機組整機改造設計開發及應用技術應用案例

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機組整機改造設計開發及應用技術應用案例華創CCWE2000-103.D機組整機改造設計開發及應用技術應用案例，當前，我國已建立起全球最大的風電市場，風電作為可再生能源主力之一，是實現我國2030年前碳達峰、2060年前碳中和目標的中堅力量。

目錄

一、背景

當前，我國已建立起全球最大的風電市場，風電作為可再生能源主力之一，是實現我國2030年前碳達峰、2060年前碳中和目標的中堅力量。但老舊風力發電機組因設計、老化、維護等原因可靠性逐年降低，並且安全隱患突出。通過技術改造對老舊機組安全性、保護性、可靠性、易修性四個方面進行提升,將大大釋放老舊機組發電能力，取得良好的經濟效益。

華創CCWE2000-103.D型號風力發電機組屬2.0MW直驅機組，輪轂高度80m，葉輪直徑103m，由瀋陽華創風能有限公司（現已不再提供後續服務）設計生產。經業主反饋、第三方鑑定機構、東方電氣新能科技（成都）有限公司（以下簡稱新能科技）實地檢測後得出結論：該機型存在明顯的設計和質量問題，安全性、保護性、可靠性、易修性等性能均遠低於同類型風力發電機組，包括發電機、主控系統、變槳系統、液壓站等均存在問題，其中以發電機問題最為嚴重，存在較高的安全隱患，部分風場甚至出現過發電機着火事故。

以某風電場為例：該項目共安裝50台華創2.0MW直驅風力發電機組，2015年4月5日開工建設，2018年8月31日風場變電站倒送電完成開始調試。據統計，風場2019年1月至2021年3月實際發電量為5166.7萬kW·h，而可研設計發電量為46012.5萬kW·h，發電量損失40845.8萬kW·h，直接經濟損失約24916萬元。

根據調研，該型風力發電機組大部分均長時間處於無法正常發電的狀態，每年由於該機型導致的相關業主方直接經濟損失高達數億元，業主亟需對該型號機組進行技術改造並恢復其正常發電運行。

二、應用案例

新能科技以某風場機組改造項目為依託，對華創CCWE2000-103.D型號機組進行了徹底的勘查分析，採取對發電機拆解分析，對整機進行尺寸測繪建模、風資源分析、載荷計算、強度校核等技術手段並結合實際情況，設計提出了可靠的改造方案，並成功實施了改造方法，現某風場樣機改造後已持續無故障運行5個多月時間，已通過240預驗收，發電效益良好，取得了業主的認可，並在某集團的後續該型號機組改造中推廣應用。

通過技術改造，最大限度利用原機組的部件，消除原機組的安全隱患和缺陷，重新煥發機組活力。方案的性價比最優，具有極強的市場競爭力，通過盤活資產，為用戶減少了每年上億的資產閒置棄風損失和銀行貸款損失，並讓機組重新恢復應有的發電能力，年可利用小時數超過2100小時。

華創機組的設計資料缺失、現場實際配置與機型設計配置嚴重不符，安全隱患較大，為確保安全，項目團隊通過多種途徑獲取資料，並對現場機組進行測繪，建立了該機型機組準確的三維模型，針對其問題設計改造方案、重新調整算法、計算載荷、校核部件強度、開發主控程序，確保機組改造後安全運行。

該機組發電機、主控、變槳、液壓等系統均存在嚴重缺陷，需在儘量保留其原有部件的基礎上進行改造，設計與實施難度均很大。目前某風場風機改造後已持續無故障運行5個多月時間，已通過240預驗收，發電效益良好，得到了業主的一致好評。

該改造項目可為用戶減少了每年上億的資產閒置棄風損失和銀行貸款損失，並讓機組重新恢復應有的發電能力，帶來巨大的經濟效益。以某風場為例，改造前風場機組2018-2020年平均可利用小時數為229.95h，改造後平均可利用可達到2332h。33台機組一年的增量發電量為138732MWh，該項目電價為0.61元/kWh，改造後一年的發電量收益約8462.7萬元。

三、技術要點

1、採用東方成熟的直驅發電機，並將其本體的輪轂及機架側接口直接更改為與現場匹配的接口；

2、用東方成熟直驅機組算法邏輯，根據華創CCWE2000-103.D機組的相關參數進行調整；

3、按照設計的改造結構進行整機載荷計算，對風機原部件尺寸進行現場測量，繪製三維模型。根據新算法、新載荷對輪轂、機架、偏航變槳軸承、發電機及連接螺栓、塔筒等部件進行強度校核；

4、使用東方風電成熟的配套主控軟件對原有主控系統進行替換，對原有變槳系統整體更換（保留了原變槳系統的限位開關、葉片編碼器、後備電容櫃等器件），對原變頻器進行軟件升級及參數調整（主要涉及變流器與主控間的通訊協議改變以及電機參數的匹配調整）；

5、對發電機冷卻系統、機艙罩殼、滑環支架、液壓站等進行改造。

四、應用前景

華創CCWE2000-103.D型號機組改造的成功對新能科技拓展外部機組改造業務有着里程碑的意義，為後續改造市面上共計約3.2GW的華創風機打下了堅固基礎。

後續新能科技將以華創CCWE2000-103.D型號機組改造為支撐，探索與開發更多種老舊機型的改造；結合不同業主的訴求，探索開發更多改造技術路線，讓老舊機組重新煥發新活力，為業主帶來新機遇。