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QC小组活动成果报告课题名称：风机功率曲线优化，提高全场发电量类型：问题解决型QC小组注册号：GTFD-2012-01QC课题注册号：GTFD-2012-01报送单位：xx公司小组名称：xx小组发表人：xx二○一三年四月十二日1一、小组简介Xx公司于2012年1月1日投产发电，总装机容量为201MW，设计年利用小时x小时，年上网电量x亿kWh。安装134台FD82B低温型风力发电机组，单机容量为1500KW，当风速达到3m/s时，风机自动启动并网发电，风速达到12.5m/s时有功达到额定，风速超过切除风速25m/s时，风机自动脱离系统并可靠停机。xxQC小组成立于2012年4月，是一个团结向上，充满活力的团体，小组担负着整个发电厂的核心，通过风调自动化系统、风功率预测系统、AGC远程能量控制系统、风机监控系统的链接来实现发电厂的运行管理，在确保各系统稳定运行的同时，加强对系统的完善与优化，提高设备的安全可靠性，确保电网、人身与设备的安全。小组坚持以“降本增效”为目的，勤检查、勤分析、勤整改，团结互助、集思广益，将运行工作做优做强。QC小组简介表隶属公司xx公司小组名称xx小组成立日期2012年04月小组注册号GTFD-2012-01注册时间2012年04月课题类型问题解决型课题名称风机功率曲线优化，提高全场发电量活动时间2012.04.01-2012.11.30小组组成序号姓名性别年龄文化程度职位/职称组内分工组长1Xx男39大专经理组织实施副组长X男25本科值长组织实施组员2A女23大专值班员统计实施4B男22中专值班员调查实施5C女25大专值班员方案实施6D女24大专值班员方案实施27E女22大专值班员方案实施8F女22大专值班员总结打算二、活动计划活动计划表计划内容4月5月6月7月8月9月10月11月负责人P选择课题---X现状调查------A原因分析------b设定目标------c对策制定---d对策实施---------eD效果检查------------fC巩固措施---gA总结打算---f------计计划划进进度度实实际际进进度度三、选题理由风机大风期间，部分机组由于运行时间过长，叶片对零存在误差或者由于配置设备参数存在差异，造成机组不能达到其额定功率运行，致使我场全场出力未能达到201MW。因此，提高单台机组的功率输出，同时提高全场机组的功率输出，提高全场发电量，而提高机组的输出功率需优化机组的功率曲线，因此，小组选择风机功率曲线优化，提高全场发电量为课题。四、现状调查现状说明：xxgs共有风机134台，单机容量1500kW,当风速达到风机所配置的变频器艾默生变频器科孚德变频器台数总共：63台总共：71台达额定功率（台）未达额定功率（台）达额定功率（台）未达额定功率（台）42215120注：大风期单台机组未达到额定功率的机组312.5m/s时额定输出功率1500kW,据统计41台风机在额定风速时平均出力仅为1399kW，此类风机占30.6%，全场在额定风速时，最大出力约为183MW。其中，配置艾默生变频器的风机未达到满功率的风机数占其所占台数的33.3%，配置科孚德变频器未达到满功率的风机数占其所占台数的28.17%。单机功率达到额定功率和未达到额定功率的功率曲线此图为16#风机达到满功率的功率曲线，当红色曲线（实际曲线）在蓝色曲线（标准曲线）重叠或之上，说明该台风机功率曲线较好。15#风机风速为15.8m/s，转速为1740rpm，实际出力为1399kW，与额定功率相差101kW，为未达到满功率运行机组；16#风机风速为15.8m/s，转速为1793rpm，功率为1504kW，为达到满功率运行机组。4五、原因分析1、空气密度的影响，全场年平均空气密度为1.093kg/m3，由于地形地貌、季节更替影响，导致全场空气密度分布不均，风能利用系数存在差异。2、设备安装偏差导致功率曲线不达标。（1）叶片调零存在误差，三个叶片的设计最佳安装角度与轮毂刻度线未严格对准（偏差小于0.3°）。此图为15#风机未达到满功率的功率曲线，当红色曲线（实际曲线）在蓝色曲线（标准曲线）之下，说明该台风机功率曲线较差，风机输出功率未达到额定满发。此图为35F6线所属12台风机的功率曲线对比，可看出黄色曲线为123#风机风功率曲线低于蓝色标准曲线较多，输出功率较差。5（2）部分叶片物理零度(叶片铭牌上标刻零度)与设计最佳安装角度不一致。（3）风向标未对准，导致测试风速不准。3、参数设置有误差（1）主控与变频器之间的4-20mA信号(主控给定力矩、变频器反馈力矩、功率因数给定等信号)存在误差，力矩偏差、角度偏差值未在规定范围内。（2）机组上传对应的主控程序及配套的控制参数不同导致，例如同样是FD82B型机组，齿轮箱变比为104与齿轮箱变比为94.7的控制参数不同。六、目标设定当风速达到额定风速（12.5m/s）时，我场满发负荷为18.3万kWh，在通过对风速达到额定风速时，功率不能达到额定功率1500kW时的风电机组进行功率曲线优化后，风速达到额定风速时全场负荷达到20.1万kWh，即单台风电机组的出力为1500kW。七、制定对策1、叶片调零校准，确保三个叶片的设计最佳安装角度与轮毅刻度线严格对准，偏差小于0.3°。2、针对部分叶片物理零度(叶片铭牌上标刻零度)与设计最佳安装角度不一致的情况,调零时应该使设计最佳安装角度与轮毅刻度线对准。3、保证主控与变频器之间的4-20mA信号(主控给定力矩、变频器反馈6力矩、功率因数给定等信号)校准，力矩偏差在±3Nm以内，角度偏差在士1°以内。4、针对机组上传对应的主控程序及配套的控制参数不同情况，风机功率曲线存在问题的风电机组，对其参数进行调整。八、对策实施1、我场在开展机组定期保养工作中，安排对风机的叶片进行调零校准，对部分叶片物理零度与设计最佳安装角度不一致的风机,已按规定将其设计最佳安装角度与轮毅刻度线对准，确保三个叶片的设计最佳安装角度与轮毅刻度线严格对准，偏差小于0.3°。2、在机组的定期保养工作中，已对主控与变频器之间的4-20mA信号进行校准，确保力矩偏差在士3Nm以内，角度偏差在士1°以内，风向标校对正对机头。3、对机组上传对应的主控程序及配套的控制参数不同情况，风机功率曲线存在问题的风电机组，对其参数进行了如下调整：1）对于FD82机组，将“额定功率”及“最大10分钟平均功率”设定为“额定功率”从1500kW上调为1530kW、“最大10分钟平均功率”从1530kW上调为1560kW、“最大平均功率”从1530kW调整为1560kW。2）由于每台机组的损耗不一致，因此应该在第一条的基础上对额定点做微调，如满发功率较1530kW低，则按主控要求上调额定点；否则如果满发功率较1560kW高，则按主控要求下调额定点，对Bachmann主控的上调（下调）额定转速2-7rpm，使满发功率维持在1530kW左右。九、效果检查7据上图所示，风机功率曲线优化前后曲线的鲜明对比，可以看出该曲线为15#风机经过QC活动优化后的功率曲线，红色实际曲线在蓝色标准曲线之上或者重合。该曲线为35F6线所属12台风机经过QC活动优化后的功率曲线，红色实际曲线在蓝色标准曲线之上或者重合。123#风机优化效果更为显著。8优化后风机在额定风速下，均能达到满功率1500kW运行，优化后全场出力在额定风速时提高了18MW，占总装机的9％。如果在不受外在因素影响，当全天风速在额定风速以上时，平均每天提高发电量为432MW，一月累计能提高12960MW为公司创造价值约600多万元。十、巩固措施我小组对活动后的风机功率曲线实施追踪监控，在风机运行过程中，由于对转速点有所上调，因此部分风机报“输出功率过高”停机，对此现象小组人员及时统计记录，经与风机厂商人员协调沟通，将其额定转速下调，经后期的运行观察，风机输出功率为1500kW，未发现低于1500kW运行现象。以后的定期保养工作中，继续开展对风机叶片的调零校准及对主控与变频器之间的4-20mA信号进行校准，确保其值在规定范围内运行，大风期间继续加强风机输出功率的监控，对未达到满功率的机组及时统计记录并及时对其功率曲线进行优化。十一、总结及下一步打算此次活动我小组对风机功率曲线优化效果显著，实现预期目标，9机组功率曲线明显上升。虽然，风功率曲线的优化平均每台所提高的比例较小，但是，通过本次活动可以看出，只要认真开展，同样可以增加公司的效益，小组将进一步研究空气密度对风机功率曲线影响的优化工作。