CENER高級研究員孫皓一:《風電場全生命周期管理與性能優化方案》_東方風力發電網
當前位置: 首頁 » 看資訊 » 活動動態 » 正文

CENER高級研究員孫皓一:《風電場全生命周期管理與性能優化方案》

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-04-13   來源:東方風力發電網  瀏覽次數:1510
核心提示:2019年4月11—12日,第五屆中國國際風電復合料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題三:匠心獨運 臻于完美——“智慧運維 安全認證”中,CENER——西班牙國家可再生能源中心高級研究員孫皓一發表了題目為《風電場全生命周期管理與性能優化方案》的精彩演講。
   2019年4月11—12日,第五屆中國國際風電復合料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題三:匠心獨運 臻于完美——“智慧運維 安全認證”中,CENER——西班牙國家可再生能源中心高級研究員孫皓一發表了題目為《風電場全生命周期管理與性能優化方案》的精彩演講。
 
  以下為演講實錄:


 
  很高興今天能夠在這里跟大家探討,我的報告主要分五部分。
 
  我來自于西班牙國家可再生能源中心,今天給大家介紹關于風電廠全生命周期的管理和性能的優化方案。首先我會介紹一下西班牙國家能源中心,以及我們的目標,風電廠全生命周期管理的性能和優化方案,最后做個總結。
 
  西班牙國家可再生能源中心,是一個非盈利性的研究機構,機構的目標就是能夠推動和增加風能的價值,意味著我們在全球范圍內工作,在工作也可以推廣我們的業務。這就是我們員工的全家福的照片,有數百名工程師,也有專門的葉片測試的工廠,而且我們有全套的侵蝕試驗的設施。我們的員工包括資深的高級工程師,而這些工程師他們從事的空氣動力學,包括控制單臺風機和風廠結構設計,有專門工程師關注與海上風力發電設施,也有專門的材料測試的實驗室,也研發我們自己專用的工具,也可以通過技術和知識轉讓的方式轉讓給行業。還可以提供先進的解決方案,包括產品服務,還有技術轉讓。我們目的是加強風能方面的合作,我們樂于合作商業項目,也可以和政府進行相應合作。我們也主辦很多的國際論壇,在國際論壇上我們會進行很多知識和經驗分享。
 
  首先解決風力發電運營商、主機廠、整機廠的痛點,他們的痛苦是什么呢?包括低于預期的風廠發電量、結構部件的經常性故障、接近使用壽命的老化風電廠、對資產全生命周期管理的目標需求,降低運維成本的迫切要求。橫軸是年和時間,縱橫是風機的裝機數量,歐洲風電超過20年的情況是很普遍的。在中國的規模應該說比歐洲更大,就是這些老化的風電廠的問題。為了能夠解決這些痛點,西班牙可再生能源研究中心會進行一個Dijital  Twin的開發和驗證。這兩張圖片,給制造風電廠提供的一個真實的風機,還有就是模擬的風機。能夠在數字化世界重現真實風機運營的情況,而且會在軟件中模擬歷史的記錄和狀況。通過這樣歷史的記錄分析,來了解他們的一個損傷情況,分析他們的載荷,最后去估計,應該采取什么樣的補救和處理的措施,以及如何進行更好的全生命周期的管理。
 
  我們要明確一個不確定性,包括建模方式要明確,要用于創建模型,整個流程并不簡單。我們需要進行驗證實際風機的數據,還有包括如何控制,還要有一個進行測量過程中的模擬,比如類似風速、湍流、強度,偏差、空氣密度等等。
 
  下面是我們葉片葉根的情況,藍色是真實的情況,紅色是模擬的情況,在這個過程中,左邊X軸是一個風素,Y軸是葉根的情況。紅色代表的是模擬的情況,藍色代表真實的情況,橫軸是風速,縱軸是電力發電的情況。有一個標準的方案,標準的結果和真實的結果偏差很大,為什么會這樣?在我們案例中,這是一個兩兆瓦的風電廠,缺乏對風電廠完全的控制,在氣動彈性模型中,必須要進行一個控制,我們看到要很多風電廠業主,對自己的風機缺乏足夠的控制,三個月的測量和評測之后,風電廠有的時候可能會有一些很大的風,有的時候風比較小。它會顯示風速高的情況和風速低的情況,測量的時間越多,我們就能夠更好的模擬,獲得更精確的結果。
 
  我給大家展示一下我們工作的流程:我們獲得了一個數據后,進行數據挖掘,知道這些數據是我們非常感興趣的數據,必須要進行更好的管理,對于數據挖掘來說,對數據進行挖掘之后,獲得歷史的一個生命特征,包括風速、風機的密度,包括校準情況,包括運作情況,我們創造出一個模擬仿真的矩陣,獲得一個動態數據、LEL、負載、產能的數據,最后可以估算風機的壽命。相比整機廠提供的數據會有很大差距,基本上在20年左右吧。在風電廠,風機發生的情況會實時在你辦公室電腦上進行一個模擬,可以進行策略的制定和規劃,同時我們還在進行進一步研發。
 
  怎么進行風機壽命周期的延長呢?我們可以獲得一個測風塔的數據,能夠獲得模擬的壽命,我們會進行一個全生命周期的模擬,通過這些數據進行整合的分析,把主軸框架、塔、葉片的數據結合在一起,最終模擬出它的全壽命周期。解決痛點就是根據不同的商業目標,來進行一個風機運作的優化。還有就是產能的管理,必須要有一個商業化可行的方案,基于風電部門管理的方案。對于終端用于是便于使用,滿足不同類型風電廠的需求,可以減少用戶的花費時間。中間是風機的發電量,需要輸入一些參數,比如說風速,包括轉子的情況,包括一個湍流的情況,包括氣候的因素,這些變量的因素,都輸入到我們系統中,進行一個前處理,最后獲得了一個有效的湍流強度的結果。我們進行一個風能傳略管理,可以延長風電廠壽命,生產更多電量。
 
  下面X軸是速度樞紐,縱軸是一個湍流的強度,隨著速度的增加,川流的強度在下降。我們需要能夠調整我們的風機行為,我們已經在15個風電廠進行了相應的測試,我們幫助于致力于改善和優化策略,幫助風電廠業主提高他們風電發電效率,通過我們工作八個風廠的效率顯著提高。這些風電部門的管理也是非常關鍵的,在那之前客戶需要有更多的了解,以前風電廠用戶可能需要一個工作日,才能夠實現他想要的結果,對于我們來說,我們使用兩個小時就夠了,如果比較大型的復雜的風廠,用戶要實現目標需要四個工作日,我們只需要六個小時就夠了。
 
  之前提到的方法論,包括Dijital  Twin以及風電控制器2.0,下面我要講的是渦流發生器的情況,渦流發生器是什么東西?它的目標是什么?使用它的目的肯定是為了降低成本。減少在發電過程中的效率,該地它的損耗提高效率,還包括因為葉片的侵蝕所造成的一個效率的降低,可以通過使用我們的渦流發生器加以解決。使用我們的佛祖之后可以避免葉片侵蝕造成的損失,避免能量的損失,在左手邊的數據可以看到,它的一個效率得到了提升,整個流動發生了變化,這樣的一個流動是非常順暢的。而且也提高了標準,在上面的數據可以看到35%的數據,我們把渦流發生器放在兩個位置,這兩個位置的渦流發生器能夠產生50%的效率提高,底下可以看到效率的曲線,在使用渦流發生器之后增長很快,紅線代表是沒有使用渦流發生器,藍色的是使用了渦流發生器50%之后的情況。可以提高效率50%,而最終的結果是,當蝸牛發生器是30%的時候,我們是在損失它的效率,蝸牛發生器很便宜,很容易部署,也會造成負面的影響。所以需要認真的權衡考量一下,把這個渦流發生器放在什么地方,什么時候安裝蝸牛發生器,這些都需要認真的考量。這是經過驗證的一些概念。
 
  我們對風力發電廠全生命周期的管理和延長服務,包括研發出了Dijital  Twin進行一個精確詳細的評估風力發電機的運行狀態和性能,根據不同的商業目標優化風電廠的運營。我們的努力可以顯著的減少開發的時間,增加平均商業效率。我們也有能力適應客戶內部的工具和方案需求,現在我們在幫助客戶開發蝸牛開發器,在一定程度上能夠提高風電廠的運營效率,這是我們的一些方案和商業項目,以及一些認證。
 
  (發言由現場速記整理,未經本人審閱)
 
 

 
0條 [查看全部]  相關評論

 
推薦圖文
推薦看資訊
點擊排行
 
 
二分彩怎么玩才能赢钱