2016年11月3日，在“2016中國風(fēng)電電氣裝備技術(shù)高峰論壇”上，中國質(zhì)量認(rèn)證中心（CQC）風(fēng)能事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)趙玉為與會(huì)者講解了風(fēng)電機(jī)組性能分析及優(yōu)化，并介紹了型式認(rèn)證解決的主要問題。
以下是主要的演講內(nèi)容（現(xiàn)場(chǎng)筆錄）：
因?yàn)楝F(xiàn)在在2014年9月5號(hào)，國家能源局發(fā)表412號(hào)文件之后，型式認(rèn)證就成了業(yè)主采購的一個(gè)基本招標(biāo)條件，業(yè)主就開始說我們采購機(jī)組都有證書了，為什么機(jī)組的性能還是不好呢？現(xiàn)在我就解釋一下這個(gè)型式認(rèn)證其實(shí)它解決的不是機(jī)組的性能好壞，它解決的是機(jī)組的安全性能，保證20年的理論壽命。
所以我就首先講一個(gè)我們先拋開機(jī)組性能分析來講，就是建的這個(gè)機(jī)組是安全的、可靠的，這樣再考慮這個(gè)是好的機(jī)組。所以就看當(dāng)整機(jī)企業(yè)給我們提交1GB這么大文件之后，其實(shí)他提交的這些文件都是從設(shè)計(jì)評(píng)估，也是它的載荷和強(qiáng)度，也是評(píng)估它的安全，型式試驗(yàn)也是和安全有關(guān)，當(dāng)與性能有關(guān)的其實(shí)還是作為可選項(xiàng)來進(jìn)行的，所以業(yè)主拿到的這張型式認(rèn)證書只證明它的安全性是滿足了要求，其實(shí)可靠性基本上涉及的并不多。
這邊放的項(xiàng)目認(rèn)證書是機(jī)組在設(shè)計(jì)的時(shí)候是基于一系列的假定條件，假定的空氣密度，假定的環(huán)境條件，在這些假定條件下設(shè)定的2MW機(jī)組，但是實(shí)際差距比較大，所以還需要對(duì)場(chǎng)地做評(píng)估。這樣還是為了滿足機(jī)位點(diǎn)的安全性能，截止到目前為止，我們對(duì)這個(gè)性能其實(shí)在這張型式認(rèn)證書上是不太能體現(xiàn)到的，但是隨著業(yè)主越來越了解，想買一個(gè)好的機(jī)組，就開始來討論我們今天的主題就是性能指標(biāo)，就是我們現(xiàn)在做的安全性合格評(píng)定那張型式認(rèn)證書，僅僅解決了機(jī)組安全可靠運(yùn)行20年，與機(jī)組性能的指標(biāo)還是有區(qū)別的，這樣我們就可以分析到底哪些指標(biāo)可以體現(xiàn)機(jī)組性能?！ ?/div>
首先是機(jī)組的設(shè)計(jì)水平，有的機(jī)組從設(shè)計(jì)來說，理論的發(fā)電量在那兒擺著，有機(jī)組設(shè)計(jì)離理論偏差很遠(yuǎn)，這樣的機(jī)組肯定性能不會(huì)很好。機(jī)組的制造能力，有的機(jī)組制造能力確實(shí)不是特別好，這樣即使他設(shè)計(jì)了一些特別好的機(jī)組，它運(yùn)行的風(fēng)場(chǎng)與機(jī)組的設(shè)計(jì)也達(dá)不到，包括配套的零部件，包括機(jī)組環(huán)境條件對(duì)于機(jī)組的影響，如果我們拿一些常溫機(jī)組用在低溫環(huán)境下，它的性能必然大大打折扣，包括運(yùn)維能力，這些都直接關(guān)系到機(jī)組整體發(fā)電量，整體功率曲線，整體可利用率，先把影響機(jī)組性能這些方面甄別出來，再想如何來給它定指標(biāo)體系。
這是我們?yōu)槭裁船F(xiàn)在提這個(gè)事情，是因?yàn)樾褪秸J(rèn)證的基本能力已經(jīng)達(dá)到，從十幾年前大家不會(huì)計(jì)算載荷和強(qiáng)度，到現(xiàn)在基本上整機(jī)廠都開始有創(chuàng)新了，這個(gè)目的就是業(yè)主希望買到好的機(jī)組，我們?cè)僬业较嚓P(guān)的機(jī)組性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，在得到這些指標(biāo)之后它只是其中一個(gè)條件，其中我們就對(duì)這些指標(biāo)給出評(píng)價(jià)的方法，然后在找到這些指標(biāo)的時(shí)候還遇到一些問題，遇到這些問題如何解決，所以給了我們一個(gè)分析的案例。
當(dāng)我國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，現(xiàn)在裝機(jī)容量是全球第一，每年裝機(jī)容量也是穩(wěn)步上升，我們的機(jī)型特別眾多，這一點(diǎn)與國外不同，國外的機(jī)組比較單一，我們各式各樣的機(jī)組是特別多。不同的風(fēng)電場(chǎng)的性能水平不一樣，有的風(fēng)電場(chǎng)五年就收回成本了，有的風(fēng)電場(chǎng)十年也沒有達(dá)到一半的預(yù)期，當(dāng)機(jī)組發(fā)電量沒達(dá)到預(yù)期的時(shí)候，業(yè)主和整機(jī)廠都會(huì)關(guān)心這個(gè)問題，到底是機(jī)組本身性能不太好，還是當(dāng)時(shí)測(cè)的不準(zhǔn)確，還是環(huán)境過于復(fù)雜影響的。所以這樣我們真實(shí)的甄別風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行中它的實(shí)際的性能，這樣來解決雙方的爭(zhēng)議，或者說來進(jìn)行優(yōu)化，或者更好的找到設(shè)計(jì)方案等等?！ ?/div>
所以在目前我現(xiàn)在研究的一個(gè)假定條件，我們現(xiàn)在不分析沒有建的風(fēng)場(chǎng)，就分析現(xiàn)在已經(jīng)建好的風(fēng)場(chǎng)，而且希望操作比較方便，然后分析的機(jī)組是基于水平軸的變速變槳，這些機(jī)組也可以采取本篇文章的方法。假定風(fēng)電機(jī)組的傳感器，風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)，這些采集的數(shù)據(jù)都真實(shí)有效，我們真實(shí)的感受到環(huán)境條件，然后風(fēng)速分布假定為威布爾分布，其累計(jì)概率函數(shù)見示?！ ?/div>
這樣就直接到了主題上，我們就想知道這個(gè)機(jī)組的發(fā)電量，發(fā)電量就是算他年發(fā)電量，然后這是小時(shí)就是365天24小時(shí)，不同的區(qū)間，每個(gè)區(qū)間的平均風(fēng)速，風(fēng)況是最主要的原因，然后這些因素都影響了發(fā)電量?！ ?/div>
找到這個(gè)原因之后就考慮影響業(yè)主收益，首先就是當(dāng)年的風(fēng)化條件可能不好，就測(cè)風(fēng)這一步?jīng)]有達(dá)到基本要求，還有機(jī)組本身的功率曲線設(shè)置的就有問題，還有機(jī)組可利用率可能也沒有足夠高，但這些直接就關(guān)系到風(fēng)電廠的收益，直接就影響整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電情況，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的收益情況。當(dāng)我們把所有的直接影響，還有十幾個(gè)與發(fā)電量相關(guān)的指標(biāo)，就直接用年發(fā)電量等于機(jī)組的功率曲線，風(fēng)速分布×實(shí)際可利用率，減去其他的損失，這是我們拿實(shí)際的進(jìn)行分析?！ ?/div>
評(píng)價(jià)指標(biāo)也就出來了，看到我們?nèi)绾斡?jì)算年發(fā)電量，年發(fā)電量每一個(gè)指標(biāo)體系都是我們用來評(píng)價(jià)風(fēng)電機(jī)組性能的指標(biāo)，剛才說的一個(gè)風(fēng)況條件，時(shí)間可利用率，能量可利用率，還有度電成本等等影響機(jī)組的性能，當(dāng)我們把機(jī)組指標(biāo)診斷出來之后，就考慮如何評(píng)價(jià)這些指標(biāo)，包括剛才說的功率、風(fēng)況，評(píng)價(jià)一般是兩種情況，一種就是在平坦地形環(huán)境比較好，這個(gè)風(fēng)況條件很容易得到，就用61400-12-2來利用機(jī)艙找到傳函，每個(gè)風(fēng)速基本都確定了，這樣就把風(fēng)速條件得出來了，而且是一個(gè)比較實(shí)際的條件。還有一種是復(fù)雜地形，復(fù)雜地形可能傳函無法找到，這樣的話我們后面講的一種方法就是在復(fù)雜地形下如何來求它的風(fēng)況條件。
功率曲線其實(shí)跟風(fēng)資源是相關(guān)的，也有兩種情況，一種就是平坦地形，平坦地形相對(duì)來說好確定每臺(tái)機(jī)組功率曲線，找一臺(tái)機(jī)組測(cè)一下風(fēng)電機(jī)組，再推導(dǎo)到整個(gè)風(fēng)場(chǎng)，這樣也得到了一個(gè)實(shí)際的功率曲線?！ ?/div>
還有可利用率，其實(shí)它國標(biāo)沒有相關(guān)的依據(jù)，評(píng)價(jià)依據(jù)是61400-26-1或61400-26-2計(jì)算時(shí)間可利用率TBA或能量可利用率EBA。在分析中發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，直接影響了可利用率指標(biāo)，就是現(xiàn)在基本上SCADA把所有的故障維護(hù)全屬于正常維護(hù)，所以無形當(dāng)中SCADA的可利用率高于實(shí)際可利用率，我們根據(jù)機(jī)組故障記錄，根據(jù)運(yùn)行記錄，再根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，把明顯屬于故障維護(hù)的值替掉，并成機(jī)組維護(hù)，如果其它的不太容易甄別的也把它算為正常維護(hù)，這樣我們就給出一個(gè)可利用率的范圍，一個(gè)最高最低值，作為正確的可利用率應(yīng)該在這個(gè)范圍之間?！ ?/div>
可利用率還遇到一個(gè)問題，就類似于我不太確定的一些原因造成的發(fā)電量損失，這個(gè)情況下我們用標(biāo)桿的方法，這也是各方面普遍采用的方法，我把風(fēng)況相近的機(jī)組發(fā)電量做一個(gè)標(biāo)桿，在這個(gè)時(shí)間段它的風(fēng)速分布和功率曲線我可以計(jì)算，這樣的話其它機(jī)組發(fā)電量損失我就對(duì)比起來了。所以在可利用率其實(shí)是SCADA系統(tǒng)中不太準(zhǔn)確的一個(gè)數(shù)據(jù)。
