浅谈风电场运行节能管理

浅谈风电场运行节能管理

陈森

江苏海上龙源风力发电有限公司 江苏省南通市 226001

摘要：风电场具有建设难度大、运维条件艰苦的普遍性特点，同时,管理力量和管理能力偏薄弱。如何做好节能管理、实现最大化回报是风电场全寿命周期管理的重要内容。风电机组系统自用电设备主要包括加热装置、变流器、冷却装置电机、齿轮箱油泵、机舱及塔筒照明、变桨电机、偏航电机等。从节约能源的角度出发，应该制定合理的管理制度，通过优化运行参数等举措，尽可能地减少用电设备的启停次数以及在线运行时间，从而最终实现机组自耗电的降低。在实际工作中，主要可以开展以下几方面的具体工作。

关键词：风电场运行；节能管理；技术改进

1.做好生产管理工作的开展

1.1建立风电场能耗数据表

风电场运行过程中的能耗主要产生于电力一次系统、二次系统、变压器损耗、照明系统、空调系统及其他用电负荷损耗，因此，从风电场投运的初期，运行管理人员就要详细地对风电场自身的能源消耗进行统计和分析，掌握其中的规律，发现其中的问题，通过统计和分析最终可以有助于编写节能操作指导性文件，以便后期建立系统的节能管理措施。

1.2优化无功补偿方案

电力系统运行过程中需要对无功功率进行就地平衡，错误的无功潮流分布除了会影响系统的安全性之外，还可以在无形中造成非常大的电能消耗。这就需要在风电场设计阶段认真地计算并选择无功补偿的方式和容量。在风电场投运后，根据设备的实际运行参数来对电网的功率因数和无功功率的潮流进行测定，根据测定的结果设置合理的电网功率因数和母线电压水平，根据以上两个参数来制定无功控制的目标，从而进一步规范无功补偿装置的投退，维持合理的母线电压水平和系统的功率因数，降低输电线路的损耗。

1.3做好电气设备选型工作

风电场的电能损耗最主要的还是电气设备自身，因此，做好风电场的节能工作就应该从设计阶段的电气设备选型上入手，在规划好系统结构之后，优先选择性能可靠、节能环保的电气设备；选择节能型变压器，并尽可能地使变压器长期运行在经济状态；尽可能缩短电能的传输距离，优先选择直埋电缆；风电场尽可能地选择自然通风，降低夏季空调的使用时间，同时空调应该选择分体式节能型空调，以便在使用过程中可以进行灵活的控制。

2.加强制度管理工作的建立

2.1做好员工的节能教育工作

在员工中广泛开展节能教育，在员工心中树立牢固的节能增效、绿色发展氛围，节能教育应该从风电场建设准备开始，牢牢地贯穿于设计、建设、投运等环节，通过不断培养风电场员工节能意识和专业素质，将节能工作融入到各项日常工作中，力争将员工培养成为拥有节能意识、掌握节能技术的高标准人才。

2.2制定节能管理制度

节能制度的建立是将日常节能工作固定下来的有效途径，同时，应该在节能制度框架内，构建节能分析会议细则，细则落实的主体应该放在运行班组，班组通过对运行数据的记录、分析、处理、对比，从中发现能耗的变化问题，找出浪费能源的环节，在设备选型、技改措施和运行制度等方面给出合理化建议。

2.3做好风电场小指标竞赛工作

通过对风电场运行的基础数据和运行参数进行筛选、优化、分析，可以在此基础上构建竞争性指标，通过合理地设置奖惩制度，激励各个班组之间就设备合理运行和节能减耗开展良性竞争，积极地采取措施降低所管辖设备的运行能耗，通过不断改善小指标体系，逐步提升设备节能管理水平，最终达到节能工作推进的目标。

2.4做好风电场的检修管理工作

在风电机组的检修工作中，要针对设备参数和运行状态，不断提高故障诊断能力和检修工艺水平，同时要合理地计划设备的检修时间，争取在必要的停机时间内，尽可能多地完成风机的检修工作；通过合理地优化检修步骤，不断缩短风机检修时间，同时提高检修质量，延长检修周期，让风机尽可能多地处于良好的运行状态下，避免在发电高峰期安排大面积的风机检修工作，提高风机的运行效率。

2.5制定管理人员节能督导工作要求

为了加强公司生产管理人员对风电场节能工作参与的深度和广度，就应该在公司整体层面建立节能管理工作体系，出台节能管理工作制度，广泛地开展工作督导，让生产管理人员尽可能多地深入现场，发现运行能耗问题，给出运行节能建议，推动节能工作开展，用实际行动提升风电场节能运行工作的管理水平。

3.设计阶段节能

3.1合理选择变压器容量

不宜选过大容量的变压器，因为“大马拉小车”现象将引起空载损耗增加；也不宜选容量过小的变压器，当变压器负载过大，将使变压器负载损耗增大。通常，电力变压器在50％～70％额定负载区间运行时其效率最高。

3.2选用节能型变压器

S11节能变压器由于其卷铁芯改变了传统的叠片式铁芯结构。铁芯无接缝，减少了铁芯距离，大幅减少了磁阻，S11变压器与S9变压器相比,空载损耗平均降低约30%。

3.3选用合适的无功补偿装置

变压器负载损耗的大小取决于变压器负载率和功率因数。不同的功率因数引起的变压器的有功和无功消耗也不相同，即随着功率因数的提高，变压器的有功和无功消耗均会下降。因此，合理地配置无功补偿装置，改变无功潮流分布，可提高功率因数，减少通过变压器传输的无功功率，减少变压器损耗。目前的无功补偿装置，通常是按主变容量的20%进行配置，此类配置存在“大马拉小车”造成浪费，或者“力不从心”降低了功率因素，造成损耗增加。

4.运行阶段节能

变压器在运行时，三相不平衡越大损耗也越大，电压负载损耗也会随着变压器电压负载的变化而产生变化，导致变压器的有功损耗增加。目前，风电机组业主加装了额外的设备，如监视系统、振动装置、油品精滤等。此外，风电机组内部也存在很多220V单项电源用电设备，当负载不均匀，会造成电流不平衡，使风机的干式变压器损耗增加。在日常运行使用中，应做好定期测量和检查工作，及时发现三相不平衡情况，并做好相关调整。

变压器负载损耗随着电压的变化而变化，电压增加，负载损耗将减少。虽然空载损耗随着电压的增大而增大，但其增加幅度很小，通常将其视为固定损耗，不考虑其变化量。因此，在满足电网电压的前提下，可进行优化选择变压器档位，尽可能维持高电压，降低变压器损耗，提高其运行效率。

5.站内节能

站内节能，主要是设计阶段的建筑节能和运行期间的节能管理。建筑物节能主要是空调和采暖的保温。空调、采暖能耗在建筑物能耗中约占60%～70%。因此，空调及采暖能耗的管理，将是建筑物节能的最大收益。因此，在建筑物设计和施工时，应采用节能技术和节能材料。建筑物底层下铺设防潮和保温层，外墙采用保温材料，屋面铺设岩棉等做屋面保温。门窗采用节能门窗，例如：窗框采用断桥铝、玻璃采用双层真空玻璃、大门夹层采用保温材料。砌块使用空心加气砖等。在设计时，合理布置水管、电力管道，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率。运行期间的节能管理，一是加强照明、空调、冷热水器的管理使用。二是考虑使用节能设备，如节能空调、空气能热水器，在部分上网电价较高的风电场，也可以架设一些分布式太阳能光伏板，自发自用。

结 语：

风电场节能工作是一个不断优化、不断提升的过程,从长远发展角度来看，建立有效的管理运行机制，可以充分发挥人和设备的节能潜力。风电企业应该转变工作理念，从重视风电场节能管理工作入手，开展员工节能意识教育工作，通过不断总结和对比,推动节能工作不断向精细化、标准化方向发展，为企业创造更多的经济效益和社会效益。

参考文献：

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