風力發電設備范文
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目前,我國的風力發電設備在管理方面還沒有形成相對比較完善的體系,在實際的運行中,主要是依據相關的發電設備的評價和規則來進行制定。其中存在的指標類型有很多,包括可利用率、運行系數以及利用系數等等。具體來說主要表現在以下幾個方面:
1.1風電機組運行狀態
要想對風電機組的運行狀況進行深入了解,需要對其運行的實際狀態進行分析。
1.2風電設備管理指標
1.2.1單臺風電機組可利用率。具體來說,在風電機組可利用率的計算中,要嚴格按照科學的計算公式來進行,如下所示:單臺風電機組的可利用率=可用小時數/統計期間小時數×100%從這一公式中可以看出,單臺風電機組的可利用率和可用的時間以及統計期間的時間和經過維修之后的使用壽命之間存在著密切的聯系。只有相關的數據進行掌握,然后通過精密地計算,才能夠實現風電機組運行的安全性和可靠性。另外,在對其進行檢修和維護的過程中,需要對相關的故障問題進行分析,因為,故障問題的出現會直接影響到風電設備的可用效率,進而對管理指標的建立產生嚴重的影響。
1.2.2單臺機組運行系數。單臺機組的運行系數主要是在固定的周期范圍內,機組的運行狀態和所用時間之間的關系。在對這一參數進行計算的過程中,需要充分考慮到電網系統的整體狀態,同時還應該將不通風速作用下的電網系統運行狀態考慮到其中。和單臺機組的可利用率相比,單臺機組的運行系數完全可以反應機組調度情況。
1.2.3單臺機組利用系數。這一參數就是指單臺機組的發電量在經過折合之后運行的時間,這一系數可以對設備的運行強度進行反應。同時,機組的磨損情況也可以通過這一參數來進行預測。可見,在對風電企業的發電設備進行管理和控制的過程中,對電臺機組的利用系數進行計算和預算具有較大的實際作用。
1.2.4單臺機組的處理系數。這一系數和單臺機組的可以利用率相對,更能夠對機組的運行效率和實際的產能情況進行反應。另外,還可以根據風速和風量的大小來進行具體的區別。由于單臺機組的的處理系數涉及到機組運行中產生的其他不同的系數,所以具有較大的復雜性。需要工作人員對這一問題加強重視,同時根據已有的系數和運行情況來對不符合機組運行的部分進行細致得調節和改進。充分應用單臺機組的處理系數,提升設備管理指標體系的科學性。
1.2.5單臺機組非計劃停運有關指標。具體來說,從單臺機組的分計劃停運方面可以看出,主要涉及到的參數類型主要有以下幾種:單臺機組非計劃停運系數、停運效率、發生率等等。從這些參數中可以看出計劃停運和非計劃停運的具體狀態,從而對發電設備管理指標體系的建立提供重要的依據。
2對現行風力發電設備管理指標的改進及分析
2.1完善風力發電設備管理指標的價值化評價
現行風力發電設備管理指標重實物形態、輕價值形態評價。因此,應該由原來單一的為保證完成生產任務轉向為實現企業總的經營目標,由原來以技術指標為主的考核內容轉向為技術與經濟相結合的考核內容。設備資產保值增值率的計算應考慮設備實際完好率對于期末設備總凈值的影響。設備利潤率指標數值越大,說明單位設備資金額取得的經濟效果越明顯,它是企業設備管理工作在保證與推動有效生產情況下對企業經濟效益所起綜合作用的具體體現。
2.2功效系數法在風力發電設備管理指標體系中的應用
設備管理水平的提升就是尋求最佳平衡點??梢詫Χ嘀笜诉M行加權綜合評判,按照相互矛盾指標的重要程度加權,評價其綜合指標值。也可以尋求相互矛盾指標各自的最佳點來評價。
2.2.1評價指標的無量綱處理。首先通過數學變換對設備管理各項評價指標進行無量綱處理。這樣做的目的是將各項評價指標的實際值分別轉化為可以同度量的設備管理指標分數。只有這樣才能把多個異量綱的評價指標綜合成一個總評價值。
2.2.2按各評價指標分數及其對應的權重,應用加權幾何平均法計算出設備管理指標體系綜合分數,然后依據檔次標準,對企業設備管理工作作出整體評價。
2.3其他設備管理指標的有益補充
設備現場管理考核指標。反映設備生產現場的維護水平,包括反映生產現場6S活動開展和水平的指標,以及6S活動過程中發現的“6源”問題的解決情況。設備維修管理指標。例如,設備維修成本指標:備件資金周轉率、維修費用占生產成本比;設備維修質量指標:設備大修返修率、維修計劃的準確率、帶缺陷運行機組比率等。
3結束語
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1.1對電氣設備及線路進行驗電。驗電,是一項非常普遍的電氣設備檢修技術,通常情況下驗電工作在電氣設備裝設接地線之前,在設備停止運轉斷電的情況下進行。檢測處于停電狀態下的電氣設備及線路是否依然存在電壓,通過驗電可以有效的預防帶電裝設接地線和誤入帶電間隔等嚴重事故的發生。在進行驗電工作時一定要注意對檢修設備中進線與出線兩側相一致的部位逐一進行驗電工作,不可同時進行。為確保驗電工作人員的安全性,進行驗電工作時一定要采取相應的安全措施,如驗電人員必須佩戴絕緣手套,在斷電狀況下采用質量合格的標準驗電設備進行驗電。
1.2在電氣設備上裝設接地線。在電氣設備上安裝接地線的主要目的在于有效防止設備維護檢修人員進行斷電工作時,因突然來電或是處于停電狀態下的電氣設備及線路殘余的靜電感應電壓對電氣設備檢修人員造成的人身安全威脅。接地線應安裝在電氣設備可能來電的或是可能存在感應電壓外泄的重要部位。在安拆接地電線時需要兩名安全人員同時進行安拆工作,并要佩戴絕緣手段進行安裝或是拆裝。進行接地線安裝和拆裝時一定要注意接地端和導體端的鏈接或是拆除的先后順序,安裝與拆裝的順序相反,安裝時對接地端先進行裝設,而拆裝時先對導體端進行拆除,拆裝工作一定要嚴格的依照這一順序進行。在進行電氣設備接地線安裝時,為了有效地預防工作人員走錯間隔,誤碰或誤分合斷路器及隔離開關而造成事故,此時就需要在一些主要場所懸掛必要的標識牌或是對這些場所進行遮攔。例如在一經合閘即可送電到工作地點的斷路器或隔離開關的操作把手上,均應懸掛“禁止合閘,有人工作”的標示牌;若線路有人工作,在線路斷路器或隔離開關的操作把手上,均應懸掛“禁止合閘,線路有人工作”的標示牌;在部分停電設備上工作時與未停電設備之間小于安全距離者,應裝設臨時遮攔。臨時遮攔與帶電部分的距離不得小于規定的數值。在臨時遮攔上懸掛“止步,高壓危險”的標示牌;在工作地點處懸掛“在此工作”的標示牌;在工作人員上下用的鐵架或梯子上,應懸掛“從此上下”的標示牌;在臨近工作地點其他可能誤登的架構上,應懸掛“禁止攀登,高壓危險”的標示牌。
2關于跳閘故障的檢測與排除
2.110kV(35kV)線路跳閘。線路出現跳閘后,應該對保護動作的情況進行檢查。從故障出現點一直到線路出口,若沒有發現異常情況,再檢查跳閘開關,檢查消弧線圈狀況,檢查三銅拐臂和開關位置指示器;如開關為彈簧機構要檢查彈簧儲能是否正常,如開關為電磁機構則要檢查開關動力保險接觸是否良好,如開關為液壓機構則要檢查壓力是否正常。而且在強送前還要檢查保護信號是否已經復歸,只有保護信號復歸后方可進行強送。
2.2主變低壓側開關跳閘。主變低壓側開關跳閘一般有三種情況:越級跳閘(保護拒動和開關拒動)、母線故障、開關誤動。無論是哪種情況引起的開關跳閘,都需要對一次設備和二次側進行檢查,判斷分析引起故障的原因。當主變低壓側發生過流保護動作,可以對站內設備的進行檢查和查看保護動作的情況進行初步判斷。初步判斷后,若只有主變低壓側過流保護動作。首先,應排除主變低壓側開關誤動和線路故障開關拒動這兩種故障。那么,到底是母線故障還是線路故障引起保護拒動越級呢?要通過對設備的檢查進行判斷。檢查二次設備時,重點檢查所有設備的保護壓板是否有漏投的;檢查線路開關操作直流保險是否有熔斷的。檢查一次設備,重點檢查站內的主變低壓側過流保護區,即從主變低壓側CT至母線,至所有母線連接的設備,再至線路出口。
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風電被稱為綠色能源。我國是一個風力資源豐富的國家,政府對風電行業的發展一直持鼓勵態度。作為配套政策之一,2009年《中華人民共和國進出口稅則》對風力發電設備及關鍵零部件,給予了較低的進口暫定稅率。
可享受進口暫定稅率的風力發電設備及關鍵零部件包括:
風力發電成套設備
歸入商品編碼8502310000,2009年進口最惠國稅率8%,進口暫定稅率5%。
一套完整的風力發電設備主要包括:塔架、機艙、葉輪、控制系統、傳動系統、偏航系統、發電機等。當上述設備以成套形式進口時,應一并歸類,并享受較低的進口暫定稅率。
風力發電機組用液壓動力裝置
歸入商品編碼8412299001,2009年進口最惠國稅率14%,進口暫定稅率7%。
風力發電機組用液壓動力裝置,主要包括:油箱、泵和電機、壓力過濾器、電磁換向閥、液位開關、空氣濾清器、蓄能器組件、壓力傳感器、壓力表、泄油閥、管路附件等。其功能是調節葉片槳距、阻尼、停機、剎車等操作所需動力。
由于液壓動力裝置由數量較多的部件組成,且安裝后占據空間巨大,故企業進口此類裝置時,往往以成套散件形式報驗。
風力發電設備用圓柱形滾子軸承
歸入商品編碼8482500001,2009年進口最惠國稅率8%,進口暫定稅率4%。
滾動軸承按滾動體不同,可分為滾珠軸承和滾子軸承兩類。其中圓柱形滾子軸承,是指滾動體為圓柱形,其外表面的母線基本為一直線,并與滾柱軸心平行的一類軸承。此類軸承可以承受較大的徑向載荷,允許相對較高的轉速。
風電軸承工作時受力情況復雜,要承受的沖擊力和振動較大,且多工作于戈壁、近海等惡劣環境中,其生產難度較大。特別是大型軸承,有很大一部分國內市場需求要依靠進口解決。
風力發電設備用傳動部件及零件
歸入商品編碼8483900001,2009年進口最惠國稅率8%,進口暫定稅率4%。
風力發電設備用傳動部件及零件,包括齒輪、齒輪支架、內齒圈、鎖緊盤、齒輪軸、變速箱殼體等。
傳動部件的作用,是將很低的風輪轉速(17 - 48轉/分)變為很高的發電機轉速(通常為1500轉/分)。同時也使得發電機易于控制,實現穩定的頻率和電壓輸出。由于機組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處,受無規律的變向、變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊,常年經受酷暑嚴寒和極端溫差的影響,齒輪箱安裝在塔頂的狹小空間內,一旦出現故障,修復非常困難,故對其可靠性和使用壽命都提出了比一般機械高得多的要求。例如對構件材料的要求,除了常規狀態下機械性能外,還應該具有低溫狀態下抗冷脆性等特性。
風力驅動的交流發電機(2.5MW≤輸出功率≥350MW)
歸入商品編碼8501641001,2009年進口最惠國稅率10%,進口暫定稅率5%。
在風力發電機中,已采用的發電機有3種,即直流發電機、同步交流發電機和異步交流發電機。其中輸出功率大于2.5兆瓦,即屬于較大型的風力發電機。由于風能在利用上的不確定性,造成風力交流發電必須采用特殊的結構設計,以有效降低發電機的阻轉矩,使風輪與發電機具有更為良好的匹配特性,擴大有效風速范圍,增加年發電量。
風力驅動的發電機組專用零件
歸入商品編碼8503003000,2009年進口最惠國稅率3%,進口暫定稅率1%。
這些零件是指,專用于風力發電機組,同時又不屬于在稅則84、85章稅號中有具體列名的商品。如:機艙殼體、葉輪等部件。
風力發電設備用控制系統
歸入商品編碼9032890004,2009年進口最惠國稅率7%,進口暫定稅率4%。
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【關鍵詞】風力發電 現狀 趨勢
隨著國民經濟的持續發展,能源的大量消耗,能源危機開始困擾著人們的生產生活。人們開始把眼光投向自然界,利用風能發電解決電力不足的問題。據統計,如果能把全世界風能儲量的百分之一用于發電,即可人類世界提供強大的動力支持。在今天日益匱乏的能源社會,利用這種取之不竭、用之不盡的風能,對發展電力事業發揮著重要的作用。
一、國外風力發電的現狀
就全世界而言,如果各國都采取一點措施,風力發電可為世界提高20%的電力需要。對世界經濟的貢獻作用巨大,拉動全球就業,降低溫室氣體,保護地球環境發揮著重要的作用。
據資料統計,在2010年的德國就新增了600萬千瓦,西班牙新增500萬千瓦,年生產能力將達到900萬千瓦,德國一年的風力發電可以滿足全國電力需求的10%。在北美,美國和加拿大是風能最好的國家,美國50個州中,有一半以上的州已經利用風能資源。美國曾經6年間,讓美國的風力發電的總裝機容量已經超過7000MW,可以解決許多的家庭用電需求了。
隨著技術的進步,風力發電的規模不斷擴大,成本下降,競爭力不斷提升,企業生產經營效益顯著增長,風力發電迅速發展起來。當今世界,更大單機容量的機組仍在繼續研制。風電容量在電力系統中的比例會越來越大,顛覆傳統的火力、水力發電占絕對地位的情況。現在600kW級大型風力發電機組技術已經成熟,并且廣泛使用中。正在研究的2000kW級風力發電機組也將投入運行,同時風力發電的價格也會顯著下降。風力發電成本的下降,使得人們使用風力電能時優惠增多,人們開始樂于接受,并得到認可,有助于提高風力發電的競爭力,這種優勢會越來越明顯。世界各國會進一步研究風力發電的積極性,提高風力發電的影響力。對發展中國家也具有吸引力了,如巴西、阿根廷等國是發展中國家風力發電的佼佼者。目前中國、印度也在積極探索發展風電,并取得了不錯的成績。
二、我國風力發電現狀
(一)資源優勢明顯
我國幅員遼闊,陸疆總長2萬多千米,海岸線1.8萬多千米,是一個風力資源豐富的國家,全國約有2/3的地帶為多風帶。資料統計中,我國風能總儲量為40億千瓦,為我國發展風力發電提供了自然資源條件。從地域上分,我國的風能帶主要集中在東北、華北、西北及東南沿海地帶,省區跨越比較廣泛。在我國現有的風能發電中,使用的風能發電設備主要來自丹麥、德國、美國、比利時等,單機容量可以達到600kW。
(二)起步晚,技術待進一步發展
由于我國國情特殊,發展風力發電起步較晚,技術還不成熟,資金投入不夠等因素,導致風力發電受到制約。風力發電一直滯后于水電、火電,人們對風力發電也有一個逐步認識的過程,需要全社會努力,從人員、技術、資金、政策方面進行投入,發揮全社會的力量,必將推動我國風力發電的快速發展。目前,我國的風力發電裝備市場至今仍由國外風力發電機組占據主導,這與我國風力發電設備制造企業實力不強有關系。目前,雖然我國有風力發電國產設備,但是與進口設備相比確實存在差距,需要我們進一步加強與國外先進企業合作,學習技術、經驗來提高我國的裝備,將我國風力發電裝備提高到一個新的高度。
三、未來風力發電的發展趨勢分析
(一)裝備向精細化方向發展
如今,世界風力發電技術已逐漸完善,發電容量有了很大進步,風力發電的容量向大容量方向發展,定槳矩向變槳、變速恒頻發展。在完善陸上風電發展的同時,開始向海上風電的方向發展,風力發電的設備制作也越來越精細化了,發電設備由笨重向輕盈化方向發展。由之前粗糙的裝備向精細化方面發展,設計的裝備更加節能,成本不斷降低,有助于提高企業競爭力,增加企業經濟效益。
(二)材質更加輕盈化
隨著研究領域范圍的不斷擴大,風力機的葉輪直徑不斷增大,長度已經超過100米,并且葉輪更加輕盈了,有助于葉輪旋轉,節約運輸成本,提高發電效率。如今,變槳變速設計成為主流,同時直接驅動發電機技術的創新獲得重大進展。同時增加了海上數兆瓦級的風機的出現,有效解決了陸地上風力不足的問題。并且將風機發展到海上,還避免了因為噪音影響周邊的環境的問題,解決了場地的限制等,是風力發電具有里程碑的意義。隨著風電的發展,巨型風電機其槳葉長度將達到了100m,給運輸帶來問題,但是如果將風機運用到海上,通過海運能有效解決這個問題。海上可以運用大噸位的船,海上浮吊容量也大,更重要的是,海上風電場的風能資源好,風速大且穩定,年平均利用小時可達4000小時以上,相比陸上發電,效益要高出陸地50%以上。
(三)單機容量增大
隨著風電單機容量的不斷增大,在運輸過程中,結構要求要簡單,既便于拆解,也便于安裝。這種高要求的設計對設備生產企業提出了高的要求,在設備選材方面,工藝方面要格外謹慎,注重簡化系統的結構。一般廠商,選用的是高新復合材料的葉片,以加長風機葉片長度;省去發電機軸承,讓發電機直接與齒輪箱相連,把發動機直接置于驅動系統,當葉片轉動的時候,直接帶動發動的轉動,減少中間環節,有助于減少能源消耗。發電機中的中速永久磁鐵采用水冷方式,調向系統放在塔架底部。整個驅動系統被置于緊湊的整鑄框架上,使荷載力以最佳方式從輪彀傳導到塔筒上等。
因此,在風電機制造商中,都很注重結構設計的緊湊、柔性和輕盈化,在這方面投入了大量的資金、技術、人力資源等,為今后發展風力發電指明了方向,對推動風力發電具有重要的作用。
參考文獻:
[1]劉元杰.風電發展與齒輪商機,現代零部件,2007,6.
[2]BREUERW,CHRISTLN大容量陸地和海上風電場的電網接入方案,2007,3.
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關鍵詞 風力發電;傳動系統;維護診斷;齒輪箱;主軸軸承
中圖分類號:TM315 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)05-0104-01
風力發電的原理為將風能轉化為動能,其主要通過主軸-齒箱傳動裝置。傳統系統故障直接影響發電效率及電能質量,如何對其進行治療維護就顯得至關重要。文章以變槳變頻發電機和定漿距失速型發電機傳動系統故障分析和維護為例,具體介紹了風力發電過程系統維護和故障診斷,其中包括齒輪箱的維護和診斷、主軸軸承的維護診斷等。定漿距失速型發電機組和變槳變頻發電機組的傳動系統都是由主軸、軸承、齒箱和鎖緊脹套組成。由于受加工工藝和材質影響,其中齒箱和主軸軸承很容易故障。我國很多風力發電由于傳動系統出現故障而導致損壞,給電力部門造成了大量的損失。針對因傳動系統故障導致損失,除日常和周期維護,還應特別制定計劃,加強對傳動系統監視和診斷。文章針對易出現故障部位即齒輪或齒輪箱與主軸的機理和維護方案做出了具體的分析。
1 齒輪箱的維護與保養
作為重要零件之一,齒輪箱在運行過程中極易出現故障。在長期運作狀態下或在未及時保養的情況下易出現齒輪箱故障。因此要求對其進行定期的、必要的維護和保養,從而提高其使用年限,降低其故障發生概率。
齒輪箱的日常檢查包括檢查齒輪箱是否有異常噪音;油位是否存在泄漏問題;確定齒輪箱是否泄漏及油量不夠的問題,并及時進行控制和補油。若油同時,要對齒輪箱的濾清帽進行定期的清理或沖洗。檢查設備彈性支撐的使用情況,防止其出現破損或老化,必須及時進行維修或者更換。防止齒輪箱出現長期停轉狀態,必須確保其運行才能延長其使用時間,提高其工作效率。
2 齒輪箱的診斷
若齒輪箱箱體溫度過高或出現大量水珠,則可通過分析確定其為油泄漏導致的污染破壞,應對油位和油溫進行檢查。這種故障發生的概率較低,但是一旦發生影響較為嚴重,因此必須加強防御。檢修人員應根據經驗確定出現這一現象的原因是否為溫度引起,并確定溫度異常的具置在進行維修,否則會造成不必要的損害。若在檢查過程中,發現溫度升高較快,檢查人員對齒輪箱運行過程中的噪音等因素和其他部位進行逐一排查,發現溫度偏高位置為中箱體,進一步確定縮小范圍并進行排查和維修。
總之風力發電過程中,齒輪箱故障的診斷十分重要,溫度升高或異常是其運行中重大問題之一,應盡早進行排查,準確的找到溫度異常具置,這樣可以防止損害面擴大,避免和減少不必要的經濟損失。
3 主軸軸承的日常維護和保養
主軸承工況:受一定振動和沖擊、低速重載、溫度較高或較低、介質侵等。失效表現為:磨損、銹蝕而導致運轉不靈活,運轉阻力大更甚者卡死。
目前,滾動軸承力發電機成為風力發電廠的主要選擇,其具有效率高等優點,與此同時也易受到損害,滾動軸承產生故障的原因很多,應給予重視。究其原因,一部分為滾動軸在和保養中被污染,一部分為其安裝不合理,還有一部分為其生產質量存在問題。通常軸承故障表現為滾珠錯位或者支架斷裂,直至粉碎,主軸軸承就會卡死。
主軸軸承維護保養:
1)主軸軸承系統運行正常,泵沒有堵塞,油管沒有爆裂。
2)檢查軸承與軸承座接觸面應清潔,無雜物。
3)軸承座應緊固,沒有前后錯位情況
4)轉速傳感器信號準確。
4 主軸軸承運行診斷
風力發電過程應加強現場監管,這樣才能夠確保設備安全運行,降低其發生故障的概率。可根據現場監測,對易發生故障部位和已發生故障部位原因及結果進行統計分析和處理。從而制定合理的故障管理和診斷方案。同時確保其在設備選型和風資源的評估中起到積極的作用。
不良是主軸軸承發生故障的主要因素,其影響因素為:大氣溫度過低,使油脂凝固,導致油脂不能到達指定區域而造成磨損;脂散熱性能不好,經常過熱使軸承內部油脂碳化而損壞軸承;濾芯堵塞,油位傳感器污染,劑“中毒”而失效;對此輕則主軸軸承磨損,重則導致機組無法轉動、徹底停機。目前對于主軸監測主要依據油液監測系統監視系統壓力,達到檢測進入軸承的脂是否正常。
振動監測是風電軸承在線監測的趨勢,由于風電負荷和風力不穩定因素影響傳統時域和頻域FFT分析方法的效果,需引入不平穩信號的處理方法,準確分析軸承振動情況,及時對主軸軸承進行維護和修理,避免大的損失。
5 結論
對于風電機組主軸-齒箱傳動系統,它是機組維護中的重中之重,它關系到整個風場正常運行和經濟效益,為此,筆者認為:
1)除傳動系統正常維護和日常維修維護外,還應加強對傳動系統定時檢查,重點關注齒輪箱和軸承,做到對傳統系統的實時監護。
2)對于環境比較惡劣的地區,齒輪箱應裝設油液監測系統、軸承應裝設振動監測。在線監測傳動系統,及早作出判斷。
3)利用機組已有的SCADA數據,獲取機組齒輪箱和軸承的運行狀態,結合在線監測診斷具有重要意義。
主軸及軸承、聯軸器、齒輪箱以及發電機風是電機組傳動系統的組要組成部分。由于其通過傳動實現能源轉換,因此傳動過程中最易出現系統故障。其中,齒輪、軸和軸承最易出現故障。齒輪故障表現為齒面污濁、磨損甚至剝落等。而主軸故障表現為對正或者彎曲。軸承故障則為滾動體磨損和軸承集體受損。要分析和控制風力發電設備故障,首先應了解其故障機理。對于風電機組來說,其故障表現形式多為某一零件磨損、破壞等。但其原因一些可以通過故障直接判斷,另外一些則需要通過特殊的儀器測量。有些甚至無法確定,因此對于風力發電設備故障機理研究十分重要。
參考文獻
[1]張新燕,何山,張曉波,等.風力發電機組主要部件故障診斷研究[J].新疆大學學報,2009,26(2):140-144.
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關鍵詞:自動化,火力發電,風力發電,配電
中圖分類號: TM611 文獻標識碼: A 文章編號:
1、電氣自動化在火力發電中的應用
電氣自動化技術在火力發電中主要起到監控發電設備、檢測信息反饋、數據交換等功能,時刻監控機械設備的運行狀態和反饋的數字信息。設備在運行時出現的不良情況能夠及時上報警告信號,避免因為設備故障或者操作失誤出現危險情況。先進的電氣自動化系統能夠進行遠程校核、設備運行自動管理、故障自動檢修等高級功能。
1.1、電氣自動化在火力發電中的常規應用
(1)就地控制。在發展規模不大的火力發電廠,由于需要運行的設備相對較少,但是鍋爐、蒸汽輪機、發電機組等大型設備單獨運行會給發電帶來很大的不便,為了使設備具有很高的可控制性,還是需要一個綜合的控制系統進行綜合的控制。
(2)集中控制。火電廠目前還是社會主要依靠的電力提供方,發電量大,所以電廠內的工作設備也較多。火電廠在管理運行的過程中,如何完善眾多設備之間的協調運轉是個需要重點解決的問題。自動化技術的發展,使得鍋爐、蒸汽輪機、發電機、配電的協調運轉成為可能,提高了設備的利用率。
(3)自動控制。計算機的飛速發展大大提高了企業的自動化程度,節約了人力資源,增加了管理的規范度。在電廠中,很多崗位是十分具有危險性的,比如高壓、高溫等等,自動控制技術不但讓企業管理效率提高,而且在很大程度上維護了工作人員的安全,為企業帶來更高的效益。
(4)故障控制。電氣設備在運行中難免會出現各種各樣的故障,一般工作人員很難及時發現。如果在設備上安裝在線自動檢測功能,那么對設備的維護會起到很好的作用。而且自動控制中出現的小錯誤,由于計算機技術的發展,會對出現的故障自行診斷和修復。
1.2、創新型電氣自動化在火力發電中的應用
(1)統一單元爐機組。傳統的電氣自動化技術在火電廠中主要體現在機電一體化控制的應用,創新型電氣自動化技術的發展,已經能夠實現對火力發電廠機、電、爐各個運行單元進行統一的監控。這樣,電廠中的集散控制系統能夠對所有的火電機組的運行參數和狀態信息進行綜合分析,充分發揮自身的控制功能,最大限度提高火電機組發電能力。對火電系統的集成化處理,能夠最大程度降級火力發電控制系統的造價成本,節約勞動力,同時也使得電廠信息的采集和管理更加高效,保證火力發電系統用最經濟的控制成本達到最穩定的運行狀態。
(2)創新控制保護手段。創新的電氣自動化保護系統遠遠超出了傳統的報警和連鎖控制保護手段[1],而是利用計算機的在線運營監測和故障診斷功能,實現對整個火力發電系統的保護。創新型的電氣自動化技術能夠發現發電設備潛存的隱患,并作出相應的控制保護策略,同時做到電氣自動化系統設備預防維護的預知和設備維修。
2、電氣自動化在風力發電中的應用
風能是一種清潔無污染并且可以循環利用的可再生能源,我國具有豐富的風能資源,風力發電在我國已經普遍應用。由于風能具有一定程度上的穩定性和間歇性,公共事業電網的運行的持續性和可靠性能很難最大程度上得到保證。為了進一步促進我國風力發電的快速發展,滿足我國風力發電產業發展的客觀需求,風力發電大范圍實現自動化勢在必行。
(1)自動控制風力發電機組的運行狀況。風力發電機組在在運行當中,自動化的控制系統能夠實現對整個機組運行狀況的在線檢測和詳細的數據記錄。通過預先數據的設置,可以對自動反饋信息詳細篩選,對風力發電機組的一些潛在問題及時采取自動保護措施,保證機組的正常運行。同時,自動控制系統還能夠對所有的記錄數據分析處理,及時反映發電機組的各項功能指標。
(2)自動控制風機的剎車停機和限速。風力發電機組在工作中并不是一直保持一定的速度在運轉,由于風能的不穩定性,風力的大小也是時刻變化的。風力發電機組系統在裝入自動控制系統之后,能夠根據實際的風力情況,對機組施行限速和剎車控制。當風機葉輪的轉速超過額定轉速的上限的時候,發電機組此時會自動和電網分離,葉輪的槳葉也會自動打開,實現軟剎車,液壓制動系統就能夠控制風機葉輪的轉速,限制風機葉輪的轉速。
(3)自動解決偏航和解纜問題。由于風向不是朝著一個方向流動,在風力發電機組的運行過程中,風機要不斷地跟蹤風向,這樣就很容易出現電纜被纏住的情況。風力發電機組中的自動控制系統在風機偏航運行時,能夠實現對風機解纜的自動控制,使電纜不被纏繞[2]。這樣當電纜達到纏繞的最大上限值時,自動控制系統傳輸信號給偏航系統,及時調機的轉向,及時解纜。
(4)自動控制風機系統通信。風力發電機組的自動控制系統能夠記錄和檢測機組的運行狀態參數,工作人員通過分析數據,能夠充分了解機組的運行狀況,并且對風力風速、不同季節的風向,風機的發電量、功率以及對風機故障進行遠程診斷。這些數據就能夠為設計人員今后更好的優化風力發電機組提供更好參考依據,對風力發電機組的維護也起到極其重要的意義。
3、電氣自動化在配電中應用
近些年來,隨著現代化進程的加快,對電力的需求也逐漸提高,發電廠的發電機組也在不斷向著大容量、高參數的方向快速發展,這也就對電氣自動控制系統的自動化水平提出了更高的要求。電網的正常運行在很大程度上也取決于配電系統的可靠性。隨著計算機技術、網絡技術、通信技術的飛速發展,如今已經能夠實現對配電線路和配電設備運行狀態信息的動態采集和管理。如今的配電系統已經是計算機技術、電控技術、微電子技術、網絡通信技術的高度集成,功能更加先進、質量更加穩定、操作性更強、成本更低、電參數自動檢測、故障自動診斷與維護的智能配電系統。
3.1智能配網及其優點
智能配電裝置可以實現計算機和發電設備之間信息的雙向交互傳遞。通過智能配電系統,設備的操作通過鍵盤就能夠實現。由于輸電線網大都是高壓輸電,通過遠程檢測控制就可以避免現場操作帶來的不安全隱患,充分體現了高度的自動化功能。由于大部分的工作都是通過數字信息進行相關檢測和診斷工作,系統的結構大大的簡化,減少了大量的維護工作,并且便于調試。安裝在發電配電設備上的數字化檢測設備具有傳感、報警和計算功能,使故障的判斷工作變得更加容易。
傳統的電力信息的管理,主要是通過報表、圖紙的傳遞方式進行交接工作,這樣就造成管理信息不全面、不及時、不準確。由于智能配電網的信息量大,而且兼具在線和離線管理和分析功能,再配合計算機的可視化技術,使得數據的分析變得更加直接,更加直觀的反應配電設備的運行狀況。為了配電技術的發展,建立一個快速、直觀、高效的配電系統顯得尤為重要。
3.2智能配電裝置的應用
首先,在家庭或者企業安裝智能化的用電表。智能用電表能夠記錄分析不同時段的電力消耗信息,通過直觀的信息交流,能夠鼓勵人們盡量避免在用電高峰時間段用電,緩解高峰用電需求,穩定電價。智能化用電表還能有效確定竊電的準確位置,在一定程度上減少竊電現象的出現。
智能配電裝置的遠程監視和控制功能極大地改善了ESC的服務水平,能夠提供更實時全面的檢測數據,為工作人員提供潛在的故障信息,維持設備運行的穩定。先進的傳感器還能準確的提供故障出現的確定位置,及時維修,保障用戶用電。
利用基于IP的控制,還能在很大程度上節約通信的成本,并且還能實現跨通信網交流[3]。隨著個人數字助理(PAD)的使用,更加便于移動作業管理,大大提高了運行的效率。
參考文獻:
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本刊訊 最近,中國節能投資公司與浙江省機電集團有限公司簽署了共同開發風電產業的戰略合作協議,標志著中國節能投資公司與浙江省機電集團有限公司將攜手發展風電產業,為推動風力發電設備國產化事業而努力。
中國節能投資公司是由國務院國有資產監督管理委員會監管領導的中央企業,是我國在節約能源與環境保護領域惟一一家國家級投資公司,長期致力于執行國家以節約能源為主的資源節約、環境保護政策,實施國家可持續發展戰略。公司從上個世紀90年代開始探索風機國產化的道路,并于2002年開始進行風電場的開發建設,2005年國資委正式確立了風力發電為公司的主業之一。
浙江省機電集團有限公司是由原浙江省機械工業廳成建制轉制成立的浙江省政府授權經營國有資產的大型企業集團。機電集團成立以來,積極培育風力發電產業,通過其控股公司浙江運達風力發電工程有限公司(以下簡稱“運達公司”),從事并網型風力發電機組設計、生產和銷售,兼營風場規劃、可研和風場設計等技術咨詢業務,現已形成250千瓦和750千瓦風力發電機組批量生產能力,并打造出了一支優秀的企業團隊。
中國節能投資公司和浙江機電集團強強聯合,在自主研發的基礎上,開展產學研等多種合作方式,引進和消化吸收國外先進技術和管理經驗,形成具有自主知識產權的風機制造技術和適用于不同風資源特點的風機產品,滿足國內外不同市場需求。目前,運達公司承擔的國家863攻關項目――1.5兆瓦風力發電機組正在研制開發之中,現已完成了1.5兆瓦變速恒頻風力發電機組總體及各主要部件的初步設計,并通過了科技部驗收。同時,通過采用電機變距方式將現有定槳距750千瓦風力機,升級為適合中國風力資源特點的800千瓦變槳距機組,提高機組發電效率,延長主力機型生產壽命。兩家公司的戰略合作將以對運達公司增資的方式實施,將運達公司改造為雙方共同控股的合資企業,承擔兆瓦級風機國產化等技術的開發和自主創新,為國家提供穩定、可靠、價優的風機設備,降低風電上網電價,推動我國可再生能源利用的發展。爭取在2007年底達到年產100MW,2008年年產150MW,遠期300MW的風機生產能力,推進風電機組國產化制造進程,帶動相關產業發展,同時,對我國風力發電機組達到國際先進技術水平,打破國外風機的壟斷地位,具有重要意義。
篇8
中國風力發電已經歷20年漫長的“試驗期”,而風力發電的產業化舉步維艱,大大小小的風電場遍布全國,幾乎各省都有,卻并不成氣候。
據統計,到去年年底,全國共有43個風電場,分布在14個?。▍^、市),總裝機容量76.4萬千瓦。劉應寬說,按照目前的發展勢頭,到今年年底,全國風電裝機容量將肯定超過100萬千瓦。
而早在1995年,原國家電力部就提出,到2000年中國風機規模要達到100萬千瓦,這一時間表整整推遲了5年。
隨著近年煤炭、石油等常規能源的全面緊張,清潔環保的可再生能源駛入發展的快車道?!毒┒甲h定書》的簽訂和《可再生能源法》的出臺,為風電迅速成長注入蓬勃動力。
在各種可再生能源中,風能因資源豐富、成本相對較低而最具商業化、產業化前景。政策的驅動,以及利益的誘惑,吸引著嗅覺敏銳的企業紛紛投資風電。據不完全統計,包括五大發電集團在內的全國30多家企業已爭相涉足這一領域,總投資超過100億元。
按照國內目前的行業平均水平,每千瓦風電裝機容量的成本為8000-10000元,與造價約4000元/千瓦的煤炭、石油等常規能源電廠相比,風電場的造價大約高出1倍。目前,每度風電的成本約為0.4-0.5元。
研究表明,風力發電能力每增加一倍,成本就會下降15%。由于近年世界風電增長一直保持在30%以上,風電成本快速下降,國外已日趨接近燃煤發電成本。此外,風電外部成本幾乎為零,甚至低于核電成本,因此經濟效益凸現。隨著中國風電設備國產化和發電的規?;L電可望比燃煤發電更具成本和價格優勢。
在風電場急速增長的帶動下,風電設備制造正呈現出巨大的市場空間。按照中國遠期規劃(2020年風電裝機2000萬千瓦)和每千瓦8000-10000元的造價,每年風電設備市場容量約為97億-122億元。即使考慮國產化程度提高而導致的價格下降,平均每年的市場容量也應保持在70億元以上。在可預期的巨大市場空間面前,中國風電設備制造企業將迎來難得的發展機遇。
同樣看到這個巨大市場的,還有來自歐洲的跨國風電設備制造企業。由于起步早,技術先進,歐洲企業占據著全球風電設備市場的絕大部分市場份額,中國市場也不例外。
篇9
責任和使命感
上海電氣進軍風電市場
作為國內最大的電站設備制造企業的上海電氣,在發展火電、水電、核電的同時,也注意到:長期以來,由于我國煤炭資源相對較為豐富,電力發展一直以煤電為主,但是由于多年開采,煤炭供應日趨緊張,并帶來了嚴重的空氣污染、水污染等環境問題。同時,由于我國石油和天然氣資源嚴重不足,石油進口比例已超過40%,如果繼續發展下去,必然會成為國際政治和經濟的頭等重大問題。上海電氣的高層深刻體會到能源是國民經濟發展的重要基礎,是人類生產和生活必需的基本物質保障,我國是一個能源生產大國,也是一個能源消費大國,能源是全社會關注的重大焦點問題。隨著現代工業的飛速發展和國際社會對全球氣候變化問題的日益關注,風力發電得到了高度重視。
我國電力增長需求迅猛,若僅靠發展煤電來滿足需求,到2020年,二氧化碳的排放量將達到14億―19億噸,其污染躍居世界第一。據專家估算,全國每年因酸雨造成的直接經濟損失約為當年GDP的1%-2%,其潛在的損失有可能在3%以上。專家計算過,一臺1兆瓦的風電機組每年可減排1460噸二氧化碳、15噸二氧化硫、11噸二氧化氮。
由此可見,風能資源作為清潔的可再生能源,是大有可為的;同時風力發電也是新能源中技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一,對調整能源結構、緩解環境污染等具有重要意義,也是能源和電力可持續發展的戰略選擇。
目前國外風電廠商已掌握核心技術,并加緊進入中國市場,國內其他類型電站設備公司也開始涉足風電設備。上海電氣高層領導站在國家能源安全和能源危機的高度使命感,站在促進民族風電產業發展的高度責任感,站在國際環境保護利益的高度榮譽感,根據中國風電市場的發展趨勢和集團自身的發展要求,經過一段時間的精心準備和醞釀,上海電氣把發展大型風力發電設備制造作為集團的戰略重點之一,制定了技術引進和自主開發相結合的發展策略。
上海電氣風電產業的發展愿景:以國際先進的風電設備制造技術為依托,充分利用上海電氣的品牌、地域和資金優勢、打造國內一流的風電設備制造示范基地,開展多種形式的國際合作,全面提升核心競爭力。
以提升競爭能力為目標,積極參與國內、國際風電產業整合,與政府部門緊密合作,在激活、繁榮和引導國內風電產業發展的過程中起主導作用。
通過自己獨特的品牌和價值定位,迅速確立上海電氣在國內風電市場的領先地位和國際市場的優勢地位,在2010前成為國內綜合實力最強,在國際上有影響力的風電設備制造商。
強強聯合
打造中國風電產業巨頭
上海電氣在中國三大動力集團中最早涉足風電設備的制造和研發。早在1997年就為新疆風能公司(即現新疆金鳳)和浙江運達(原浙江機電設計院)開發了600千瓦和250千瓦風力發電機。1999年通過國際合作,經過自己的專業團隊的學習和研究,生產了兩臺600千瓦的風電設備,風葉直徑達43米,這也是首套滬產風電設備。安裝在遼寧營口仙人島的這兩臺巨大“風車”隨風轉動。至今依然運轉良好。
隨著近年來國內風力發電市場日益擴大,單機發電量不斷上升,從2004年開始,上海電氣著手尋找國外風電設備領頭企業進行合作,強強聯合,生產更大規模的風電設備。目前,上海電氣已引進國際先進的1.25MW風力發電機組。該機組額定功率1250千瓦,采用了變速恒頻、變槳控制、雙饋電機等當代最先進的風機技術,并配以不同直徑的葉片和輪轂高度,可適應國內各類風區的要求。第一批1.25MW樣機將在今年年底完成;在2007年,80%以上國產化率的機組將批量投放市場,滿足市場的需求。
在引進1.25MW風機技術消化吸收的同時,上海電氣已全面啟動了與國外著名風機設計公司聯合開發2MW級風機工作,并聯合上海的相關科研院所建立起2MW級風機的“產、學、研”研發平臺。聯合開發將充分考慮到中國市場風電設備的實際運用情況,所開發的"大風車"能夠適應國內環境。在2007年研制出擁有完全自主知識產權、掌握核心技術、具有世界先進水平的2MW主力機型,進一步滿足國內風電市場快速發展的需要。
據了解,目前世界最大的風車轉輪直徑為126米,單機發電功率在5000千瓦左右,這是固定在海上的風力發電設備。上海電氣通過技術引進消化吸收、2MW聯合開發之后,也計劃向功率更大的海上風力發電設備進軍。目前,國內海上風機還是空白。對此,上海電氣風電公司董事長祁新平樂觀地表示,與國外著名的風電公司進行的這些合作,都將為未來自主品牌風電設備產品打基礎,而海上風力機將走出一條完全自主創新之路。
借鑒國外風電制造企業的發展經驗:高起點、規?;统掷m的產品開發能力是風電企業發展的基本條件。上海電氣通過與各大電力集團的合作,實現強強聯合,可更好的拓展市場;上海電氣與國內技術實力雄厚主要零部件制造商已簽訂了戰略合作協議并通過聯合攻關,確保部件的產品質量和供貨能力。所以上海電氣完全有理由相信:作為國內大型發電設備制造商,上海電氣完全有能力肩負起做大做強中國風電設備產業的重任。
上海電氣風電公司分設有上海、天津2個生產基地。針對北方的風電項目,公司將啟用天津適合MW風機總裝的標準廠房。上海電氣計劃:2007年,1.25MW機組形成批量生產能力,2008~2009年,2MW機組形成批量生產能力。
上海電氣的總體目標是:用四到五年左右的時間達到年產50萬千瓦左右的能力,并作為國內風機制造的主導力量之一,進入世界風機制造前十強。
自主創新
培養民族風電產業自主品牌
自主創新是風能發展的主要動力,風電要想得到大規模的發展,風電設備國產化率要想超過70%,唯一的辦法是在引進技術的基礎上進行“再創新”。 核心技術是引進不來的,上海電氣要在引進的基礎上進行創新。如果沒有自主創新的能力,就不知道引進什么技術,引進以后也不會消化吸收,更不能在此基礎上進行創新。
上海電氣堅定地選擇以自主創新為宗旨的技術發展戰略,通過技術引進、聯合設計、自主開發三步走的方案實現形成上海電氣完整的自主開發能力建設。
引進技術
SEC將在原有600千瓦機型的基礎上,引進國際著名風電企業的1.25MW級(變槳、變速恒頻、雙饋電機)機組技術,利用集團內部和長三角地區的配套優勢,迅速形成國產化能力,滿足國內風電市場的需求。
聯合開發
上海電氣在引進技術消化吸收的基礎上,與國外著名風機設計公司進行2MW級風機的聯合開發,不光引進國外的技術,而且參與到技術的開發中去,中方和外方一起聯合設計。中方技術人員到國外參與開發,外國工程師也到中方公司共同工作。從與國外聯合設計開始,逐漸吃透、掌握國外的設計方法,在已有工作的基礎上,針對性地加強基礎性研究和應用研究與開發。逐步成立自己的風電研發中心、風電工程實驗中心和風電檢測中心。同時在國內聯合相關科研院所建立2MW級風機的“產、學、研”研發平臺。在二年內研制出擁有完全自主知識產權、掌握核心技術、具有世界先進水平的2MW主力機型,進一步滿足國內風電市場快速發展的需要。
形成完整的自主研發能力
上海電氣的最終目標是建成世界級的風電工程和設備生產、研發基地。所以,建立起強大的自主研發能力是關鍵。上海電氣通過技術引進、聯合開發這兩個過程,全面掌握了大型風力機的研發技術;在 “產、學、研”平臺的基礎上,用三到五年左右的時間,建立起擁有完整的大型風機開發能力和風電相關技術研發能力的技術中心,并在此基礎上實施3MW級大型海上風機的自主開發。
技術創新人才規劃
技術創新人才是關鍵,我國風電專業的高端技術人才比較缺乏。上海電氣將人才培養放在戰略地位,建立激勵機制,創造良好環境,在實踐中建立起一支高素質的專業技術隊伍。
在技術引進階段,上海電氣將集中公司高精尖人才,認真學習國外設備的生產經驗,完全掌握國外風電設備的技術,結合我國風電設備的特點和運用環境,找出差異,吸取精華,建設一支有實力的學習能力強的技術研發團隊。在聯合開發階段,利用與國外專家和工程技術人員合作的機會,學習國外專家的設計理念,解決疑難問題的方式以及國外專家的創新意識;經過機組設計的參與、項目的實際操作、學習和經驗的積累,技術人才得到充分鍛煉并培養出自己的總設計師。由此,上海電氣可完全形成一支具有自主創新的技術研發團隊,從而提高自身競爭能力,創民族風電產業第一自主品牌。
產業鏈建設
促進零部件制造業的多贏格局
風力發電機的主要部件:葉片、齒輪箱、發電機、電控設備、偏航系統、輪轂、塔架、機艙、主軸和機艙罩等,在上海和長三角都有全國知名的專業廠來開發生產,這些部件配套制造企業與上海電氣一起,可在長三角地區形成一個比較完整的風電制造產業和服務業產業鏈,為社會提供很多就業機會,還可以成為國民經濟的重要產業之一。
根據風電產業的特點,上海電氣在向用戶提供優質產品和服務的同時,將重點加強產業鏈建設。上海電氣將與國內有實力、并致力于風機另部件生產的企業結為戰略合作伙伴,通過整機技術的發展,幫助、促進另部件制造水平的提高;同樣,依靠另部件制造水平的提高,促進整機制造技術的發展,創造多贏格局。為提升國內風機設備產業水平,盡快縮短與世界先進水平的差距發揮龍頭作用。
篇10
[關鍵詞]風力發電 雷電災害 風險評估
中圖分類號:P429 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)08-0348-01
21世紀的今天,伴隨著我國新能源的不斷發展,當前的風能作為可再生潔凈能源,其風力發電逐漸成為我國開發性的電力資源,對國民經濟發展有著一定的積極作用。長期以來,對于如何做好我國風力發電場雷電災害的風險評估工作始終是風力發電行業領域研究的熱點之一。因此本文結合湖南江華對風力發電廠雷擊災害風險評估進行研究有一定的經濟價值和現實意義。
一、 湖南江華風力發電場雷電災害的特點
雷電發生的過程中,往往借助于風力發電機組的組件向地面傳送,這種風力發電機主要處于一種疾風區,往往對一些沿海較為空曠的地區進行選址,并保證高度明顯大于周圍的地形和建筑物,在對風力發電機及運行安裝的過程中,往往對安裝地點的土壤電阻率有著相對極端的要求。就湖南江華風力發電場雷電災害而言,往往有著一定的特點,如下所示:
(一)環境
江華風力發電廠的位于湖南省永州市江華瑤族自治縣大路鋪鎮,南鄰207國道,其風力發電的特點主要是在曠野中安置,很容易受到雷電的侵襲,有著較低的額電氣絕緣,環境相對來說比較的惡劣。
(二)嚴重性
風力發電機組作為風電場的一種貴重設備,有著較高的工程工資,在受到雷電侵襲的過程中,更應該做好及時的修復,同時也要對受損部件進行合理的安裝和拆裝。多為轉輪葉片受到雷電的侵襲,修補的過程中是對整個葉片進行修補。
因此湖南江華風力發電場雷電災害不僅僅造成了通信元件的燒毀,同時也造成了電氣設備的損壞,對于風機安全經濟的運行有著嚴重的威脅作用。
二、 湖南江華風力發電場雷電頻率和雷擊的位置
在對雷擊進行有效保護的過程中,就要做好對累計頻率以及雷擊位置的正確預測,并做好雷擊的針對性保護。
(一)該項目所處區域的雷暴規律進行定位系統分析
地閃密度――每平方公里年平均落雷次數,是表征雷云對地放電的頻繁程度的量,是估算建筑物年預計雷擊次數時重要的參數。用Ng表示,單位為:次/km2?a。
通過對閃電定位資料進行數據分析,得到江華風電場所處區域5年內(2007~2011)年平均地閃密度約為:1.4次/km2?a。
(二)對項目所處區域雷暴活動進行分析
雷暴日是指某一個區域一年內所有發生雷電的天數,用Td表示,一天內只要聽到或看到一次或一次以上的雷聲就算是一個雷暴日。
據江華瑤族自治縣氣象局1990~2011年雷暴日觀測資料:該區域年平均雷暴日有54天,最多84天,最少36天。夏季平均9.4天,8月份平均最多為11.9天, 12月、1月平均最少為0.2天,雷暴活動集中在3、4、5、6、7、8月份。
由月平均雷暴日月平均雷暴日最高達到了10.1天,雷電主要發生在3-8月份,月平均雷電日數超過5天,其中6~8月份為雷電高發期,月平均雷電日數達到9.0天以上,11、12、1份基本沒有雷電發生。
三、 湖南江華風力發電場雷擊災害的風險評估
湖南江華風力發電場雷擊災害風險評估的過程中,就要做好累計頻率的綜合性評估,當前建筑物雷擊風險主要是建筑物的高度以及地質的實際情況,風力發電場雷擊災害風險評估過程中,就要對當地的雷電活動相關信息加以收集,并將安全風險顯著降低。
(一)風力發電機雷擊頻率的評估
風力發電機雷擊頻率在實際的評估過程中,就要針對雷擊點的不同位置,做好對損害來源的合理分析,并做好對雷擊建筑物、雷擊建筑物周圍的一些公共設施的綜合分析。其次就要對損害類型進行總結,對采用的防護措施加以采取,進而將其在整體中延伸。風險評估的過程中,就要對致人死亡的風險、文化遺產損失的風險、經濟損失的風險以及公共設施損失的風險進行總結。
對于建筑物的風險評估而言,就要對累計點的位置進行考慮,對于雷擊建筑物的鄰近區域而言,RM與雷電電磁脈沖防護引起的內部系統失效有關。對于有爆炸危險的建筑物和醫院或是內部系統失效直接危及生命的建筑物,L1型損失也要加以考慮。雷擊入戶線路鄰近區域RZ與入戶線路中存在并導入建筑物的感應過電壓引起的內部系統失效有關。對于有爆炸危險的建筑物和醫院或是內部系統失效直接危及生命的建筑物,L1型損失也要加以考慮。
(二)風險防護
人身傷亡損失風險 R1 = 1.74×10-7 ,小于風險容許值RT= 1.0×10-5,可采取安裝LPS措施,同時內部區域采取更高級的防火措施。同時雷擊造成人員傷亡損失的最大風險可容許值 RT=1×10-5。而在本項目中由雷擊造成的人員傷亡損失風險R = 1.74×10-7
結語:
現如今,風力發電場雷擊災害風險評估過程中,就要結合風力發電場雷電災害的特點,綜合性的分析風力發電場雷電頻率和雷擊的位置,對風力發電場雷擊災害風險進行科學性的評估,進而保證風力發電場雷擊災害的風險降到最低,實現我國風力發電行業的蓬勃發展,推動我國國民經濟的科學和諧進步。
參考文獻:
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