机组整机改造设计开发及应用技术应用案例

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机组整机改造设计开发及应用技术应用案例华创CCWE2000-103.D机组整机改造设计开发及应用技术应用案例，当前，我国已建立起全球最大的风电市场，风电作为可再生能源主力之一，是实现我国2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标的中坚力量。

目录

一、背景

当前，我国已建立起全球最大的风电市场，风电作为可再生能源主力之一，是实现我国2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标的中坚力量。但老旧风力发电机组因设计、老化、维护等原因可靠性逐年降低，并且安全隐患突出。通过技术改造对老旧机组安全性、保护性、可靠性、易修性四个方面进行提升,将大大释放老旧机组发电能力，取得良好的经济效益。

华创CCWE2000-103.D型号风力发电机组属2.0MW直驱机组，轮毂高度80m，叶轮直径103m，由沈阳华创风能有限公司（现已不再提供后续服务）设计生产。经业主反馈、第三方鉴定机构、东方电气新能科技（成都）有限公司（以下简称新能科技）实地检测后得出结论：该机型存在明显的设计和质量问题，安全性、保护性、可靠性、易修性等性能均远低于同类型风力发电机组，包括发电机、主控系统、变桨系统、液压站等均存在问题，其中以发电机问题最为严重，存在较高的安全隐患，部分风场甚至出现过发电机着火事故。

以某风电场为例：该项目共安装50台华创2.0MW直驱风力发电机组，2015年4月5日开工建设，2018年8月31日风场变电站倒送电完成开始调试。据统计，风场2019年1月至2021年3月实际发电量为5166.7万kW·h，而可研设计发电量为46012.5万kW·h，发电量损失40845.8万kW·h，直接经济损失约24916万元。

根据调研，该型风力发电机组大部分均长时间处于无法正常发电的状态，每年由于该机型导致的相关业主方直接经济损失高达数亿元，业主亟需对该型号机组进行技术改造并恢复其正常发电运行。

二、应用案例

新能科技以某风场机组改造项目为依托，对华创CCWE2000-103.D型号机组进行了彻底的勘查分析，采取对发电机拆解分析，对整机进行尺寸测绘建模、风资源分析、载荷计算、强度校核等技术手段并结合实际情况，设计提出了可靠的改造方案，并成功实施了改造方法，现某风场样机改造后已持续无故障运行5个多月时间，已通过240预验收，发电效益良好，取得了业主的认可，并在某集团的后续该型号机组改造中推广应用。

通过技术改造，最大限度利用原机组的部件，消除原机组的安全隐患和缺陷，重新焕发机组活力。方案的性价比最优，具有极强的市场竞争力，通过盘活资产，为用户减少了每年上亿的资产闲置弃风损失和银行贷款损失，并让机组重新恢复应有的发电能力，年可利用小时数超过2100小时。

华创机组的设计资料缺失、现场实际配置与机型设计配置严重不符，安全隐患较大，为确保安全，项目团队通过多种途径获取资料，并对现场机组进行测绘，建立了该机型机组准确的三维模型，针对其问题设计改造方案、重新调整算法、计算载荷、校核部件强度、开发主控程序，确保机组改造后安全运行。

该机组发电机、主控、变桨、液压等系统均存在严重缺陷，需在尽量保留其原有部件的基础上进行改造，设计与实施难度均很大。目前某风场风机改造后已持续无故障运行5个多月时间，已通过240预验收，发电效益良好，得到了业主的一致好评。

该改造项目可为用户减少了每年上亿的资产闲置弃风损失和银行贷款损失，并让机组重新恢复应有的发电能力，带来巨大的经济效益。以某风场为例，改造前风场机组2018-2020年平均可利用小时数为229.95h，改造后平均可利用可达到2332h。33台机组一年的增量发电量为138732MWh，该项目电价为0.61元/kWh，改造后一年的发电量收益约8462.7万元。

三、技术要点

1、采用东方成熟的直驱发电机，并将其本体的轮毂及机架侧接口直接更改为与现场匹配的接口；

2、用东方成熟直驱机组算法逻辑，根据华创CCWE2000-103.D机组的相关参数进行调整；

3、按照设计的改造结构进行整机载荷计算，对风机原部件尺寸进行现场测量，绘制三维模型。根据新算法、新载荷对轮毂、机架、偏航变桨轴承、发电机及连接螺栓、塔筒等部件进行强度校核；

4、使用东方风电成熟的配套主控软件对原有主控系统进行替换，对原有变桨系统整体更换（保留了原变桨系统的限位开关、叶片编码器、后备电容柜等器件），对原变频器进行软件升级及参数调整（主要涉及变流器与主控间的通讯协议改变以及电机参数的匹配调整）；

5、对发电机冷却系统、机舱罩壳、滑环支架、液压站等进行改造。

四、应用前景

华创CCWE2000-103.D型号机组改造的成功对新能科技拓展外部机组改造业务有着里程碑的意义，为后续改造市面上共计约3.2GW的华创风机打下了坚固基础。

后续新能科技将以华创CCWE2000-103.D型号机组改造为支撑，探索与开发更多种老旧机型的改造；结合不同业主的诉求，探索开发更多改造技术路线，让老旧机组重新焕发新活力，为业主带来新机遇。