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摘要：由UL組織發(fā)起建立了全球范圍內(nèi)風(fēng)電機(jī)組關(guān)聯(lián)利益方參加關(guān)于風(fēng)電機(jī)組延壽標(biāo)準(zhǔn)編制的工作組，其中包括金風(fēng)、西門子、歌美颯、遠(yuǎn)景等在內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組制造商以及中國質(zhì)量認(rèn)證中心、丹麥技術(shù)大學(xué)、日本東京大學(xué)等機(jī)構(gòu)共40余家單位參加。ANSI /UL 4143標(biāo)準(zhǔn)今年2月已經(jīng)得到美國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會ANSI批準(zhǔn)，成為全球風(fēng)電機(jī)組延壽標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：延壽 標(biāo)準(zhǔn) 服務(wù)

01 風(fēng)電機(jī)組延壽的目的和意義

風(fēng)電機(jī)組設(shè)計壽命按照GB/T18451.1/IEC61400-1標(biāo)準(zhǔn)要求至少20年。目前有些機(jī)組已經(jīng)或接近設(shè)計壽命，需要確定其整機(jī)或主要部件壽命損耗及剩余可用壽命(RUL)。從過去幾年風(fēng)電裝機(jī)容量高速增長來看，意味著可能在不久的將來，更多的風(fēng)電機(jī)組終將接近或達(dá)到其設(shè)計壽命的終結(jié)。

機(jī)組的擁有者在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行后期時，由于設(shè)備較高的故障率，是否需要(提前)報廢拆除，還是評估、改造及升級、延長壽命后繼續(xù)運(yùn)行將面臨艱難抉擇。因此需要進(jìn)行機(jī)組延長壽命成本和效益的評估，并與新建更大單機(jī)容量機(jī)組的成本效益進(jìn)行比較，特別是山區(qū)和海島等復(fù)雜地形，大型機(jī)組建設(shè)困難成本高的區(qū)域。

圖1：風(fēng)電機(jī)組壽命周期

1.1 風(fēng)電場資產(chǎn)回報效益的提升

一般一個風(fēng)電場主要在4個方面影響風(fēng)電場資產(chǎn)回報率即內(nèi)部收益率，即設(shè)備可用率、風(fēng)電場發(fā)電效率、運(yùn)維成本、機(jī)組壽命及延長。

1.1.1 設(shè)備可用率

風(fēng)電場主設(shè)備即風(fēng)電機(jī)組的可用率是影響風(fēng)電場內(nèi)部收益率主要的因素之一。通常要求機(jī)組單臺可用率達(dá)到95%以上才能達(dá)到風(fēng)電場正常效益的需求。要達(dá)到這一目標(biāo)需要分析機(jī)組大部件及小部件的故障率、風(fēng)電場運(yùn)行維護(hù)策略及水平、備品備件的供應(yīng)等因素。如果采用更高可靠性的機(jī)組和設(shè)備(高可靠性部件配置)或可靠性提升的技術(shù)改造，高水平的運(yùn)行維護(hù)隊伍及充分及時的備件供應(yīng)，風(fēng)電機(jī)組可用率可以提升3%或以上。

1.1.2 風(fēng)電場發(fā)電效率

風(fēng)電場的發(fā)電效率包括設(shè)備的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率、電能轉(zhuǎn)換及傳輸效率、風(fēng)電場的綜合廠用電率、發(fā)電量和上網(wǎng)電量等。有可能機(jī)組控制策略、風(fēng)電機(jī)組機(jī)群控制策略、監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)的優(yōu)化控制、AGC/AVC系統(tǒng)控制都會影響風(fēng)電場發(fā)電效率。風(fēng)電機(jī)組故障如風(fēng)向標(biāo)故障、偏航錯誤等影響風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率、葉片表面污染物附著引起空氣動力學(xué)性能下降導(dǎo)致風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率下降等。一些技術(shù)升級改進(jìn)措施可以提升風(fēng)電設(shè)備風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率，如葉片延長、渦流發(fā)生器等。上述因素有可能影響風(fēng)電場的發(fā)電效率提升2%或以上。

1.1.3 運(yùn)維成本

風(fēng)電場運(yùn)維成本與運(yùn)維商業(yè)模式、運(yùn)維策略、管理和技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)有關(guān)。目前一般風(fēng)電場運(yùn)維分為業(yè)主自主(包括業(yè)主設(shè)立的區(qū)域檢修公司)、主機(jī)廠設(shè)備質(zhì)保期運(yùn)維、第三方運(yùn)維或檢修等商業(yè)模式。運(yùn)維策略包括定期及應(yīng)急、預(yù)防性等策略。運(yùn)維成本受到機(jī)組本身質(zhì)量和維修成本及備件價格影響、運(yùn)維人員數(shù)量和成本、運(yùn)維質(zhì)量、運(yùn)維隊伍管理和技術(shù)改進(jìn)水平有關(guān)。上述不同的運(yùn)維方式可能影響成本降低達(dá)到10%或以上。

1.1.4 機(jī)組壽命延長

風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)被設(shè)計成按設(shè)計標(biāo)淮和規(guī)范，在通常風(fēng)資源和運(yùn)行工況下20年的疲勞壽命。一般實(shí)際風(fēng)況如空氣密度、湍流強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計工況有所不同，可能設(shè)計是比較保守的。因此預(yù)計的風(fēng)電機(jī)組經(jīng)20年運(yùn)行之后，有可能結(jié)構(gòu)不會全部消耗殆盡，而是可能更長壽命，需要判斷其剩余壽命和價值。

每種機(jī)組機(jī)型和技術(shù)在不同邊界條件下，有不同敏感度，因此確定每個部件的壽命如剩余有用壽命(RUL)和延長壽命，應(yīng)采用不同的方法進(jìn)行評估。

是否采取風(fēng)電機(jī)組延長壽命策略，需要從技術(shù)、項目經(jīng)濟(jì)性及金融風(fēng)險等多方面進(jìn)行認(rèn)真分析，確保風(fēng)電業(yè)主投資回報的效益大化。

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