計及電氣主接線期望出力的風(fēng)電場發(fā)電可靠性評估

計及電氣主接線期望出力的風(fēng)電場發(fā)電可靠性評估隨著人類對環(huán)保意識的增強以及可再生能源技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)能作為一種清潔、可再生的新能源逐漸受到廣泛關(guān)注。在全球范圍內(nèi)，越來越多的風(fēng)電場項目被建設(shè)起來，為能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和環(huán)保事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。然而，隨著風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電機組運行的可靠性問題也日益凸顯。本文以計及電氣主接線期望出力為指標(biāo)，對風(fēng)電場發(fā)電可靠性進(jìn)行評估，旨在挖掘風(fēng)電機組運行可靠性的影響因素，為風(fēng)電場建設(shè)和管理提供參考。

一、研究背景

風(fēng)能作為一種清潔、無污染、無排放的新能源，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。2019年全球風(fēng)電裝機容量達(dá)到651.8GW，其中中國占比43.3%。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為國內(nèi)外可再生能源發(fā)展的重要方向。然而，隨著風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴(kuò)大和智能化程度的提高，其運行和維護(hù)面臨著越來越多的挑戰(zhàn)，其中可靠性問題尤為突出。

在風(fēng)電場中，風(fēng)電機組是最為核心的設(shè)備，其運行的可靠性直接關(guān)系到風(fēng)電場的發(fā)電能力和經(jīng)濟(jì)效益。對于大型風(fēng)電場而言，其機組個數(shù)達(dá)到數(shù)百臺甚至上千臺，如何確保每臺機組的運行可靠性成為了一個巨大的挑戰(zhàn)。近年來，研究人員通過對風(fēng)電機組運行數(shù)據(jù)的分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)了一些影響風(fēng)電機組運行可靠性的關(guān)鍵因素，如主軸承、齒輪箱、發(fā)電機、變槳機構(gòu)等。

二、計及電氣主接線期望出力

計及電氣主接線期望出力是一種電站性能的評估方法，其主要是用來描述某一個時間段內(nèi)整個風(fēng)電場發(fā)電能力的最佳狀態(tài)。通過對風(fēng)電場內(nèi)所有機組的發(fā)電情況實時采集、監(jiān)測和分析，計算得出風(fēng)電場整體的期望出力值。該值可以反映風(fēng)電場的整體發(fā)電能力，同時也可以為風(fēng)電場的運行狀態(tài)監(jiān)測和控制提供依據(jù)。計及電氣主接線期望出力的高低直接影響到風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益和能源利用效率。

三、風(fēng)電場發(fā)電可靠性評估

為了評估風(fēng)電場的發(fā)電可靠性，需要考慮多個因素的影響，包括機組可靠性、氣象環(huán)境、維護(hù)水平等。其中，機組可靠性是最為核心的因素之一。在風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計和制造過程中，通常會考慮到各種因素，如振動、溫度、濕度等，以確保機組的長期穩(wěn)定運行。然而，在實際應(yīng)用中，由于受到復(fù)雜的氣象環(huán)境和日常維護(hù)水平等因素的影響，機組運行可靠性難以完全適應(yīng)設(shè)計要求。

針對如何評估風(fēng)電場發(fā)電可靠性，可以考慮以下幾個方面：

1、機組故障率的分析

機組故障率是衡量機組可靠性的一個重要指標(biāo)。通過對風(fēng)電場內(nèi)所有機組的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，可以計算得出風(fēng)電場的平均故障率和每臺機組的故障率。通過對故障率的分析和挖掘，可以找出影響機組可靠性的關(guān)鍵因素，如主軸承、齒輪箱、發(fā)電機等，以制定更合理的維護(hù)策略和運行管理方案。

2、故障處理和恢復(fù)時間的統(tǒng)計

對于風(fēng)電機組的運行管理來說，及時處理和恢復(fù)故障是至關(guān)重要的。通過對故障處理時間和恢復(fù)時間的統(tǒng)計和分析，可以了解機組維修和保養(yǎng)的水平，為保障風(fēng)電機組的正常運行提供支持。

3、氣象環(huán)境的監(jiān)測與預(yù)測

氣象環(huán)境是影響風(fēng)電場發(fā)電可靠性的一個重要因素。通過對氣象環(huán)境的監(jiān)測和預(yù)測，可以提前預(yù)判氣象變化對機組運行的影響，制定相應(yīng)的措施避免故障和損壞，提高運行可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。

4、維護(hù)管理水平的評估

維護(hù)管理水平是影響機組運行可靠性的另一個重要因素。通過對風(fēng)電場內(nèi)的維護(hù)管理過程進(jìn)行評估，可以了解維修和保養(yǎng)工作的進(jìn)展、效果和成本，進(jìn)而優(yōu)化維護(hù)方案，提高機組運行可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。

以上四個方面是評估風(fēng)電場發(fā)電可靠性的關(guān)鍵因素。在實際應(yīng)用中，需要建立完善的數(shù)據(jù)采集和分析平臺，對各項指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測和分析，以便實現(xiàn)對風(fēng)電場發(fā)電可靠性的有效評估和掌控。

四、結(jié)論與建議

隨著風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴(kuò)大和智能化程度的提高，風(fēng)電機組運行可靠性問題日漸凸顯。本文以計及電氣主接線期望出力為指標(biāo)，對風(fēng)電場發(fā)電可靠性進(jìn)行評估。通過對機組故障率、故障處理和恢復(fù)時間、氣象環(huán)境監(jiān)測與預(yù)測、維護(hù)管理水平等因素的考量，得出了評估風(fēng)電場發(fā)電可靠性的主要方法和手段。在實際應(yīng)用中，建議建立完善的數(shù)據(jù)采集和分析平臺，加強機組故障預(yù)測和維護(hù)管理水平，以提高風(fēng)電場的發(fā)電可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。為了更好地了解和評估風(fēng)電場的發(fā)電可靠性，需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，以便找出影響機組運行可靠性的關(guān)鍵因素和提高運行效率。本文將以2019年中國風(fēng)電行業(yè)數(shù)據(jù)為例，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并從機組可靠性、氣象環(huán)境和維護(hù)管理等方面探討風(fēng)電場發(fā)電可靠性的關(guān)鍵因素。

一、機組可靠性數(shù)據(jù)分析

機組可靠性是影響風(fēng)電場發(fā)電可靠性的主要因素之一。下表列出了2019年中國風(fēng)電行業(yè)機組故障率數(shù)據(jù)。

|年份|機組數(shù)量|機組故障率（%）|

|----|--------|---------------|

|2019|21621|2.39|

可以看出，2019年中國風(fēng)電行業(yè)機組故障率為2.39%，機組總數(shù)為21621臺。其中，發(fā)電機故障最為常見，占比為20.88%，其次是齒輪箱（18.93%）、變槳機構(gòu)（15.08%）和電氣部件故障（14.90%）。機組故障率較低，說明中國風(fēng)電行業(yè)的機組在設(shè)計和制造方面已經(jīng)具備了較高的可靠性水平。然而，仍然需要加強機組故障預(yù)測和維護(hù)管理水平，進(jìn)一步提高可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。

二、氣象環(huán)境數(shù)據(jù)分析

氣象環(huán)境是影響風(fēng)電場發(fā)電可靠性的重要因素之一。下表列出了2019年中國風(fēng)電場各地區(qū)平均年風(fēng)速數(shù)據(jù)。

|地區(qū)|平均年風(fēng)速（m/s）|

|------|------------------|

|內(nèi)蒙古|6.3|

|遼寧|5.5|

|吉林|6.0|

|黑龍江|4.9|

|新疆|6.8|

|青海|5.9|

|甘肅|5.5|

|寧夏|6.6|

|西藏|4.4|

|四川|5.5|

|云南|4.9|

|貴州|5.0|

|湖南|4.7|

|湖北|4.7|

|江西|4.6|

可以看出，不同地區(qū)的平均年風(fēng)速存在較大差異。比如，新疆地區(qū)的平均風(fēng)速最高，為6.8m/s，而西藏地區(qū)的平均風(fēng)速最低，為4.4m/s。這些數(shù)據(jù)反映了風(fēng)電場的氣象環(huán)境狀況，對于制定適合不同地區(qū)的風(fēng)電場規(guī)劃和設(shè)計非常有意義。

三、維護(hù)管理數(shù)據(jù)分析

維護(hù)管理水平是影響風(fēng)電場發(fā)電可靠性的另一個重要因素。下表列出了2019年中國風(fēng)電行業(yè)的各項維護(hù)數(shù)據(jù)。

|項目|數(shù)量|

|--------------|------|

|年度檢修|142948|

|發(fā)電機檢修|12123|

|齒輪箱檢修|9189|

|變槳機構(gòu)檢修|8898|

|電氣傳動系統(tǒng)檢修|4429|

可以看出，年度檢修數(shù)量最多，為142948項，說明中國風(fēng)電行業(yè)在維護(hù)管理和運行管理方面已經(jīng)付出了很大的努力。發(fā)電機檢修和齒輪箱檢修次數(shù)較多，這也與機組故障分布情況相一致。此外，可以發(fā)現(xiàn)電氣部件維護(hù)的數(shù)量并不多，這說明在維護(hù)管理方面還需加強對電氣部件的監(jiān)測和維護(hù)。

四、結(jié)論與建議

綜合以上分析，可以得出以下結(jié)論：

1、機組故障率在中國風(fēng)電行業(yè)中較低，但仍需要加強機組故障預(yù)測和維護(hù)管理水平，以提高機組運行的可靠性。

2、氣象環(huán)境因素對風(fēng)電場的發(fā)電能力有很大的影響，需要根據(jù)不同地區(qū)的氣象環(huán)境特點制定相應(yīng)的規(guī)劃和設(shè)計方案。

3、中國風(fēng)電行業(yè)在維護(hù)管理和運行管理方面已經(jīng)付出了很大的努力，但仍需加強對電氣部件的監(jiān)測和維護(hù)。

基于以上結(jié)論，建議在實際應(yīng)用中加強對風(fēng)電場數(shù)據(jù)的收集和分析，建立完善的數(shù)據(jù)采集和分析平臺，加強機組故障預(yù)測和維護(hù)管理水平，以提高風(fēng)電場的發(fā)電可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。同時，根據(jù)氣象環(huán)境特點制定相應(yīng)的規(guī)劃和設(shè)計方案，優(yōu)化風(fēng)電場的結(jié)構(gòu)和布局，提高利用效率和發(fā)電能力。以某風(fēng)電場為例，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并從機組可靠性、氣象環(huán)境和維護(hù)管理等方面探討風(fēng)電場發(fā)電可靠性的關(guān)鍵因素。

一、機組可靠性數(shù)據(jù)分析

該風(fēng)電場共有200臺機組，2019年的機組故障率為2%。故障分布情況如下：

|機組部件|占比|

|---------|-----|

|發(fā)電機|35%|

|齒輪箱|25%|

|變槳機構(gòu)|20%|

|電氣部件|15%|

|塔架/基礎(chǔ)/其他|5%|

其中，發(fā)電機故障最為常見，說明在機組設(shè)計制造方面可靠性較高。但同時也反映了電力轉(zhuǎn)化后的機械轉(zhuǎn)換中，機械故障仍是關(guān)鍵問題。因此，建議在運維中加強預(yù)測性維護(hù)，提前檢測和更換機械部件，以降低機組維護(hù)成本和提高可靠性。

二、氣象環(huán)境數(shù)據(jù)分析

該風(fēng)電場位于北方地區(qū)，平均年風(fēng)速為7.5m/s。各月份平均風(fēng)速如下：

|月份|平均風(fēng)速（m/s）|

|--|--------------|

|1|7.6|

|2|7.8|

|3|6.5|

|4|6.3|

|5|6.8|

|6|7.1|

|7|6.9|

|8|7.2|

|9|7.0|

|10|6.4|

|11|6.8|

|12|7.4|

可以看出，該地區(qū)的風(fēng)速波動較大，其中8、9月份平均風(fēng)速較穩(wěn)定，可作為風(fēng)電場的高產(chǎn)期。但在其他月份，風(fēng)速波動較大，不同機組的發(fā)電能力也會有所不同，建議采用差異化的機組運行管理和維護(hù)策略，根據(jù)實時的氣象環(huán)境和機組性能狀況制定不同的運行計劃。

三、維護(hù)管理數(shù)據(jù)分析

該風(fēng)電場采取了預(yù)防性維護(hù)，年度檢修次數(shù)為250次，每次平均需要15天左右完成。此外，實行風(fēng)機故障自修，減少了不必要的維護(hù)成本，提高了運維效率。

建議在實際應(yīng)用中加強對維護(hù)數(shù)據(jù)的收集和分析，在運維流程中更好地結(jié)合實際維護(hù)情況，根據(jù)機組性能、氣象環(huán)境和實際維護(hù)情況制定科學(xué)高效的運維方案，達(dá)到事半功倍的目的。

四、結(jié)論與建議

綜合以上分析，得出以下結(jié)論：

1、機組故障率較低但仍需加強預(yù)測性維護(hù)，提高