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风电场智能运维与集群调控关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TK81
  • 关键词:
  • 成果简介:
    项目申报科技进步奖,属于动力电气与民核领域,列入2015年河北省科技计划,符合国家《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》,经河北省科技成果转化服务中心组织专家评价:该成果转化成熟度达到“利润级”,整体达到国际先进水平。 在中国,风电正逐步实现从补充能源向替代能源的转变,到2020年风电年发电量将达到4200亿千瓦时。然而,风电单机容量小、数量多、地域分布广并且机型种类多,给设备运维管理带来了诸多困难。同时,大规模风电消纳一直都是世界性难题,据统计仅2016年上半年全国弃风电量高达323亿千瓦时。 研发风电场智能运维系统提高设备健康水平,利用集群调控技术平抑风电的波动性、随机性和间歇性,是当今世界风电行业发展的热点问题,也是难点问题:一是现有监控系统技术条件不兼容,解决风电多源异构数据融合、实现互联互通十分困难。二是现有技术仅提供初级故障诊断功能,没有进行故障机理的深入理论分析,缺少现场实际数据与案例的支撑。三是实现综合设备运行状态、短期风功率预测、电网调度指标和上网电价等多因素的风电场间协同控制,控制策略和过程极其复杂,国内外尚无成功案例。 河北建投新能源有限公司依托河北省风电新能源工程技术研究中心,联合河北科技大学、河北工业大学,先后投入资金6000多万元,历时九年成功解决了风电场监测多源异构数据融合、多机型风电机组状态评估和故障诊断、同区域风电场间负荷优化调度等技术难题,形成自主创新成果: (1)依托电力调度数据专网,开发了异构数据通信接口,解决了不同风电设备数据传输问题,实现了多风电场数据实时传输和远程监控,为实现风电场智能运维与集群调控创造了条件。(2)基于Hadoop技术,采用BP神经网络构建了风电机组异常预测模型,开发了风电设备故障诊断专家系统,实现了系统故障的自动诊断、分析及研判,提升了风电机组检修效率及可利用率。(3)提出了一种风电场机组集群功率优化控制策略,实现了风电场群整体优化功率控制,提高了区域风电场整体发电效率。 项目研发编写技术标准1项,授权发明专利3项和实用新型专利6项,发表10篇论文(其中核心期刊论文4篇),登记软件著作权8项;联合培养硕士研究生4名。 成果已经应用于张家口、承德等地区18座风电场、1072台风机、总容量1622.95MW,完成风电机组故障诊断分析18000余例;平均每个风电场减少运行人员6人,年检修工作量下降三成;在不增加调度电量指标的前提下,年限电损失电量减少10%,累计创造直接经济效益超过9000万元。 2014年11月,河北建投张家口集控中心通过电网公司验收纳入统一调度管理。中国电力企业联合会组织现场会推广项目成果和经验。获得全国电力行业企业管理创新成果奖等多项奖励。中国工程院唐任远院士评价:项目突破了风电大规模集群化关键技术,研究成果具有里程碑意义,对中国风电行业发展和技术进步发挥了带动作用。
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