【风电行业】_：风电场全生命周期综合评估与深度优化
风电项目全生命周期管理分析
风电项目全生命周期管理分析【摘要】风电项目全生命周期中存在不同阶段，每个阶段都存在风险因素，本文就风电项目全生命周期管理展开论述，并作出全文总结。
【关键词】风电项目风险分析管理对策近年来全球能源问题日益突出，我国的能源紧缺现状也未能从根本上得到解决，寻求替代能源是实施能源保护的有效措施。
风能是一种清洁的可再生能源，我国有极为丰富的风能资源，风力发电也因其独特的优势而在我国能源改革中占有重要地位，加强对风电项目的开发和利用有益于我国能源结构的调整。
本文作者在工作实践基础上，就风电项目全生命周期的管理展开探讨，希望能为风电行业同行提供有益的借鉴。
1 风电项目全生命周期所存在的风险一般而言，风电项目的施工工期较长，通常需要一至两年的时间，如此长的施工工期也增加了风电项目建设的风险因素。
根据项目施工周期的不同，可以将整个风电项目分为投资规划、可行性研究、施工和运行四个阶段，而每个施工阶段所存在的风险因素是不同的。
对风电项目的不同阶段做出风险评估，评估结果表现为如下几个方面：1.1 投资规划阶段所存在的风险风电项目投资规划阶段所应注意到的问题很多，有资源环境、国家政策和经济因素等。
在整个风电项目施工中，资源环境是最难以评估的风险因素，对风力资源评估不足将影响到项目完工后的盈利水平。
国家政策时有变化，有可能给风电项目建设带来政策风险。
风电项目投资资金数额庞大，项目实施中有可能存在资金准备不足问题，而这也成为风电项目最主要的经济风险。
风电项目施工工期较长，期间可能受到自然灾害的影响，如果缺乏对自然灾害的足够预期，将形成风电项目施工的自然风险因素。
1.2 可行性研究阶段所存在的风险风电项目全生命周期中需要具备可行性研究阶段，以实现对风电项目成本、资源、财务等诸多方面的探讨。
如果缺乏对风电项目中财务问题的深入研究，很可能出现成本风险和财务风险，而这两种风险是可行性研究阶段最应规避的问题。
除此之外，风电项目建设对资源环境有较高的要求，当建设场地自然条件无法满足项目设计要求时，就会出现资源环境风险，而这会影响到项目施工进度和后期盈利状况。
风力发电场的可靠性评估及优化
风力发电场的可靠性评估及优化随着世界经济的快速发展和环境意识的不断增强，可再生能源的使用已经成为了当今的主流趋势。
其中，风能就是一项非常重要的可再生能源，在全球范围内被广泛利用。
然而，与其他形式的能源一样，风能也存在着一定的可靠性问题，这就需要我们进行评估和优化。
一、风力发电场的基本结构在对风力发电场的可靠性评估和优化进行探讨之前，首先需要了解它的基本结构。
一般而言，风力发电场主要由以下几个部分组成：1. 风机塔座：是风力发电场重要的支撑结构。
2. 桨叶：是将风能转换成机械能的关键部件。
3. 发电机组：是将机械能转换成电能的部分。
4. 电网接口：是风力发电场的最终输出部分，将发电机输出的电能接入到电网中。
在风力发电场的实际生产中，各个部件之间都是相互依存的，因此在评估其可靠性时需要对整个风力发电场进行综合分析。
二、风力发电场的可靠性评估1. 风能资源评估在对风力发电场的可靠性进行评估之前，首先需要对风能资源进行评估。
这个评估的过程一般包括以下几个方面的内容：(1) 风能的分布情况、风向和风速的变化规律以及年均风速的大小等。
(2) 风能资源的潜力评估，即根据风力资源的分布、规律以及年均风速等因素进行风电的可行性分析。
2. 风力发电机组的可靠性评估风力发电场中的风力发电机组是实现风电转换的核心组成部分，因此其可靠性对整个风能发电场的运行结果影响极大。
对于风力发电机组的可靠性评估，主要考虑以下因素：(1) 部件的寿命和可靠性。
(2) 常见的故障类型及其发生概率。
(3) 维护和保养的成本。
3. 整体可靠性评估综合以上两个方面的评估后，可以对整个风力发电场的可靠性进行评估。
评估依据主要包括：(1) 风电场的可靠性指标，主要包括整体可靠性、可用性和平均故障时间(MTBF)等。
(2) 经济指标，例如风力发电的生产成本和每度电的标准售价等。
三、风力发电场的可靠性优化对于风力发电场的可靠性评估，只有拥有相应的优化措施才能将可靠性得以提升。
海上风力发电场变压器生命周期评估与可持续发展分析
海上风力发电场变压器生命周期评估与可持续发展分析引言随着全球对可再生能源的需求不断增长，海上风力发电成为解决能源危机和减少碳排放的重要选择。
变压器作为海上风力发电场的核心设备之一，在整个发电系统中起着关键的作用。
本文将对海上风力发电场中的变压器进行生命周期评估，并分析其在可持续发展方面的优势和挑战。
一、生命周期评估1. 背景生命周期评估（LCA）是一种系统评估方法，用于评估产品或服务从原材料获取到废弃物处理的所有环境影响。
对于海上风力发电场的变压器，其生命周期包括原材料获取、制造、使用和废弃等阶段。
2. 原材料获取变压器的制造需要大量的原材料，包括铜线、钢材和绝缘材料等。
这些原材料的获取对环境造成一定的压力，如采矿活动可能导致水土流失和生态破坏。
3. 制造变压器的制造过程涉及能源消耗和排放，如电力消耗、燃料燃烧等。
同时，制造过程中产生的废水、废气和固体废弃物也对环境造成一定的影响。
4. 使用在发电过程中，变压器起到电能传输和功率调节的作用。
正常使用下，变压器的能效较高，能够将电能传输到陆地电网，并满足用电需求。
然而，变压器在使用过程中也存在能源损失和维护消耗，这些均对可持续发展产生一定的负面影响。
5. 废弃当变压器达到寿命或出现故障时，需要拆除和处理。
废弃过程涉及到废弃物的处理和回收。
若处理不当，废弃变压器可能对环境造成污染。
二、可持续发展分析1. 优势（1）可再生能源：海上风力发电依赖于风能，这种能源是可再生的，不会削减自然资源。
（2）低碳排放：相对于传统燃煤发电厂，海上风力发电场几乎不产生二氧化碳和其他温室气体的排放，有助于减缓全球气候变化。
（3）空间利用：海上风力发电场占用海域，不占用陆地资源，能够更好地保护陆地生态系统。
2. 挑战（1）制造过程中的环境影响：变压器的制造过程消耗大量能源和水资源，同时排放废气和废水。
制造商应采取措施降低能源消耗和污染排放。
（2）材料获取和废弃物处理：变压器生产所需的原材料获取可能涉及采矿活动，给自然环境造成破坏。
风力发电场综合评估与效益分析
风力发电场综合评估与效益分析随着全球对清洁能源需求的不断增加，风力发电作为一种可再生能源形式，正逐渐成为重要的电力供应方式。
然而，风力发电场的建设与运营不同于传统的发电方式，其综合评估与效益分析对于投资者、政府和环境保护组织具有重要意义。
本文旨在探讨风力发电场综合评估与效益分析的方法与内容。
综合评估是风力发电场项目评估的重要环节。
它涉及到风力发电场的技术评估、经济评估和环境评估等多个方面。
首先，技术评估包括风能资源勘测、风机选择与布局等内容。
通过对风能资源的详细勘测，可以确定风力发电场的潜在发展能力以及风机的容量和数量。
在风机选择与布局方面，需要考虑风机的类型、尺寸和高度，以及风场的布局和间距等因素，以获得最佳的发电效益。
其次，经济评估是评估风力发电场项目可行性的关键步骤。
与传统的发电方式相比，风力发电的建设和运维成本相对较高。
因此，投资者需要进行详尽的经济分析，包括投资回收期、内部收益率和净现值等指标的计算。
此外，还需要考虑电价、补贴政策和金融支持等因素对项目经济效益的影响。
通过经济评估，可以确定项目的可行性，并为投资决策提供重要参考。
最后，环境评估是风力发电场项目评估中不可或缺的一部分。
风力发电作为清洁能源形式，具有减少二氧化碳排放和环境污染的潜力。
然而，风力发电场建设和运营过程中也存在对环境的一定影响，如对鸟类和蝙蝠的生态影响以及可再生能源的土地占用等。
因此，环境评估需要考虑风力发电场建设对生态系统和生物多样性的影响，以及采取相应的保护措施。
风力发电场的效益分析是对其经济、环境和社会效益进行综合评价的过程。
首先，经济效益包括直接收益和间接收益。
直接收益主要来自于风力发电的电量销售和电价补贴。
间接收益则包括税收贡献、就业机会和地方经济发展等。
其次，环境效益主要包括减少二氧化碳排放和空气污染的潜力，以及对水资源和土地利用的影响。
社会效益方面，风力发电场可以改善当地社区的能源供应稳定性，提高当地居民的环境意识和绿色生活方式。
风电项目的生命周期成本分析与优化
风电项目的生命周期成本分析与优化摘要：随着可再生能源的发展和环境保护意识的增强，风电作为一种清洁能源逐渐受到人们的重视。
然而，风电项目的生命周期成本分析与优化对于项目的长期运营和可持续发展至关重要。
本文将分析风电项目的生命周期成本，并提出优化策略，以帮助项目经理在实施风电项目时做出更明智的决策。
引言：风能是一种可再生的、无污染的能源，具有巨大的潜力在全球范围内应用于发电领域。
然而，风电项目在实施过程中面临着众多的挑战，包括高投资成本、技术风险、并网环节问题等。
在这些挑战下，进行风电项目的生命周期成本分析和优化能够帮助项目经理降低项目风险、提高经济效益，并促进风电产业的可持续发展。
一、风电项目的生命周期成本分析：1. 前期投资成本分析：风电项目的前期投资包括土地购置、风机采购、电网接入等。
在进行前期投资时，项目经理需要综合考虑资金成本、土地成本、设备采购成本等因素，并通过灵活的财务模型进行优化。
2. 建设阶段成本分析：建设阶段成本分析主要包括工程建设费用、施工管理费用、监理费用等。
项目经理应综合考虑施工资源、管理人员、监督机构等各个方面的成本，并制定合理的施工计划，以确保项目能够按时完成并控制成本。
3. 运营阶段成本分析：运营阶段成本分析主要包括设备维护费用、运维人员费用、电网接入费用等。
项目经理应制定运维计划，加强设备的定期检修与维护，以延长设备寿命并降低运营成本。
4. 退役阶段成本分析：退役阶段成本分析主要包括拆除工程费用、土地恢复费用等。
项目经理应在项目实施之初就考虑到退役阶段的成本，并制定相应的资金储备计划，以确保项目退役时能够及时、安全地完成。
二、风电项目生命周期成本优化策略：1. 技术选型与供应链优化：在风电项目实施之前，项目经理应根据项目特点和区域条件选择合适的风机类型，并与供应商进行充分的技术交流与合作，以降低采购成本并提高设备的性能和可靠性。
2. 运维管理与设备维护优化：项目经理应建立科学合理的运维管理制度，加强设备的日常巡检与维护，及时发现并解决潜在问题，以降低设备故障率，提高设备的可靠性和利用率。
风能发电全生命周期环境影响评估及优化
风能发电全生命周期环境影响评估及优化一、引言随着能源需求的不断增长和气候变化问题的日益加剧，可再生能源成为了全球能源转型的重要选择之一。
其中，风能作为一种清洁、可再生的能源形式，其在世界范围内得到了广泛推广和应用。
然而，人们也开始关注风能发电的全生命周期环境影响，并希望通过优化措施减少这些负面影响，提高风能发电的可持续性。
二、风能发电的全生命周期环境影响评估全生命周期环境影响评估是一种综合评价方法，用于评估一个产品、过程或服务在其整个生命周期内对环境造成的影响。
在风能发电中，全生命周期环境影响评估通常包括以下几个方面：1. 碳排放：风能发电不产生二氧化碳等温室气体，但在风力发电设备的制造、建设和拆除过程中会产生碳排放。
评估风能发电的碳排放量是一个重要指标，可以帮助评估其对减少全球气候变化的贡献。
2. 能源消耗：风力发电需要一定的能源投入，包括设备制造过程中的能源消耗以及风力发电过程中的运行能耗。
评估风能发电的能源消耗量有助于提高其能源利用效率。
3. 天然资源消耗：风能发电设备的制造过程涉及大量的金属、塑料等材料，需要消耗大量的天然资源。
评估风能发电对天然资源的消耗有助于提高资源利用效率。
4. 生态系统影响：风力发电设备的建设、运行和拆除过程可能会对当地的生态系统造成影响。
评估风能发电的生态系统影响可以帮助采取相应的保护措施，减少对生态系统的破坏。
5. 废物和废水排放：风能发电设备的制造、运行和拆除过程中会产生废物和废水。
评估风能发电的废物和废水排放量有助于采取相应的措施，减少对环境的污染。
三、优化风能发电的环境影响针对上述评估结果，可以采取一系列措施来优化风能发电的环境影响，从而提高其可持续性。
1. 技术优化：通过改进风能发电设备的设计和制造工艺，提高能源利用效率，减少碳排放和资源消耗。
例如，采用更高效的发电机、使用更环保的材料等。
2. 周期管理：优化风能发电的全生命周期管理，包括减少建设、运行和拆除过程中的废物和废水排放，提高资源利用效率。
【风电行业】_：风电场全生命周期综合评估与深度优化
平均检修耗时MTTI 平均故障修复时间MTTR 平均故障响应时间MLDT
低效机组、低效风场的评估与分析
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机组出力性能评估| KPI指标体系
基于功率曲线的风机运行状态指标量化体系
风资源
发电性能
可利用率
风向分布概率平均值
1N
F= N
i 1
f (vi )
主风向显著度系数
=
1 N
N i 1
2
f (vi ) max( f (v j )) j N
➢ 浙江某风场技改项目
25
低效机组深度优化| 优化方案
方案 2：翼型优化
V G 流 体 分 析
➢ 涡流发生器：有效增加失速攻角，提高最大升力系数。
2.5
襟
2
升力系数Cl
翼
1.5
流
1
体
CL_CLE
0.5
AN
分
0
析
0
5攻角α （°）10
15
➢ 襟翼：显著提高翼型各攻角的升力系数，提升翼型的气动性能。
风电场全生命周期 综合评估与深度优化
公司介绍
1. 风电场全生命周期管理系统 2. 机组出力性能评估 3. 低效机组深度优化方案
1. 风电场全生命周期管理系统 2. 机组出力性能评估 3. 低效机组深度优化方案
全生命周期管理系统| 四大模块
4
全生命周期管理系统| 1- 前期开发
5
全生命周期管理系统| 2- 端对端项目交付系统
26
低效机组深度优化| 优化方案 方案 3：偏航优化（大数据）
数据挖掘分析
固有偏航 误差辨识
偏航零位自动校正实验
-8°-4° 0° 4° 8° 左偏航 右偏航
风电场并网性能评估指标体系建立与优化
风电场并网性能评估指标体系建立与优化随着风电装机规模的逐年攀升，风电场的并网接入已不再是简单的连接问题，而是需要评估并网性能、判断是否符合要求的问题。
因此，建立和优化风电场并网性能评估指标体系显得尤为重要。
一、风电场并网性能评估指标体系建立1.风电场的并网性能需求风电场并网性能是指风电场与电网之间互动的能力，主要包括下列方面的需求：（1）电能传输：风电场须按照电网的要求传输电能并实时维护电网的频率和电压。
（2）谐波和突波：同时应考虑风电场接入后，对电网电压应变能力的影响，避免引发谐波、突波等问题。
（3）系统稳定与性能：确保新风电场的接入不会影响整个电网的稳定性和性能。
2.风电场并网性能评估指标体系为了充分评估风电场的并网性能，需要建立相应的评估指标体系。
主要包括以下方面：（1）风电场电气性能：电压、频率、功率因数等。
（2）风电场机械性能：转速、功率输出等。
（3）电网稳定性：电网频率和电压等。
（4）谐波和突波：在考虑风电场并网的同时，也需要考虑对电网谐波和突波的影响。
（5）可靠性：风电场应对风力发电设备进行有效监测，识别故障，并采取措施保障其稳定运行。
以上指标是对风电场并网性能进行评估时应当考虑的关键因素。
二、风电场并网性能评估指标体系优化风电场并网性能评估指标体系需要不断优化，以适应不断发展的电力市场和技术进步的要求，具体优化建议如下：1.完善指标分类应当对风电场并网性能指标进行合理分类，包括电气性能、机械性能、可靠性、安全性等方面，以便更好地评估风电场并网性能。
2.建立指标优先级对于不同的指标，应建立相应的先后顺序。
优先考虑的因素包括电网稳定性和安全性等，其次才是电气性能、机械性能以及可靠性等。
3.统一指标评价标准在评估风电场并网性能时，需要有统一的评价标准，避免各自为政。
同时，在标准制定时，应当考虑到新技术和新市场的发展情况。
4.完善指标权重分配体系对于各种指标之间存在的重要性差异，应当进行权重分配。
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低效机组深度优化| 优化方案 方案 3：偏航优化（大数据）
数据挖掘分析
固有偏航 误差辨识
偏航零位自动校正实验
-8°-4° 0° 4° 8° 左偏航 右偏航
-4°
-8°-4°0° 4° -12°
左偏航
固有偏航误差
右偏航
-180° 180°
-180° 180°
实 验 结 果
有功功率平均值[kW]
vi vmax
理论发电量系数 = P(vi ) f (vi )i N
vi 0
风功率曲线不确定度系数
up
v vmax v0
P(v) Eup (v) dv
down
v vmax v0
P(v) Edown (v) dv
风向频谱分布图
理论发电量系数
包络上界 包络下界
风功率散点图包络线图 18
西 电网正常期间运行系数
南 平均无故障可用小时数MTBF（h）
某 风 场 2
单次机组例行维护小时数 单台机组例行维护小时数（h） 平均单台故障停机小时数（h） 平均冰冻停机小时数（h）
评估值
91.7%
964.2
2.95 27.54
31 700
91.9%
925
2.86 16.85 29.96 550
参考值
49.5MW 2016.6-2017.5（12个月）
20
机组出力性能评估| 低效风场
案例 2：整场机组低效
西南某风场1
西南某风场2
21
机组出力性能评估| 低效风场
案例 2：整场机组低效
评估指标
西 电网正常期间运行系数
南 平均无故障可用小时数MTBF（h）
某
风 场 1
单次机组例行维护小时数 单台机组例行维护小时数（h） 平均单台故障停机小时数（h） 平均冰冻停机小时数（h）
评价
偏低
合格
合格 合格 合格 严重
偏低
合格
合格 合格 合格 严重 22
1. 风电场全生命周期管理系统 2. 机组出力性能评估 3. 低效机组深度优化
低效机组深度优化| 优化方案体系
24
低效机组深度优化| 优化方案 方案 1：微观选址优化
CFD 仿真 分析
激光 雷达 测风
➢ 西南某风场技改项目
可利用率
时间可利用率TBA 发电量可利用率PBA
风资源
平均风速 有效风时率
应发电量 湍流强度 平均空气密度
性能
功率曲线符合性K 功率特性偏离PPSD
功率系数Cp
可靠性
平均无故障运行时间MTBF 平均检修间隔时间MTBI 故障频次FTAF
平均机组检修总耗时MTOTI 平均机组故障总耗时MTOTF
运维效率
6
全生命周期管理系统| 2- 端对端项目交付系统
7
全生命周期管理系统| 2- 端对端项目交付系统
8
全生命周期管理系统| 2- 端对端项目交付系统
9
全生命周期管理系统| 3- 综合评估系统
10
全生命周期管理系统| 3- 综合评估系统
5000+ wind turbines
150+ wind farms
前期设计 工程建设
机组性能 运行维护
• 微观选址核准 • 机组选型优化 • 环境成本考核
• 成本控制优化 • 时间控制优化 • 人员配置优化
• 机组出力性能 • 控制参数寻优 • 大部件可靠性
• 运维服务品质 • 备品备件配置 • 人员优化调度
16
机组出力性能评估| KPI指标体系
电量
发电量 上网电量 用网电量 等效利用小时数
风电场全生命周期 综合评估与深度优化
公司介绍
1. 风电场全生命周期管理系统 2. 机组出力性能评估 3. 低效机组深度优化方案
1. 风电场全生命周期管理系统 2. 机组出力性能评估 3. 低效机组深度优化方案
全生命周期管理系统| 四大模块
4
全生命周期管理系统| 1- 前期开发
5
全生命周期管理系统| 2- 端对端项目交付系统
➢ 浙江某风场技改项目
25
低效机组深度优化| 优化方案
方案 2：翼型优化
V G 流 体 分 析
➢ 涡流发生器：有效增加失速攻角，提高最大升力系数。
2.5
襟
2
升力系数Cl
翼
1.5
流
1
体
CL_CLE
0.5
AN
分
0
析
0
5攻角α （°）10
15
➢ 襟翼：显著提高翼型各攻角的升力系数，提升翼型的气动性能。
机组出力性能评估| 低效机组
案例 1：个别机组低效
地形地貌 风场类型
福建某风场 山地型 1300-1600m
IEC IIIA
机型
装机容量 进质保时间 评估时间
24台 WD115-2000
48MW 2016年8月 2016.4 - 2017.3（12个月）
福建某风电场在卫星地图中的位置分布
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机组出力性能评估| 低效风场
案例 2：整场机组低效
地形地貌
风场类型 机型
装机容量 评估时间
西南某风场 1 内陆高原型 2300-2800m
IEC Ⅲ A 33台 WD88-1500A
49.5MW 2016.6-2017.5（12个月）
地形地貌
风场类型 机型
装机容量 评估时间
西南某风场 2 内陆高原型 2300-2700m
IEC Ⅲ A 33台 WD88-1500A
11
全生命周期管理系统| 3- 综合评估系统
12
全生命周期管理系统| 3- 综合评估系统
13
全生命周期管理系统| 4- 在役机组深度优化系统
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1. 风电场全生命周期管理系统 2. 机组出力性能评估 3. 低效机组深度优化方案
机组出力性能评估| 生命周期综合评估
运 行 评 估 技· 术 与 方 案
平均检修耗时MTTI 平均故障修复时间MTTR 平均故障响应时间MLDT
低效机组、低效风场的评估与分析
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机组出力性能评估| KPI指标体系
基于功率曲线的风机运行状态指标量化体系
风资源
发电性能
可利用率
风向分布概率平均值
1N
F= N
i 1
f (vi )
主风向显著度系数
=
1 N
N i 1
2
f (vi ) max( f (v j )) j N
EOH增长率 [%]
有功功率标准差[kW]
EOH增长率 [%]
实验效果 3000
1 5 # 、 1 61#6#机 组 2 0 1 5 年 10年- 1110月 - 1相1 月 比与 性2能0 1变4 年 化1 0 - 1 1 月 相 比 性 能 变 化
95%(经验） >150(行业参考值） >500(Windey参考值） <3.5h（Windey经验） <32h(鉴衡规范） <65h (Windey参考值) <300(参考值-西南）
95%(经验） >150(行业参考值） >500(Windey参考值） <3.5h（Windey经验）
<32h(鉴衡规范） <65h (Windey参考值) <300(参考值-西南）