǒng)計(jì)方式，相關(guān)人員可直接借助NWP獲取相關(guān)信息，實(shí)際采用的統(tǒng)計(jì)方式有灰色預(yù)測(cè)、時(shí)間預(yù)測(cè)和概率預(yù)測(cè)等手段。其中的時(shí)間預(yù)測(cè)形式，相較于其他形式較為單一，且最終僅能得到近期的發(fā)電功率信息，但其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較高，有利于進(jìn)行調(diào)整管控。技術(shù)人員可合理構(gòu)建線性聯(lián)系，能夠用函數(shù)表示。

2.風(fēng)速預(yù)測(cè)

在短期預(yù)測(cè)項(xiàng)目中，風(fēng)速預(yù)測(cè)方式主要有兩個(gè)部分，其一，技術(shù)人員應(yīng)借助既定的模型實(shí)施對(duì)機(jī)組的風(fēng)速和風(fēng)向進(jìn)行預(yù)測(cè)，其二，使用功率曲線得到最終的結(jié)果。目前對(duì)于風(fēng)速的預(yù)測(cè)仍受到諸多因素的影響。首先，現(xiàn)場(chǎng)的客觀環(huán)境對(duì)計(jì)算結(jié)果具有較大的影響，如地形、地表物體等都會(huì)形成不同程度的干擾。目前，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中風(fēng)輪直徑達(dá)到一百米以上，處于上風(fēng)向的風(fēng)機(jī)對(duì)于下風(fēng)向發(fā)電機(jī)組會(huì)產(chǎn)生影響，由此，提高該項(xiàng)工作的難度。其次，實(shí)際風(fēng)能和所處環(huán)境中的風(fēng)速預(yù)計(jì)空氣密度有直接關(guān)系，發(fā)電機(jī)組所處環(huán)境中的溫濕度、氣壓等會(huì)使其發(fā)電能力出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，極易影響到預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。最后便是資金方面的問(wèn)題，各地設(shè)施的氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備受到建設(shè)成本的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍地全覆蓋，且部分地區(qū)地形變化較大，使相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)不具有代表性。總體而言，由于機(jī)組設(shè)備所處的客觀環(huán)境較為復(fù)雜，影響預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，大幅度提高該項(xiàng)工作的開(kāi)展難度[1]。

3.改進(jìn)方式

影響預(yù)測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵在于客觀環(huán)境、數(shù)據(jù)傳送形式以及測(cè)風(fēng)設(shè)施建設(shè)問(wèn)題等，導(dǎo)致最終計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況存在一定差距。由此，若想提升預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況合理調(diào)整數(shù)據(jù)模型，以提高預(yù)報(bào)NWP的準(zhǔn)確程度，以免在突遇不良天氣狀況時(shí)，預(yù)算結(jié)果精準(zhǔn)度出現(xiàn)過(guò)大的波動(dòng)。另外，應(yīng)提高NWP數(shù)據(jù)的時(shí)效性，確保其更新速度，借助現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效控制，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，有助于提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，為提升該項(xiàng)工作的工作質(zhì)量和效率，相關(guān)人員應(yīng)綜合使用多種預(yù)測(cè)方式，有利于提高預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)信息的科學(xué)性和準(zhǔn)確度，此外，應(yīng)提高數(shù)據(jù)更新的頻率，確保短期預(yù)測(cè)的效果。

二、風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行優(yōu)化

1.滾動(dòng)軸承縫隙

風(fēng)機(jī)該部分的縫隙有兩種呈現(xiàn)形式，分別為橫向和縱向，實(shí)際安設(shè)期間，部分計(jì)算人員缺少應(yīng)有的職業(yè)素質(zhì)，其本身的能力是無(wú)法完成該項(xiàng)工作，難以達(dá)到既定的安裝標(biāo)準(zhǔn)，由此造成軸承之間形成不合理的縫隙間距，影響其旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，大幅度提高軸承的運(yùn)作受損程度，不僅縮短構(gòu)件的使用周期，還會(huì)浪費(fèi)大量的資源。為減少異常情況出現(xiàn)的次數(shù)，需提高對(duì)該構(gòu)件前期設(shè)計(jì)階段的重視程度，合理連接各個(gè)步驟，通過(guò)優(yōu)化前期的作業(yè)方案。具體而言，相關(guān)人員需結(jié)合風(fēng)機(jī)使用的實(shí)際狀況，如在溫度較高且風(fēng)速較快的環(huán)境下，可選用縱向間隙較大的構(gòu)件，反之，若安裝項(xiàng)目的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較高，則要選用間隙較小的構(gòu)件，以此來(lái)減低機(jī)械故障的發(fā)生概率。

2.軸流風(fēng)機(jī)

目前，部分風(fēng)機(jī)設(shè)施在實(shí)際運(yùn)作期間仍存有諸多不足，其中軸流風(fēng)機(jī)處于整個(gè)設(shè)備較為里面的位置，即使出現(xiàn)運(yùn)行異常，常規(guī)的檢查活動(dòng)是難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)的，同時(shí)該部分極易受到溫度的影響，產(chǎn)生運(yùn)行異常的關(guān)鍵在于系統(tǒng)中前期電源設(shè)計(jì)以及裝設(shè)操作不當(dāng)引發(fā)的故常問(wèn)題，造成該構(gòu)件無(wú)法正常穩(wěn)定運(yùn)行。其中，加油箱出現(xiàn)問(wèn)題的次數(shù)較多，此部分發(fā)生異常情況，極大降低安全系數(shù)，因此，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)該方面的管理，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。在實(shí)施加油作業(yè)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)提高作業(yè)的規(guī)范性，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)的說(shuō)明書進(jìn)行，若加油量超過(guò)一定值，會(huì)使該部分出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況，但通常情況下，高溫狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間較短。此外，相關(guān)人員應(yīng)定期檢查冷卻設(shè)備的運(yùn)行情況，風(fēng)機(jī)由于長(zhǎng)期運(yùn)行，往往會(huì)引發(fā)高溫的情況，甚至出現(xiàn)一百攝氏度的高溫，出現(xiàn)此種情況的主要原因是冷卻設(shè)備出現(xiàn)異常。在進(jìn)行日常管理維護(hù)工作時(shí)，若發(fā)現(xiàn)加油量以及冷卻設(shè)備無(wú)故障，仍處于高溫狀態(tài)，技術(shù)人員便需對(duì)軸承箱進(jìn)行檢測(cè)，以找出高溫原因[2]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，優(yōu)化發(fā)電功率預(yù)測(cè)以及風(fēng)機(jī)維護(hù)工作有助于保持電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。由此，相關(guān)企業(yè)可通過(guò)調(diào)整升級(jí)技術(shù)，提升自身的相關(guān)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)水平?，F(xiàn)階段，有多種預(yù)測(cè)功率的模式，希望未來(lái)能夠提高長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度。

參考文獻(xiàn)

[1]郭海思，何慧，包大恩.風(fēng)電機(jī)組理論發(fā)電功率計(jì)算及對(duì)比優(yōu)化[J].電力與能源，2019，40（03）：339-343.

[2]張小奇，張振宇，孫驍強(qiáng)，等.基于機(jī)群劃分方法的風(fēng)電場(chǎng)理論發(fā)電功率計(jì)算研究[J].高電壓技術(shù)，2019，45（01）：284-292.