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风电机组二次开发产品梯次利用经济效益分析

伴随我国风电装机容量不断攀升,十年前的机组无论是在技术水平,还是质量水平上,与现今相比都有很大差距,通过对现役风电场进行技术改造进而提升发电量,成为增加收益的有效手段。

锐电科技适时入局,于2020年9月隆重推出了SL1590Plus机组新产品,并首次提出风电场/风电机组二次开发概念。

与传统的单项叶片延长等技术服务不同,风电场/风电机组二次开发是深度定制化的开发,需要多方面进行综合考虑。在设计规范的要求下,以风电场的风资源情况、机组设计载荷、机组的健康状况为限制条件,以先进的控制策略为手段,更换更长的叶片,提升机组的额定功率,二次开发系列产品可以提升发电量可高达20%~40%。

提出叶片梯次利用方案:

在二次开发合作模式上,锐电科技提出了由业主区域公司联合多个风场对不同长度的叶片应用进行梯次利用,不但能使区域公司的相关风场得到效益提升,而且能降低其开发成本,大幅提高投资回报率,在风电机组的生命周期内产生更多的价值和收益。

示例方案:

选定黑龙江某区域公司的A风电场,2009年建成投运。由于近些年风资源发生变化,导致风电场年发电量与预期相差较大,急需在现有的风资源情况下对风电场进行二次开发,以提高经济效益。A风电场的二次开发的同时,结合其区域公司的B,C风电场进行了二次开发的-梯次利用方案,可同时提升区域公司A 、B、C三个风电效益,减少客户的损失,为客户创造更大的投资回报率。

主要方案为使用新设计的90叶片去替换A风电场的82叶片,再以A风电场换下的82叶片为基础,经过延长后去替换B和C风电场的77或70机组的叶片,同时进行控制系统和大部件的维护升级,最终达到了叶片的梯次利用,经济效益的最大化,以及机组的安全高效。

总体的二次开发方案进行了详细介绍和经济性测算,测算结果表明:

1) 1500/82机组技改升级后理论发电量能够提升19.1%;1500/77机组技改升级后理论发电量提升22.7%;1500/70机组技改升级后理论发电量提升39.3%。

2) 方案使用叶片梯次利用方案,投资回报周期为4.45年;

No.1

A、B、C风场风资源情况

根据示例风电场场址近几年实际年发电量,按照场址风资源评估所考虑的折减系数经验值0.72,通过风速的威布尔分布和功率曲线推算出三个风电场的年平均风速值,如下表2.1。

表2.1 A、B、C风电场年平均风速推算值

No.2

梯次方案详解

针对A、B、C风电场的情况,实施叶片梯次利用方案,如下图2.1:

No.3

具体实施内容

1) 对机组进行全面评估,包括发电性能和大部件性能等;

2) 将82叶片更换为90叶片,替换下的82叶片部分进行延长,以梯次利用的方式更换77叶片和70叶片;

3) 针对90机组将变桨驱动系统升级为更大容量的驱动系统;

4) 将ABB的控制PLC更换为巴赫曼的PLC;

5) 增加智能传感器进行叶片监测;

6) 控制策略进行升级,保证机组安全和发电高效;

7) 在更换叶片的过程中,对存在问题的大部件进行预期性维护。

No.3

经济效益分析

依据各风电场近几年实际发电量,考虑0.72的折减系数,推算出该梯次利用方案的投资回收年限为4.45年,投资收益率为19.99%。

每个风电场的特性各不相同,在改造成本上会产生较大差异。因此仅估算电量增收的能力。

表2.4梯次利用改造方案

采用锐电科技公司机组二次开发方案-梯次利用方案能对区域公司的风电场带来整体提升,能为业主提供丰厚的投资收益。

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