大西山出力分析报告0706.docx
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大西山出力分析报告0706
大西山6月份数据对比分析
1、概述
河北建投大西山项目共安装33台1.5MW机组,其中Windey机组11台,GE机组22台。
Windey11台机组于2012-4-1通过240试运行,GE22台机组于2012-3-27通过240试运行。
为了更加深刻直观的了解windey机组的性能,售后服务部对大西山两家机组的5月份运行数据进行了收集、汇总及简单的分析,供公司内部参考。
2、Windey与GE机组整体运行情况对比
2.1基本信息对比
Windey与GE机组基本信息见表一。
表一
Windey
机组容量(kW)
1500*11
切入风速(m/s)
3
风轮直径(m)
77
切出风速(m/s)
600S内平均风速
25
轮毂高度(m)
65
再切入风速(m/s)
600S内平均风速
22
额定风速(m/s)
11
平均海报高度(米)
1960
GE
机组容量(kW)
1500*22
切入风速(m/s)
3.5
风轮直径(m)
77
切出风速(m/s)
600S内平均风速
25
轮毂高度(m)
65
再切入风速(m/s)
600S内平均风速
22
额定风速(m/s)
14
平均海报高度(米)
1920
2.25月份Windey与GE机组整体运行数据
表二是5月份Windey11台机组与GE22台机组发电量和平均风速的数据记录情况。
表二
日期
Windey(11台)
GE(22台)
发电量(Mwh)
平均风速(m/S)
发电量(Mwh)
平均风速(m/S)
2012-5-1
140.4226
7.9
316.636
7.1
2012-5-2
226.0234
11
469.703
9.2
2012-5-3
173.632
4.9
284.96
3.6
2012-5-4
125.8956
8
239.531
7.1
2012-5-5
171.8508
9.2
234.308
7.3
2012-5-6
210.634
10.6
405.72
9
2012-5-7
133.1369
8.4
280.24
7.5
2012-5-8
36.5208
5.4
63.365
4.7
2012-5-9
178.2848
9.7
600.259
10.4
2012-5-10
88.23
6.8
238.821
6.8
2012-5-11
183.528
11.5
380.396
10.4
2012-5-12
86.067
11.2
168.252
9.8
2012-5-13
100.3017
11
172.148
9.7
2012-5-14
225.2447
15.2
438.264
13
2012-5-15
337.0585
13.8
438.264
11.8
2012-5-16
355.9716
16.4
683.077
13
2012-5-17
176.6201
9.5
359.406
8.3
2012-5-18
219.405
10.6
536.208
8.3
2012-5-19
120.035
7.8
313.262
7.6
2012-5-20
165.1946
9.5
481.426
9.6
2012-5-21
260.4934
12.1
634.379
1.2
2012-5-22
167.9997
9
339.846
8.3
2012-5-23
117.3359
7.6
222.063
7
2012-5-24
155.9369
8.7
259.677
7.2
2012-5-25
79.5272
7.4
161.166
6.9
2012-5-26
186.1337
9.4
393.188
8.5
2012-5-27
92.881
7.1
157.242
6.6
2012-5-28
213.0276
10.2
309.24
8.8
2012-5-29
159.6792
8.7
262.497
7.5
2012-5-30
137.2037
7.9
122.256
6.8
2012-5-31
96.617
10.2
448.452
9.6
合计/平均
5120.89
9.57
10414.25
8.47
升压站统计总发电量(Mkw)
4938.5
10184.5
月可利用率(%)
98.89
98.75
备注
绿色标记为限电和线路改造的日期。
对上表基础数据进行整理,
表三
风机厂家
WINDEY
GE
对比
系统统计发电量
5120.89
10414.25
--
可利用小时数A
310.36
315.58
98.35%
计量表显示发电量
4938.5
10184.5
--
可利用小时数B
299.30
308.62
96.98%
平均海拔高度m
1960
1920
40
平均风速m/s
9.57
8.47
1.1
可利用率
98.89%
98.75%
100.14%
由于不同厂家测量存在误差,因此以业主计量表显示的电量位置进行对比,运达机组的5月份可利用小时数为299.30小时,而GE机组的5月份可利用小时数为308.62小时,相差约3个百分点。
运达机组装机的位置海拔相对较高(高40m),平均风速显示比GE高1.1m/s。
整体运行可利用率于GE相比略高0.14个百分点。
2.3详细数据对比
依据表二中相关数据,对5月份Windey机组和GE机组做简单的对比。
对比数据包括平均风速、两厂家系统统计数据的准确性、可利用率等。
因5月份Windey机组和GE机组限电、改造情况不清楚,导致总体发电量数据失去可比性。
发电量数据将用下文“表四”中地理环境近似的4台机组进行对比,Windey机组和GE机组各2台。
2.3.1平均风速对比
表二显示Windey11台机组5月份平均风速
为9.57m/s,GE22台机组5月份平均风速
为8.47m/s。
Windey机组5月份平均风速比GE机组5月份平均风速高出1.1m/s。
表一显示Windey11台机组平均海拔高度为1960米,GE22台机组平均海拔高度为1920米。
Windey机组平均海拔高度比GE机组平均海拔高度高出40米。
风速与高度的关系(近似计算):
(1-1)
式(1-1)中:
V为距离地面高位H的风速;
V1为距离地面高H1的风速;
n为风切变指数,它取决于大气稳定度和地面粗糙度。
表四是“大西山风资源评估”的风切变指数。
表四:
测风高度
与10米的切变
与50米的切变
70m
0.085
0.062
50m
0.090
近似计算简化处理:
(1)以GE测量的平均风速为基准,取V1为8.47m/s,h1为65m(GE轮毂高度),h为65+40m(Windey机组轮毂高度相对GE机组高度)。
(2)表四中无105m对应65m的风切变指数。
根据表四数据,给105m与65m的风切变指数取估计范围值为0.062~0.12,风切边指数取到0.12已是足够大。
计算:
将上述数据代入公式(1-1),可得出当高度为65m平均风速为8.47m/s时,高105m的平均速度的范围值8.7256~8.971m/s。
对比:
Windey测量的平均速度为9.5m/s,与计算值8.7256~8.971m/s偏差较大。
这里先不做推论和分析,因为近似计算不能完全说明问题,平均风速问题将在下文做进一步对比分析。
2.3.2Windey与GE系统统计数据准确性对比
数据准确性对比说明:
Windey和GE机组主控系统会对发电量记录统计,升压站也将对两厂家机组发电量进行记录统计。
升压站统计的数据是实际接收到的发电量数据,数据准确性较高。
将升压站统计的数据与两厂家分别统计的数据进行对比,以此判断Windey和GE机组主控系统数据统计的准确性。
表二中,Windey系统对11台机组5月份的总发电量统计值为5120.89Mwh,GE系统对22台机组5月份总发电量统计值为10414.25Mwh。
升压站对5月份Windey的总发电量统计值为4938.5Mwh,对GE的总发电量统计值为10184.5Mwh。
升压站统计值为准确值。
统计数据准确性计算:
Windey发电量统计的准确性:
GE发电量统计的准确性:
结论:
0.9779>0.9644,GE机组主控系统对发电量数据的统计准确性高于Windey。
3、地理位置相近的Windey与GE机组发电量对比
3.1Windey与GE单台机组5月份原始数据
表五中是地理位置相近的2台Windey机组和2台GE机组5月份发电量和平均风速数据。
这4台机组编号分别是WindeyW8#、W10#和GE21#、GE22#。
表五:
项目
发电量(kW)
平均风速(m/s)
日期
W8#
W10#
GE21#
GE22#
W8#
W10#
GE21#
GE22#
2012-5-1
14367.00
12197.00
14998.00
13157.00
8.60
7.30
7.60
7.00
2012-5-2
19624.30
19010.60
21896.00
21227.00
10.80
9.60
9.50
9.40
2012-5-3
1441.00
1238.10
1275.00
1253.00
4.30
3.40
3.70
3.70
2012-5-4
11230.10
10870.70
13009.00
11869.00
8.20
7.20
7.50
7.30
2012-5-5
15110.90
13119.20
14034.00
12645.00
9.30
8.00
8.10
7.80
2012-5-6
17930.20
17530.20
21358.00
20509.00
10.40
9.40
9.70
9.30
2012-5-7
12781.80
11917.90
16068.00
14816.00
8.70
7.60
8.20
7.90
2012-5-8
3955.70
3006.50
4108.00
3377.00
5.90
4.80
5.30
5.10
2012-5-9
18252.40
20968.80
27218.00
23313.00
10.90
10.30
10.40
9.50
2012-5-10
7303.00
6889.00
10940.00
9799.00
6.70
5.90
6.80
6.50
2012-5-11
12540.10
10961.50
13259.00
12222.00
12.30
11.90
10.80
9.90
2012-5-12
928.90
838.20
25280.00
699.00
10.80
10.50
11.00
9.30
2012-5-13
1463.70
1414.50
28277.00
26995.00
11.40
11.60
11.20
10.70
2012-5-14
14880.80
14183.40
16198.00
15545.00
15.10
14.90
13.40
12.80
2012-5-15
30713.80
25959.50
33065.00
31285.00
13.80
12.40
12.30
11.90
2012-5-16
29134.50
28268.90
32472.00
31816.00
15.00
14.50
13.60
13.20
2012-5-17
14096.50
13828.00
18703.00
16221.00
9.10
8.40
8.90
8.40
2012-5-18
24076.20
23126.80
29540.00
27304.00
11.50
11.30
8.90
8.40
2012-5-19
12698.00
11674.20
16820.00
14427.00
8.20
7.20
7.90
7.40
2012-5-20
20072.60
19255.50
24649.00
21690.00
10.90
9.90
10.00
9.20
2012-5-21
28610.40
27848.70
33679.00
32853.00
13.70
13.40
12.60
11.90
2012-5-22
14556.20
13732.10
18199.00
17217.00
9.20
8.10
8.70
8.50
2012-5-23
9790.50
8909.70
12988.00
11716.00
7.70
6.60
7.40
7.20
2012-5-24
12061.00
10691.90
12693.00
12106.00
8.50
7.70
7.30
7.40
2012-5-25
7308.80
7219.80
8176.00
11350.00
8.00
7.00
7.50
7.50
2012-5-26
15841.60
16068.40
20183.00
19686.00
9.50
8.50
8.90
8.80
2012-5-27
7811.00
7757.40
6133.00
5932.00
7.20
6.40
6.80
6.70
2012-5-28
22587.60
20051.90
13088.00
12271.00
11.50
10.50
10.20
9.70
2012-5-29
13658.10
11329.10
4863.00
14186.00
8.90
7.50
6.90
7.90
2012-5-30
10915.90
8030.00
524.00
9731.00
7.80
6.40
5.80
6.80
2012-5-31
9885.90
8757.40
21656.00
18227.00
11.40
10.90
9.50
9.00
总计/平均
435628.50
406654.90
535349.00
495444.00
9.85
9.00
8.92
8.58
剔除不正常数据
376188.40
356233.80
441661.00
413335.00
--
--
--
--
3.2详细数据对比
3.2.1单台发电量对比
对比前,对表五数据做一些处理,使数据更有比较性。
剔除限电、整改等一些不正常数据,包括5-12、5-13、5-28、5-29、5-30、5-31这六天的发电量数据。
剔除不正常数据后这四台机组发电量为:
Windey厂家W8#机组5月份发电量为376188.40kW
Windey厂家W10#机组5月份发电量为356233.80kW
GE厂家21#机组5月份发电量为441661.00kW
GE厂家22#机组5月份发电量为413335.00kW
表六:
机组编号
Windey8#
Windey10#
GE21#
GE22#
发电量(kwh)
376188.40
356233.80
441661.00
413335.00
总发电量(kwh)
732422.00
854996.00
对比(%)
86%
从上面数据可以看出,同等地理位置下,运达两台机组的发电量明显低于GE的两台机组,两台的总发电量仅相当于GE两台机组发电量的86%,相差达14个百分点。
3.2.2平均风速对比
表五中:
Windey厂家W8#机组5月份平均风速为9.8m/s
Windey厂家W10#机组5月份平均风速为9.0m/s
GE厂家21#机组5月份平均风速为8.9m/s
GE厂家22#机组5月份平均风速为8.6m/s
地理位置相近,Windey机组监测出的月平均风速大于GE。
从表四中看每天的平均风速,Windey机组测出的天平均风速基本上都大于GE,当天平均风速达到11m/s时尤为明显。
这也应正了2.3.1的近似计算。
从2.3.1和3.2.2分析的数据看,Windey和GE应该有一家对风速的测量数据不准确。
Windey机组对风速的测量应该是准确的,反映了风经过风速仪时风速的实际情况,但恰恰是这种实际测量的未经过处理的数据反而不能反映风经过叶轮旋转平面时的风速。
为什么这么说呢,风速仪附近的风速和叶轮旋转平面的风速是不一样的,应该考虑湍流的影响。
个人建议Windey机组对风速仪测量的数据应做修正处理,比如风速仪测量的风速为10m/s,通过修正后风速值为9.5m/s。
这样的修正有不少好处:
(1)更能反映风经过叶轮旋转平面时的风速真实情况。
(2)风速在切入风速时,降低机组切入切出的次数,减少机组小风时的故障率。
(3)功率曲线将更加漂亮。
(4)近期业主方反映Windey1.5MW机组满负荷时,风速需达到13m/s,经过修正后风速12m/s左右就能达到满负荷。
这样也降低了业主的疑虑。
带来好处的同时也带来了几个难题:
(1)风速修正系数的确定。
(2)当大风天,因为风速的修正,可能使机组承受更大的风载,可以考虑当风速达到15m/s时,不做风速的修正。
(3)风速的修正,给机组控制策略会带来新的问题。
3.2.3Windey厂家W8#、W10#和GE厂家21#、22#月发电量情况对比
依据表四的数据对这4台发电量做比较,这里采用两种方法。
(1)第一种方法是不对表四的数据做任何处理,4台机组每天的各自平均风速对应的发电量,对比情况如图1。
(2)第二种方法,剔除6天发电量不正常数据,风速值取一样(地理位置相近),这样可比性相对强些。
取GE21#机组所测平均风速为基准,发电量对比情况如图2。
图1(数据未做过处理)
图2(数据做过处理)
通过比较图1和图2情况,Windey与GE机组单台发电量情况图2较图1差距较小。
也就是说要使Windey与GE机组发电量的可比性增强,首先要修正Windey风速测量数据。
不过,无论是图1还是图2,都反映Windey机组发电量情况不如GE。
可能性分析:
(1)小风情况下,Windey机组可能未发挥桨叶最大Cp值。
小风情况下,Windey机组的桨叶工作角度为0度,此时是否为桨叶的最优攻角。
能否优化桨叶工作角度使桨叶工作于最优攻角,发挥桨叶最大Cp的作用。
特别是9-11m/s风速下,发电量与GE相比有明显的差距。
(2)Windey机组和GE机组桨叶选型上的不同,Cp也不同。
(3)控制策略上再优化,能更好的发挥Windey机组的发电能力。
如偏航响应速度的快慢。
在切入风速附近,为了降低机组故障率可延长偏航响应时间,但当风速不小时,能否使偏航响应迅速些。
再如偏航误差,提高对风的准确性,亦能提高机组发电量。
其他的如变桨响应速度、减低无功等。
4、功率曲线对比
“表七”是Windey:
W8#、W10#和GE:
21#、22#四台机组功率曲线数据,这四台机组地理位置相近。
“表七”的数据是依据附件一“功率曲线报表”中的数据处理而来。
数据处理:
1、风速采集点处理,功率曲线报表中的GE与Windey风速采集区间间隔都为0.5m/s,GE风速采集点为3、3.5、4、4.5、5、5.5...13(m/s),Windey风速采集点为3.25、3.75、4.25、4.75...25.25(m/s)。
将Windey采集点全部往前推移0.25m/s,变成3、3.5、4、4.5...25(m/s)。
(功率曲线报表详见附件一)
2、风速采集区间处理,GE功率曲线报表中的数据截至到13m/s,此时GE机组已达到满功率,增加GE机组13.5m/s-20m/s的功率数据,功率值取与13m/s相同。
Windey风速数据只取到20m/s。
表七
Windey机组与GE机组功率曲线数据对比
风速
功率
GE:
21
GE:
22
Windey:
W8
Windey:
W10
3
20
34
34
3.5
58
48
51
4
66
74
70
85
4.5
115
96
104
117
5
126
127
143
166
5.5
184
168
189
209
6
235
214
249
274
6.5
285
252
310
333
7
363
358
394
414
7.5
470
453
481
487
8
583
558
576
586
8.5
658
676
656
683
9
788
758
747
784
9.5
874
912
843
892
10
1015
1052
945
1009
10.5
1230
1241
1062
1116
11
1309
1300
1172
1220
11.5
1410
1450
1274
1313
12
1514
1511
1349
1395
12.5
1530
1527
1411
1453
13
1530
1530
1450
1483
13.5
1530
1530
1484
1497
14
1530
1530
1501
1515
14.5
1530
1530
1512
1532
15
1530
1530
1526
1544
15.5
1530
1530
1541
1549
16
1530
1530
1549
1552
16.5
1530
1530
1554
1553
17
1530
1530
1554
1553
17.5
1530
15
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