桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)于10月1日刚刚发布了第二个2012年度风电厂可靠性基准,其结果将为快速发展的美国风电行业提供重要的风电基准,从而准确了解其性能和最佳性能提高生产力的方法。
到目前为止,还没有一种方法可以使风电场的所有者和运营商客观地将其风电场的生产率与同类风电场的生产率进行比较。为此,美国能源部(DOE)在2010年委托桑迪亚(Sandia)创建一个数据库,即风能连续可靠性增强(CREW)。这是首次创建一个全面的“独立于运营商”的数据集,以准确地描绘美国风车队的表现,为美国风电场的可靠性以及确定停机和故障的主要原因建立基准。
在今年的报告中,研究了800多个风力涡轮机,其中97%的时间是发电或能够发电的,这比2011年的94.8%有了大幅增长.DOE / Sandia National Laboratories新闻稿继续:
在2008年,美国能源部(DOE)合作发布了“到2030年风能占20%”。该报告指出,到2030年,风能可提供美国20%的电力,而2007年和2011年则分别不到1%和3%。该报告还讨论了与可靠性低于预期以及运营和维护成本不断增长有关的全行业风险。
CREW首席可靠性分析师Valerie Peters说:“美国能源部的任务是客观地描述国家机队的特点。”“我们正在研究各种技术,地区和公司,以为整个美国风力涡轮机机队创建基准统计数据。”
大型涡轮机系统包括一组三个叶片,转子,轴,发电机和齿轮箱,所有这些组件可能会损坏或需要维护。桑迪亚(Sandia)的团队正在努力确定哪些组件最容易受到损坏,并帮助行业解决这些问题以防止停机。与涡轮机脱机相关的成本迅速增加。业主不仅损失了生产力,而且租用起重机进行维修的费用可能高达25万美元。由于美国只有少数几台起重机足以应付涡轮机的高度和部件重量,因此可能要几个月后才能重新启动涡轮机并重新运行。
四个风电厂所有者/运营商正在参与CREW项目的开发阶段:EDF可再生能源(原enXco服务公司),ShellWind Energy,Wind Capital Group和Xcel Energy。CREW团队利用涡轮机现有的监督控制和数据采集(SCADA)工业控制系统,桑迪亚的研究人员能够从关键操作参数(例如风速,环境温度,叶片角度,组件温度和扭矩)中收集高分辨率数据。 。与定义的运行环境相比,风力涡轮机的SCADA系统每隔几秒钟就会捕获一幅完整的图像,以显示风力涡轮机及其组件的运行情况。
每个工厂都通过Strategic Power Systems(SPS)开发的软件工具向Sandia提供SCADA数据。SPS最初开发了自动数据收集软件,用于从蒸汽和燃气轮机收集大量数据。SPS将其运行可靠性分析程序(ORAP®)工具重新设计为ORAPWind®,该工具从风力涡轮机收集数据,并创建除每日运行时间摘要之外的所有非运行时间的详细事件日志。
桑迪亚(Sandia)的CREW数据库包含800多个涡轮机的数据,这些数据生成了2 TB的原始数据,大约是国会图书馆全部印刷资料的20%。桑迪亚(Sandia)的企业数据库管理团队正在将这个庞大的数据集处理成一个可用的数据库,该数据库可以轻松支持各种快速查询。
所有收集到的数据都用于各种不同的分析-包括年度公共基准报告和各种DOE报告。DOE数据的主要用途之一是帮助将未来的研究引向最有效的途径,并确定良好的开发投资。
Ogilvie说:“到目前为止,我们对结果感到非常兴奋,并希望在未来几年内,我们为我们的行业做出重要贡献,以通过关注组件级来提高可靠性。”“这是一个重要的项目,将有助于鼓励更多地使用低碳能源,没有风能产业和能源部的出色支持和领导,就不可能成功。我们可以共同分享我们的专业知识,以帮助塑造美国风能发电的未来。”
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