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中国大唐集团公司风电企业生产指标

中国大唐集团公司风电企业生产指标

体系及评价标准(试行)

1、总则

1.1 目的

为进一步规范中国大唐集团风电企业的生产管理,建立系统、完备的生产指标体系,通过对生产指标的横向对比,评价各风电企业核心竞争力,从而带动企业生产经营活动向低成本、高效益方向发展,实现企业生产管理的纵向提升。

1.2 对象及范围

风电企业生产指标体系的统计填报对象为已经投产的风电场。生产统计指标体系分三级五类十五项指标为基本统计指标。其中三级指风电场级、分公司级、集团级;五类指风资源指标、电量指标、能耗指标、设备运行水平指标、运行维护指标。

2、生产运行指标释义

2.1 风能资源指标

本类指标用以反映风电场在统计周期内的实际风能资源状况。采用平均风速、有效风时数和平均空气密度三个指标加以综合表征。

2.1.1 平均风速

在给定时间内瞬时风速的平均值。由场内有代表性的测风塔(或若干测风塔)读取(取平均值)。测风高度应与风机轮毂高度相等或接近。

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单位:m/s

平均风速是反映风电场风资源状况的重要数据。

2.1.2 有效风时数(有效风时率)

有效风时数是指在风电机组轮毂高度(或接近)处测得的、介于切入风速与切出风速之间的风速持续小时数的累计值。切入风速定为3米/秒,切出风速定为25米/秒。

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,单位:小时

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其中:T为有效风时数,为出现风速的小时数,为

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切入风速,为切出风速。

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为了便于比较,引入有效风时率的概念,用以描述有效风出现的频度。

K t=T/T0,T0为相应统计期的日历小时数有效风时数和有效风时率是反映风电场可利用风资源的重要数据。

2.1.3 平均空气密度

风电场所在处空气密度在统计周期内的平均值。

公式为:ρ=P/RT(kg/m3)其中:P表示当地统计周期内的平均大气压,Pa;R表示气体常数;T表示统计周期内的平均气温。

平均空气密度反映了在相同风速下风功率密度的大小。

2.2 电量指标

本类指标用以反映风电场在统计周期内的出力和购网电情况,采用发电量、上网电量、购网电量和等效可利用小时数四个指标。

2.2.1发电量

单机发电量:是指在风力发电机出口处计量的输出电能,一般从风电机监控系统读取。

风电场发电量:是指每台风力发电机发电量的总和。

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,单位:kWh

其中E i为第i台风电机的发电量,N为风电场风力发电机的总台数。

2.2.2 上网电量

风电场与电网的关口表计计量的风电场向电网输送的电能。单位:kWh

2.2.3 购网电量

风电场与对外的关口表计计量的电网向风电场输送的电能。单位:kWh

2.2.4 等效利用小时数

风电机的利用小时数也称作等效满负荷发电小时数。

风电机利用小时数是指风电机统计周期内的发电量折算到其满负荷运行条件下的发电小时数。

风电机利用小时数=发电量/额定功率

风电场利用小时数是指风电场发电量折算到该场全部装机满负荷运行条件下的发电小时数。

风电场利用小时数=风电场发电量/风电场装机总容量

2.3 能耗指标

反映风电场电能消耗和损耗的指标,采用场用电量、场用电率、场损率和送出线损率四个指标。

2.3.1 场用电量

风电场场用电量指场用变压器计量指示的正常生产和生活用电量(不包含基建、技改用电量)。单位:kWh

2.3.2 场用电率

风电场场用电变压器计量指示的正常生产和生活用电量(不包含基建、技改用电量)占全场发电量的百分比。

场用电率=场用电量/全场发电量×100%

2.3.3 场损率

消耗在风电场内输变电系统和风机自用电的电量占全场发电量的百分比。

场损率=(全场发电量+购网电量-主变高压侧送出电量-场用电量)/全场发电量×100%

2.3.4 送出线损率

消耗在风电场送出线的电量占全场发电量的百分比。

送出线损率=(主变高压侧送出电量-上网电量)/全场发电量×100%

2.4 设备运行水平指标

反映风机设备运行可靠性的指标。采用风机可利用率和风电场可利用率两个指标。

2.4.1 风机设备可利用率

在统计周期内,除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的时数与这一期间内总时数的比值,用百分比表示,用以反映风电机组运行的可靠性。

风机设备可利用率=[(T-A)/T]×100%

其中,T表示统计时段的日历小时数,A表示因风机维修或故障未工作小时数;

停机小时数A不包括以下情况引起的停机时间:

(1)电网故障(电网参数在风电机技术规范范围之外)。

(2)气象条件(包括环境温度、覆冰等)超出机组的设计运行条件,而使设备进入保护停机的时间。

(3)不可抗力导致的停机。

(4)合理的例行维护时间(不超过80小时/台年)。

2.4.2 风电场可利用率

在统计周期内,除去因风电场内输变电设备故障导致风机停机和风力发电机组因维修或故障停机小时数后余下的

时数与这一期间内总时数的比值,用百分比表示,用以反映包含风电机组和场内输变电设备运行的可靠性。

风电场可利用率=[(T-A)/T]×100%

其中,T表示统计时段的日历小时数,A表示因风机维修或故障平均小时数和风电场输变电设备故障造成停机小时数之和;。

停机小时数A不包括以下情况引起的停机时间:

(1)气象条件(包括环境温度、覆冰等)超出机组的设计运行条件,而使设备进入保护停机的时间。

(2)不可抗力导致的停机。

(3)合理的例行维护时间(不超过80小时/台年)。

2.5 运行维护费指标

反映风电场运行维护费用实际发生情况的指标(不含场外送出线路费用)。运行维护费构成科目如下:材料费、检修费、外购动力费、人工费、交通运输费、保险费、租赁费、实验检验费、研究开发费及外委费。

运行维护费指标采用单位容量运行维护费和场内度电运行维护费两个指标加以表征。

2.5.1 单位容量运行维护费

是指风电场年度运行维护费与风电场装机容量之比,用以反映单位容量运行维护费用的高低。

单位容量运行维护费 = M/P 单位: 元/kW

其中 M—年度运行维护费,元

P—风电场装机容量,kW

2.5.2 场内度电运行维护费

是指风电场年度运行维护费与年度发电量之比,用以反映风电场度电运行维护费用的高低。

场内度电运行维护费 = M/E

= M/(Te·P) 单位: 元/kWh 其中:M—年度运行维护费,元

E—年度发电量,kWh

Te—风电场年利用小时数,小时(h)

P—风电场装机容量,kW

3 风机机组运行指标

3.1 风电机组应统计下列运行指标:风机可利用率、发电量、利用小时数、单位容量年运行维护成本。

3.2 评价风电机组可靠性时应统计下列指标

3.2.1 计划停运系数(POF)

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其中计划停运指机组处于计划检修或维护的状态。计划停运小时指机组处于计划停运状态的小时数。

3.2.2 非计划停运系数(UOF)

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其中非计划停运指机组不可用而又不是计划停运的状态。非计划停运小时指机组处于非计划停运状态的小时数。

3.2.3 运行系数(SF)

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其中运行是指机组在电气机组在电气上处于联接到电力系统的状态,或虽未联接到电力系统但在风速条件满足时,可以自动联接到电力系统的状态。运行小时指机组处于运行状态的小时数。

3.2.4 非计划停运率(UOR)

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3.2.5 非计划停运发生率(UOOR) (次/年)

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其中风电机组可用状态指机组处于能够执行预定功能的状态,而不论其是否在运行,也不论其提供了多少出力。可用小时指风机处于可用状态的小时数。

3.2.6 暴露率(EXR )

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3.2.7 平均连续可用小时(CAH)(h)

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3.2.8 平均无故障可用小时(MTBF)(h)

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3.3 若风电场评价不同机型、不同厂家的风机性能时,可对以下两种性能指标进行统计和分析。

3.3.1 功率特性一致性系数

根据风机所处位置风速和空气密度,观测风机输出功率与风机厂商提供的在相同噪声条件下的额定功率曲线规定功率进行比较,选取切入风速和额定风速间以1m/s为步长的若干个取样点进行计算功率特性一致性系数。

功率特性一致性系数=X100%

其中i为取样点,n为取样点个数。

如发现其功率特性不一致系数超过5%则应联系技术人员及时进行调整。

3.3.2 风能利用系数

风能利用系数的物理意义是风力机的风轮能够从自然风能中吸取能量与风轮扫过面积内气流所具风能的百分比,表征了风机对风能利用的效率。风能利用系数Cp可用下式

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其中,

P—风力机实际获得的轴功率(W)

ρ—空气密度(kg/m3)

S—风轮旋扫面积(m2)

V—上游风速(m/s)

4 风电场运行指标

4.1 风能资源指标:

包括平均风速、有效风时数、空气密度。

4.2 电量指标:

包括风场发电量、上网电量、购网电量、等效利用小时数。

4.3 能耗指标:

包括风场场用电量、场用电率、场损率、送出线损率,风电场送出关口表安装在风电场一侧的,可不对送出线损率进行统计。

4.4 设备运行水平指标:

指风机可利用率和风电场可利用率,含有多期项目的风场平均可利用率应采用按项目容量进行加权平均的方法计算得出。

加权算法:

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其中平均可利用率

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n为风电场项目期数

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Ki为第i期项目可利用率

需评价风电场可靠性指标时,应统计风电场非计划停运系数(UOFs),计算公式为:

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其中受累停运备用指机组本身可用,因机组以外原因造成的机组被迫退出运行的状态。受累停运备用小时指风机处于停运备用状态的小时数。

4.5 运行维护费指标

包括单位容量运行维护费和场内度电运行维护费用,均按年度进行统计。

5 风电企业生产运行指标评价

5.1 单台风机运行指标评价分级标准

5.1.1单台风机以年度运行数据按以下标准进行评价,根据数据取最高级为最后评级:

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5.1.2 评级结果分析:

表征单台风机运行可靠性水平的指标有风机可利用率、计划停运系数、非计划停运系数、运行系数、非计划停运率等。

影响风机可利用率指标的主要因素为统计时间风机故障次数、故障反应时间及处理时间。

影响风机计划停运系数指标的主要因素为风机定期维护时间。

影响风机非计划停运系数指标的主要因素是风机故障率和输变电设备故障率。

影响风机运行系数指标的主要因素是风机维护或故障时间和输变电设备故障时间。

影响风机非计划停运率指标主要因素是因风机或输变电设备故障引起的非计划停运时间。

影响非计划停运发生率系数指标的主要因素是因风机或输变电设备故障引起的非计划停运次数。

影响暴露率指标的主要因素是调度停运备用和受累停运备用时间的长短。

影响平均连续可用小时指标的因素有计划停运次数和非计划停运次数,与风机故障率紧密相关。

影响平均无故障可用小时指标的因素主要是强迫停运次数的多少,与场内和场外输变电设备故障次数紧密相关。

如风机以上可靠性指标评级较低,风电场应采取以下措施。

1、及时处理风机存在的共性缺陷,分析频发缺陷产生的原因,做好风机巡检和定期维护工作,以降低统计时间内风机故障次数。

2、保证风机与主控室通讯正常,运行监盘人员发现风机故障后应立即通知责任人员进行处理,积极维护风机道路确保畅通,交通工具随时可用并配备一定数量的维护人员。

3、提高风机检修维护人员技术水平,缩短风机故障处理时间。贮备充足的风机备品备件,避免因无备件延长风机停机时间。

单台风机年等效利用小时数可以直观地表征风机单位装机容量发电量的高低,影响单台风机年等效利用小时数因素主要有风机可利用率、风机位置、年平均风速及电网情况。如年等效利用小时数评级较低,风电场应采取以下措施:

1、提高单台风机可利用率。

2、根据风机位置风速情况,合理调整风机运行参数。如定桨距风机可适当调整桨距角等。

3、提高风场输变电设备可靠性,减少因电网原因造成的利用小时数下降。

年风机单位容量运行维护费主要与风机故障率及损坏部件成本有关,如单位容量运行维护费评级结果较低,风电场应采取以下措施:

1、认真分析风机故障频发原因,从根本原因着手进行彻底处理。

2、如系风机大部件损坏,应查找原因并在更换后应加强巡视。

5.2 风电场指标评价分级标准

5.2.1风电场风能指标评价

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评级结果分析:

影响风能资源指标的因素主要是风电场所处地理位置的风况,这取决于风电场的宏观选址和风机的微观选址的科学性和合理性。同时在同一风电场,该指标根据统计年度的不同也存在差异。如评级较低表明风场风资源相对较差,风电场应根据实际情况及时调整设备运行参数,争取最大限度利用风能。

5.2.2风电场电量指标

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评级结果分析:

风电场的年发电量、上网电量均与风电场装机容量成正比,因此不同容量风场间电量指标不具备可比性,年等效可利用小时数指标与风电场装机容量无关,可以直观地表征风电场单位装机容量发电量的高低。影响风电场年等效利用小时的因素主要是风电场年平均风速及风频分布,这主要决定于风电场的宏观选址与单台风机的微观选址,同时风机可利用率高低及输变电设备运行稳定性及电网限电情况对等效

利用小时数有很大的影响。如风电场电量指标评级较低,风电场应采取以下措施:

1、提高风机可利用率及风电场可利用率,减少电量损失。

2、根据风电场风能资源情况,合理调整风机运行参数。

3、积极协调电网公司,争取更大送出空间,减少限电造成电量损失。

5.2.3风电场能耗指标

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评级结果分析:

风电场场用电量与各风场生产生活用电设备容量和投入时间有直接的关系,可从节能角度考虑控制能耗指标。场用电率与场用电量成正比,与风电场同期总发电量成反比。如评级结果较低,风电场应采取以下措施:

1、做好高耗能场用设备的节能技术改造工作,降低场用电能消耗。

2、制定风电场节能工作管理办法,规范场内用电行为,减少不必要的取暖及照明用电。

3、提高风电场发电量,降低厂用电率。

影响风电场场损率指标的因素主要有风机变损耗、集电线路损耗和主变损耗等因素,与风机变和主变空载损耗参数、集电线路电压等级高低和线路长度有关,如场损率指标评级较低,风电场应采取下列措施:

1、根据风速情况及时调整变电站运行方式,如具备多台主变风场在小风季节容量允许情况下可停运一台主变等。

2、在新扩建工程中进行合理设计,提高集电线路电压等级、缩短线路长度,以降低损耗。

5.2.4 风电场设备运行水平指标

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评级结果分析:

风机可利用率表征了风场风电机组平均运行可靠性水平,是风场内所有风机可利用率按容量进行加权平均的方法计算得出,如可利用率指标评级结果较低,风电场应采取下列措施:

1、及时处理风场内同型号风机存在的共性缺陷、分析风机频发缺陷产生的原因,做好风机巡检和定期维护工作,以降低统计时间内风机故障次数。

2、保证风机监控系统与所有风机通讯正常,并配备运行人员进行全天24小时监视风机运行情况,发现风机故障后可远程确认错误的应立即进行远程复位,需就地处理的应尽快通知检修维护人员。

3、积极维护风机道路确保畅通,交通工具应随时可用并配备一定数量的维护人员。

4、开展技术培训,提高维护人员技术水平,缩短风机故障处理时间。

5、在风场贮备足够的风机备品备件,避免因无备件延长风机停机时间。

风电场可利用率指标和风电场非计划停运系数表征了风场风机设备和输变电设备运行可靠性水平。影响以上指标除风机因素外主要是风机变、集电线路及升压站设备故障率及故障处理时间。如风电场可利用率及非计划停运系数评级结果较低,风电场除采取提高提高风机设备可利用率外还应采取下列措施:

1、加强对风电场内风机变、集电线路和升压站设备的巡视力度,发现缺陷及时处理。

2、做好输变电设备年度预防性试验工作和技术监督工作,防止出现重大设备损坏。

3、增加输变电设备备件及材料贮备。

5.2.5风电场运行维护费指标

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评级结果分析:

影响风电场单位容量运行维护费的因素主要有运行维护人员费用(含外委费用)、风机及输变站检修维护材料消耗费用等。影响风电厂度电运行维护费用除上述因素外还包括风电场的发电量。如以上指标评级结果较低,风电场应采取下列措施:

1、合理配备运行和检修人员,提高劳动效率,减少人员费用支出。

2、制定风电场物资管理制度,规范检修材料及备品备件使用,避免出现浪费现象。

3、积极开展进口风机备品备件及易耗品国产化研究,降低维修费用。

4、对不同型号的风机年单位容量运行维护费和度电运行维护费进行比较,为工程风机选型提供依据。

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