2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風(fēng)電設(shè)備智能運維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。
在20日上午召開的風(fēng)電機組優(yōu)化升級專題論壇上，北京天潤新能投資有限公司首席數(shù)據(jù)分析師劉磊發(fā)表了《發(fā)電性能影響因素&增功驗證》的主題發(fā)言。
以下為發(fā)言全文：
劉磊：大家早上好，今天由我給大家?guī)碓龉︱炞C評估方法，首先快速介紹一下天潤新能，我們是金風(fēng)科技的全資子公司，在去年發(fā)出了200億度的綠色電能，同時還在售電市場上超過200億度的售電交易，目前管理著超過12吉瓦的可再生能源能源。作為業(yè)主，風(fēng)電場的增功手段是跟經(jīng)濟模型匹配在一起的，在經(jīng)濟模型建立過程中更關(guān)鍵的因素叫做增功效果該如何評估，很多非常好的增功手段，但是缺乏好的評估效果，就造成了賣產(chǎn)品的人和買產(chǎn)品的人都心存疑慮，我們也面臨這樣的問題。
現(xiàn)在市場上比較多的增功方法是軟升級，意思就是不加裝太多的硬件，只在軟件上面進(jìn)行操作和更改就可以了。還有一種叫做硬升級，是改變了一些硬件的措施，主要還是氣動方面的改變，或者上大壓小的方式，通過加長葉片，換大電機。還有一種軟硬兼施，比較常見的是激光雷達(dá)。既要改變控制策略，又要增加相關(guān)的措施，所以這種叫硬升級。不管是軟升級和硬升級，面臨的問題是應(yīng)該怎么對升級的效果進(jìn)行評估。傳統(tǒng)的功率曲線IEA61400-21這種，在風(fēng)機前面立個測風(fēng)塔，用測風(fēng)塔來進(jìn)行測試，它現(xiàn)在的主要問題就是費用比較高，平坦地形加上測風(fēng)費用要50萬，復(fù)雜地形由于地形標(biāo)定的因素要到80萬，這還沒有算停機損失的費用。而且它還有個問題，全場進(jìn)行升級評估，每次只能測一到兩臺，測試周期比較長，根據(jù)風(fēng)況3到6個月。最重要的問題不是確定度，功率曲線的單點不確定度可以達(dá)到7%到10%，折合成年AEP年發(fā)電量不確定會到5%到12%，如果是通過軟件方式增功評估，增功效果只有1%或者2%，帶有非常大的不確定性度，結(jié)果會非常難受。
其實國外的業(yè)主也面臨這樣的問題。GE比較喜歡用的手段，就是切換法，對于軟升級來說，可以把軟升級開半小時關(guān)半小時循環(huán)。然后把所有開的數(shù)據(jù)作為一個數(shù)據(jù)集，把所有關(guān)的數(shù)據(jù)作為一個數(shù)據(jù)集，這種方法我個人是比較認(rèn)可的。第一不用立測風(fēng)塔，第二沒有增加額外的測試手段，就僅針對這臺風(fēng)機而言，半小時的切換或者一小時，同時避免了由于風(fēng)向、空氣密度所帶來的變化。如果測的時間夠長的話，開關(guān)法是可以的。
這是一個激光雷達(dá)的案例，一般到了某個風(fēng)速段，激光雷達(dá)作用就開始，在過渡段的時候，綠顏色會給這條功率曲線帶來比較好的發(fā)電量提升，這是我們經(jīng)常用的切換法。另外一個就是Side By side的方法，簡單來說就是在被測風(fēng)機旁邊，把另外一臺風(fēng)機作為它的參照數(shù)，建立它的函數(shù)傳遞關(guān)系，得到這個方法，這種方法有一個問題，左邊這個只適用于軟切換，右邊這個可能一個升級才花了十萬二十萬，但是它做一個測試就要花二十萬，所以這個方法也沒有得到很好的推廣。
我們原來認(rèn)為風(fēng)就是風(fēng)速加風(fēng)向，叫風(fēng)資源包。有相同風(fēng)資源包情況下，有更多的輸出，增功就是有效的。怎么樣認(rèn)定風(fēng)資源包？先對SCADA數(shù)據(jù)可采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類，對它進(jìn)行了排列組合，比如說45號機組風(fēng)速+溫度+湍流這三個可以使值最小，它對你發(fā)電量的預(yù)測是最準(zhǔn)的，可能有的機組位于風(fēng)電場的邊緣，可能對風(fēng)向因素會更敏感，所以先統(tǒng)計敏感性，最終選取的是紅顏色是升級前的數(shù)據(jù)樹，黑顏色是升級后的數(shù)據(jù)集。選取了風(fēng)流+溫度+湍流之后，把多余的數(shù)據(jù)都剔掉，相同的輸入看輸出怎么樣。這個里邊有幾點步驟，首先確定基準(zhǔn)平均期，確定環(huán)境向量，尋找相同的環(huán)境變量。計算功率提升效果，就是用這種方法。
問題點，第一是嚴(yán)重依賴了環(huán)境向量測量準(zhǔn)確性，如果在測試過程中換了個風(fēng)速儀，基本就白費了。沒有數(shù)據(jù)也不行，同時要知道升級詳情。對于沒有重疊到的環(huán)境如何計算，外推時應(yīng)該采用什么樣的方法，結(jié)冰對風(fēng)速又會帶來很大的影響。我們用這種方法還有一個好處，第一只依靠SCADA數(shù)據(jù)，第二可以批量的評估，這在統(tǒng)計學(xué)上面是有意義的，我們對剛才風(fēng)電場66臺機組進(jìn)行評估完之后，發(fā)現(xiàn)它的第一次升級和最后一次升級其實沒有特別大的作用，但第二次整場軟件升級是有效果的，所以帶來了全場8.1%的發(fā)電量提升。
最后簡單進(jìn)行一下總結(jié)，第一對于風(fēng)機技術(shù)來說，如果想精準(zhǔn)的進(jìn)行增功評估，首先機組要對結(jié)冰有精準(zhǔn)的識別，把數(shù)據(jù)剔掉第三風(fēng)電場其他信息，包括刷機記錄、測風(fēng)塔信息、備件消耗、故障率需要記錄，有可能增功是成功了，結(jié)果備件消耗上升了，這種是要做增功評估的。第三經(jīng)濟模型中需要引入更多的變量，還要看年季變化、還要延壽，比如增功增了三年，壽命減了兩年，也是不合適，所以合理的評估方法。我們這邊總結(jié)出來的方案就是第一要基于風(fēng)資源包，同時用實際發(fā)電量來和它進(jìn)行相互的見證，我們現(xiàn)在用這種方法已經(jīng)可以批量對風(fēng)電場進(jìn)行評估，希望這個方法可以在業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣，可以讓好的技術(shù)能在風(fēng)電上面，而不是大家算不清楚而推廣不開來，謝謝大家。
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
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