新疆金風科技股份有限公司節能事業部總監劉登峰先生

 

　　劉登峰：大家下午好，我今天分享的這個題目是“風電節能技術的思考與實踐”。風電大家都不陌生，可能今天來的人都是專業人士，都是做風電的；節能這一塊大家也不陌生，我們日常生活中可能接觸到節能的產品非常多，包括節能冰箱、節能空調等等，有一系列節能的產品。風電節能具體是怎么做的，這一塊大家我不知道過去有沒有聽說過，今天就是圍繞風電節能做一些分享。

 

　　我的分享主要圍繞兩部分，一部分圍繞風電場來分析，第二方面主要是對工廠、園區的探索。

 

　　首先介紹一下風電場是怎么做的。這是整個風電場的國際框圖，可以看到整個風電場我們以右邊這塊為例，它相當于是極電線路，風電場有兩部分，一部分是風力發電機，還有一部分是風電場的電網。

 

　　這部分是綜合場用電量，有兩部分，一部分是風機，風機的發電量加上網購電量，也會向機電線路注入能量，再減掉我們的上網電量就是綜合場用電量。作為風電場主要考慮的問題就是需要有更多的上網電量輸送到網上，中間偏差部分是我們不想要的，我們希望越小越好，這個是綜合用電的定義。

 

　　說了這么多，綜合場用電由哪些構成？有三部分，第一部分是場用電，包括集電線路損耗、箱變損耗、主變損耗、無功補償裝置損耗；第二部分是站用電，生活耗電量，辦公耗電量，繼保室等機房耗電量；第三部分是風機待機耗電。

 

　　看一下綜合場用電情況什么樣的。我們把各個省的綜合場用電最高的和綜合場用電最低的放到一張圖里面，發現最高值和最低值之間有很大的空間，最低不到2%，最高的可能達到10%。我們就有了右邊這張圖，就取了中間值就是3.2%，是全國的平均值，我們就希望把藍色部分全部削減掉，這就是我們的降耗空間，這個就是降綜合場用電的目標。

 

　　它的價值有多大我們也做了一下分析。我們發現2016年全國已經裝機的綜合場用電達到了83億千瓦時，按照2020年裝機的考慮，能夠達到141億千瓦時這樣一個比較大的數字，雖然每個場的損耗都是很小，但是一旦把它放到一起我們可以看到它是非常大的。

 

　　整個綜合場用電怎么分布從這里也可以看到一些情況，我們以風力發電的發電機出口為梳理，后面每一度電會經由變流器、箱變等等，我們假設以風機發電機出口為一百份能量，最后發現按照這種傳遞，最終上網電量是93-97份之間，剩余的3-7份全部在總監被耗掉了，這個就是我們要去工作的目標。

 

　　由此我們更進一步找了兩個風電場，一個是山西風電場，我們分析了一下他的綜合場用電的構成情況，發現它的集電線路及箱變是53.45%，站用電是16.92%，風機自耗電是4.5%，主變損耗是11.58%，無功補償裝置13.45%；右邊是新疆達坂城的，風機自耗電比較低。

 

　　由上面這些數據怎么樣去做，我們也做了一些實驗，主要是圍繞了四個方面，這一部分就是我們要跨界的思路，把節能的一些思路應用到我們風電場。我們首先要先摸清情況，就是用能狀況，因為每一個風電場它的不同的位置、不同的季節、不同的年代，它的場外電用能情況都是不一樣的，我們以第一個為例就是風電場的能效管理平臺。摸清家底以后就要看它的場用電到底合理不合理、合適不合適，那么我們就要進行風電場能源審計，就要看哪些地方有提升空間，要明確我們的方向。第二部分就是我們的建筑損耗，就是機房我們有很多地方有設備機房的冷卻，我們需要用更節能的方式給它進行冷卻。第三部分就是針對網損做了無功節能群控，主要是場機群控降低網損。第四部分高效電機方案，通過綜合的方法來提高我們的收益，降低損耗。

 

　　這個就是我們場用電網損的分析，我就不展開了，這一塊就是我們節能群控的簡介。簡單來講其實就是過去我們只有一個補償點，就是并網點這個地方SVC、SVG集中補償，現在以1.5為例我們有33個點加上SVG一共是34個點在集中補償，我們的原則就是就近補償，來實現我們整體的網損是最低的這樣一個效果。最終我們在一個風電場做完實驗以后我們發現僅僅做這一項節能的提升每年節約電費就是24-40萬之間，可以看到它是有實際經濟效益的。

 

　　第二個就是我們做的機組的節能待機，左邊這張圖可以看到在晚上的4點鐘到上午的1點鐘之間，我們可以看到它的功率是負的，也就是說這些風機實際上是一個耗電設備。由此我們就引入了右邊這張圖，我們就把這一部分把分成兩部分，一部分是有效待機和無效待機時間，把無效待機直接進入無效狀態、低功耗狀態，就是讓整個風電場進入低功耗狀態。當我們預測到起風的時候再把風機切入到待機狀態，這樣就達到了待機部分的節能。

 

　　這部分就是針對風電場審計完發現最嚴重的地方是SVC和SVG機房，一年緊緊圍繞這些設備的散熱就要耗電達到20萬-30萬千瓦。我們用得是什么？我們是用空調和熱管機房聯合運行，熱管的特點就是它在低溫情況下效率是非常高的，在高溫情況下它的效率就會下降。但空調它耗電是比較大的，在任何時候都能穩定的輸出，那我們就他做了一個聯合的運行，來達到既能滿足散熱需求又能夠達到降低我們的這一部分散熱損耗的效果。這就是一個熱管的原理，它主要的特點就是不需要循環，在這個過程中不需要任何外力輸入，所以它是比較高效的。

 

　　這個就是風電場的能源審計，主要就是圍繞我們風電場的標準進行對標來找到這個風電場的損耗薄弱點，來對它有針對性的提高，主要就是診斷的一個過程。

 

　　這個就是我們風電場級的能效管理平臺，不可能所有東西都通過人工的方式，這樣效率非常低。我們通過數字化，信息平臺的方式，首先對它的整個能耗進行一個可視化，還有對它進行能耗分門別類進行分析，最后出具管理報告，給出改進的提升的辦法，經過整個循環持續降低產業鏈。

 

　　這是我們的高效電機的方案，高效電機主要是從兩部分，一部分利用永磁無刷的直流電機，它的效率比平常的高；其次是優化冷卻系統的控制，我們實現按需的控制方式，而不是說過去我們憑經驗的這種方式。

 

　　上一部分介紹了在風電場做得一些能效提升的探索，接下來我想講一下我們針對上下游鏈條的這些工廠、園區做的一些探索，主要就是我們金風現在主導的綠色工藝鏈。這個活動我們已經開展了兩屆，也取得了一些效果，它主要的特點就是以核心企業為紐帶推動我們鏈上的上下游企業綠色轉型，來實現我們整個鏈條的這種能耗是最低的，也是節水的，減排的，資源是循環的，來達到可持續發展的這樣一個效果。

 

　　我們做這個工作它對工廠有什么樣的一些價值？一個是提高負荷側清潔能源滲透比，其次我們是持續降低用戶用能成本。對企業來講每一分錢省下都是利潤，從每個點上都是希望去做這個精細化提升的。第三點就是支持客戶實現100%的碳排放指標，來滿足環保的要求，因為現在環保的壓力也是越來越大。通過這些方面來實現我們綠色制造。

 

　　針對工廠我們也開發了SEP3.0智慧能效管理平臺，在座各位也不陌生，因為有很多平臺，但是很多平臺我們通過調研都是針對建筑的，是比較簡單的，但是實際上對工廠這些建筑平臺是不適用的，我們也發現有一些做工廠的效果也不是很好。我們針對我們的工廠專門開發了我們針對工業極的能效管理平臺，它具有哪些功能？主要的點有五個方面：一是用能管理，我們工廠里面其實每個工廠對能源都是有管理的，很多工廠它年耗電量都是在幾千萬度甚至上億度，那么它肯定是在做管理的，但是它的管理是比較粗放的，可能每周抄一次表或者每月抄一次表，數據不精確也不實時，沒有辦法落地，現在我們是通過對它的能源，整個能源管控體系給它進行一個分解，然后有針對性的給它配置，最終能夠實現它能源管理的落地。二是設備管理，很多工廠買了很多設備，一臺設備就上百萬。作為老板肯定心里想我這些設備第一效能有沒有發揮最大，它的效率是不是最大的。第二它的使用率是不是最大的，讓我的資產能夠發揮它的效能。三是綠能管理?，F在很多工廠的屋頂，還有我們有資源的地方實際上都做了很多分布式能源，這些分布式能源和我們的工廠生產，分布式能源的這些資產有沒有達到資產效能最大？實際上它完全是割裂的，我們這個平臺就是把它全部整合在一起。四是收益管理，每個企業很多企業家都做過這種收益，這種節能的技改，節能的一些方案，一些措施來降低我們用能成本，到底這些東西降低了沒有，實際上他沒有一個動態的評估和評價，我們這套系統能夠實現一個動態的實時的評估和評價。五是購能管理，這一塊可能在座的都不陌生，就是我們現在的電改紅利，電改放開了我們要去直接參與電交易，買便宜的電，但是也有一個問題就是我們慢慢的會有偏差考核，如果買多了或買少了會有一些偏差考核，這一塊怎么辦？就需要我們對負荷情況了解的很清楚，知道負荷曲線，我們這個平臺就有這個功能，就是能夠預測負荷曲線，知道負荷曲線是什么樣，參與整個電廠交易，通過這五個維度綜合降低用能的成本。

 

　　這個產品是我們針對一些園區發現整個辦公環節最大的一個消耗實際上是空調部分的消耗，比如說我們可以看到每一個空調實際上它都是在一塊錢電價的時候高速運轉，在晚上3毛錢電價的時候是關著的，我們發現這個是非常不合適的，于是我們做了一個水蓄冷的產品，我們希望它達到在晚上3毛錢的時候空調是高速運轉的，在白天1塊錢電價的時候空調是關著的，以這種做法來降低供熱供冷部分的能耗。

 

　　電機節能，金風機組主要是永磁直驅的，我們把這部分的思路來嫁接到企業的驅動部分，也用永磁直驅的方案，用系統的思路提高能效。這是電機節能的價值，從系統的角度電機節能能帶來10-20%的效率提升，從電機本身的效率來講，它能夠達到2-8%的效率的提升。

 

　　這一塊就是我們做得一些項目，就是空壓機預熱回收，我們每個企業里面都會用到空氣能，而空壓機就是空氣能的來源，空壓機的特點它只有20%的電力，比如說100度電有20度電是轉化為我們有用的壓力，剩余的80份全部變成了熱的形式散發掉了，那我們就做了幾個項目把這個預熱全部把它回收起來，回收起來一個是給生產工藝上去用熱，從而減少我們天然氣的消耗，另外也給我們的生活用水供熱，來提升我們員工的體驗，把這些廢料再回收，這是空壓機余熱回收。

 

　　這部分實際上是結合現在金風也在做互聯網微電網，這一塊也歡迎大家到我們金風二期去參觀，這一塊我們做得也是非常好的，它有好幾種形式，最后就是我們的經驗分享，這一條曲線就是我們在達坂城天翼做的項目，可以看到這個項目投用以后穩定運行了三個月，僅僅無功節能群控這個點就可以給我們帶來10-12%的節約，可以看到它的效果非常好。

 

　　這個是我們對三塘湖風電場做的能源審計，最后也幫他做到一些問題，最后他也通過這些問題的解決提升了他們的效益。這是我們在達坂城天翼做得我們風電場的能效管理平臺的展示界面。這個是我們金風的辦公區，我們這個辦公區目前可再生能源的占比客觀達到32%，有風電、光伏、微燃機等等，能耗相對于2013年已經下降了15%，我們每年都是在上一年的基礎上提升這個能效。這個是我們的歐伏電氣的智慧能效的項目，這個是我們高瀾的項目。

 

　　我認為我們一方面是通過可再生能源，另一方面是提高我們用能環節的能效，來通過這兩點一起在進行能源轉型。因為今天時間關系很多地方沒展開，也歡迎大家下來以后隨時交流，謝謝！