风电机组机械式风向标0°校准仪的发明及应用

风电机组机械式风向标0°校准仪的发明及应用

创作灵感：XX风电场风电机组于2019年12月进行主控技改后（原Mita4100改为丹控AWC500），部分风电机组功率曲线不达标，为了解决这一问题，XXX风电场成立专项技术攻关小组，通过与风机厂家、主控厂家、变频器等厂家联系，对风机主控系统先后进行优化11次、变频器控制系统优化3次后，部分风电机组功率曲线仍不达标。通过对现场风机风向进行观察发现，部分风机风向与周围风机风向不一致，初步判断风向标0°不准确，就地检查功率曲线不达标的风机发现风向标底座、风向标金属外壳松动。由于目前风向标安装无任何专用工具，风向标0°校准工作全靠检修人员目测进行，误差高达20°左右，需制作专用风向标校准工具。为了解决这一难题，XXX创新工作室技术攻关小组结合现场实际，研发出机械式风电机组风向标0°校准仪，有效解决了风电机组功率曲线不达标难题。在未增加任何费用的情况下，在风速4m/s-9m/s区间内功率曲线提高17.06%，17台机组全年电量提高7.95%，提高可利用小时数143.66小时，约合305.27万千瓦时，约合人民币186.21万元，高效实现了风电机组的提质增效效果。

通过远处观察部分风机方向偏向明显，初度判断：一是风向标对风不准；二是山地风风向突变引起。由于目前大部分检修人员和风场管理人员忽略了风向标偏差导致的功率曲线严重下降但不会导致风电机组停机或 警等原因。联想到汽车也需要定期做四轮定位，判断风机功率曲线不达标的主要原因还是风向标0°不准所导致的。

风向标工作原理：当空气流动的方向改变时，风向标传感器随之变换相应的角度，方向角度变换采用永久磁铁与霍尔元件进行电信号转换，经过单片机进行模数转换和数据处理，可输出0-20mA或4-20mA电流（XXX风电公司风机风向标采用0-20mA和4-20mA 2种测量方式）。

机械式风向标0°校准仪的组成：如右图所示，此工具由风向标套筒、激光笔、激光笔支架、风向标固定螺母、风向标外壳固定螺母、激光笔上下调节螺母组成。

机械式风向标0°校准仪操作过程：

一、测量风向标中心点位置

二、测量风向标激光基准点位置

三、安装机械式风向标0°校准仪

四、机械式风向标0°与机舱中心点平行

五、使用机械式风向标0°校准仪进行调零

六、拆除机械式风向标0°校准仪

安全注意事项：

1:风机必须处于停机状态，断开液压站开关电源，防止调试过程中风机自动偏航；

2：调试人员必须穿戴经检验合格的安全带、安全双沟，穿防滑鞋；

3：风机塔基半径100米内无车辆、人员；

4：所有调试工具、备件必须放置在工具包内，调试过程中做好高空落物措施。

一、测量风向标中心点位置

用卷尺测量风向标1中心点与风向标2中心点间的距离为180cm，取半值为90cm，待用。

二、测量机械式风向标校准仪激光基准点位置

用卷尺测量机舱宽度为296cm，取中心点为距机舱边缘148cm处做机舱中心点标记，于机舱中心点向两侧测出90cm，做机械式风向标0°校准工具激光基准点标记。

三、安装机械式风向标0°校准仪

在风向标2上安装机械式风向标0°校准仪，拧紧风向标固定螺母，将激光笔头部朝向与风向标头部一致的方向。

四、观察机舱柜操作屏将风向标角度调零

五、使用机械式风向标0°校准仪进行调零

打开激光笔，使用36#的开口扳手旋转风向标2固定底座，使激光点对准风向标2基准点，此时风向标与机舱轮毂侧位置完全平行，风向标0°校准结束。

六、拆除机械式风向标0°校准仪

依次拧松风向标外壳固定螺母、风向标固定螺母，然后摘除风向标0°校准工具，将工器具收入工具袋内，清理工作现场。

风电机组机械式风向标0°校准的效果

XXX风电场17台风电机组机械式风向标0°校准后，风电机组的风向标偏差值由最大的-128.8°偏差缩减为在5°以内。功率曲线与未0°校准前功率曲线相比，风机功率曲线在风速4m/s-9m/s区间内功率曲线平均提高17.06%，风机风向标0°校准后当月发电量占风场发电量27.93%，高于2012年风电场投产来最高水平（27.36%）。与最近3年来相比，风电场当月整体发电量提高2.88%，风电场全年整体发电量提高1.84%，17台上电机组年发电量提高7.95%。

按风电场全年整体发电量提高1.84%计算：XX风机风向标0°校准后，机组全年电量提高7.95%，提高可利用小时数143.66小时，约合305.27万千瓦时，约合人民币186.21万元，高效实现了风电机组的提质增效效果。