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DNV GL-Energy可再生能源顾问部门Benoit Nguyen:风场堵塞效应对发电量的影响

日期:2019-10-28    来源:能见APP

国际风力发电网

2019
10/28
14:17
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关键词: 风电智慧运维 CWP2019 DNV GL

  2019年10月21-24日,2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)在北京隆重召开,大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展:绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来,已连续举办11届,成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。
  10月23日下午,举办了“智慧运维论坛——风电智慧运维实践”。
  DNV GL-Energy可再生能源顾问部门负责人BenoitNguyen发表了题为《风场堵塞效应对发电量的影响》的主旨演讲。
  以下为发言内容:
  Benoit Nguyen:非常感谢邀请我来到这里,我非常兴奋来给大家介绍一下我们最新的发现,DNV GL-Energy是一个致力于新能源领域开发的公司,我们致力于进行相关领域的研究,我今天会给大家讲一讲风场堵塞效应的问题,看一下这张照片,它是丹麦的一个图景,你可以看到我们风场的设备,实际上在轮机之间会相互产生一些干扰,数据也告诉我们,风机它会产生干扰。这个对我们来说是很有挑战的,我们在设计和建设之初就应该考虑这个问题。
  如何来看待这个问题,我们也在跟不同运行的风场,要求关注它的气象条件,我们的想法就是要将在两个地方的风速进行比较,然后看一下风速还有和实际运营以及阻塞之间的关系,然后用一些动态的分析来进行堵塞的建模,然后试图能够重现现实当中的场景。我们有一个CFD软件,这个软件就是使用数据来做方程,它比较特殊的一点在于,我们要在一个稳定的环境下和不稳定的环境下进行测量,它会对气流产生很大的影响。
  如果我们看一下海上的风力,还有在美国、中国内蒙有很大的平原和草原,这个时候空气的温度也会因为太阳的照射而上升。我们的建模是用风机来进行的,这方面的研究我们已经做了几年了,我们使用这样的曲线来去测量,在风机的前端和后端产生的影响,我们首先看一下实际风机的运行,这里大家可以看到是风场当中的P5和P6的风机,我们认为风从北边吹来的时候,我们认为P5受到的影响要比P6大,我们在风场建设之前就进行了风速的比较,然后在风场建设之后我们进行进一步的测量和分析,这个图告诉我们,我们一共是比较了五个不同的风场,所以一共是有23个风机,其中有22个表明有不同的风速,然后我们最近的一个项目也看到了有0.5、0.6的影响,我们这很难捕捉这些数据,因为我们的风速很小。
  我快速为大家解释一下左边这张图,展示的是风场第一排风机的运行情况,可以看到在边上的风机它的发电量要比中间的少,实际上可以看出在上游风机会相互产生干扰。我们做的一个假设,可以做出这样一个曲线,然后用曲线来预测未来的发电情况。这里我们可以看到风场,一开始的假设可能是错误的,大家看一下进行长期预测的时候,如果我们有了一个计算力,可以去预测它的最高发电量。再利用这个曲线就可以计算出最高的发电量来,把不同风机之间的影响进行一个计算就可以预测未来的情况。
  来看一下第一步,我们想去测量一下风机的绩效,要去了解自由条件下的风速还有风向,我们这里计算出它的风速和风量以后,这是一个自然的风场,一个自然的实际的风场当中,从塔筒的情况就可以进行预测,有了这样的条件我们就可以提供给OEM,OEM就可以做出一个更稳定、更可靠的设备。在去衡量这个风机之间产生的一些区别,这个我们叫空气效率,现在有很多的模型都已经得到过校准,行业当中现在普遍认为这样的风机产生的效率是最大的。我们在未来做预测的时候,也应该通过这个公式进行测量,然后再去决定校准的情况,所以现在目前校准的状况也不是非常一样,有的人是应用热力的模型,行业当中各有各的做法,但是因为堵塞效应,有一些风机当中没有办法产生百分之百理论的发电量,主要是因为风机的堵塞效应,这块所占的损耗是非常重要的。
  简单的总结一下我们在看理论框架的时候,比如说能够产生多大的功率,要考虑到这个堵塞效应,如果想让OEM去测试风机,还是要让它去测试多种情况,比如它完全跟风向一致的时候,同时还要测试两个风机的结果,因为如果只测量一种的话,理想情况下他得出来的偏差会比较大,也就是说可能跟质保上面提的容量少了1%,所以要把两台风机放在不同的测试角度去进行测试,来减小堵塞带来的影响,
  还有跟测试之前的一些预测,这个差值从0到4都有可能,在发电的时候就带来4%发电量的减少。再比如说像欧美的发达成熟市场当中,他们的规模会比较小,所以4%可能没有太大的差别,但是在中国一般风电场装机容量都比较大,4%的影响是比较重要的,所以我们强烈大家在未来测试的时候考虑到这一点,非常感谢大家的聆听,有没有时间问几个问题,大家有问题的话可以提问。
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