前言：
能源作为支撑人类社会持续发展的基石，对于国民经济命脉具有不可或缺的重要性。特别是在我国，作为全球最大的发展中国家和第二大经济体，随着经济的迅猛增长，能源消耗量亦呈现出显著增长的态势。该背景下我国积极响应全球能源转型的号召，将新能源作为应对全球产业结构优化升级挑战的重要抓手。风能作为新能源中技术成熟度最高的可再生能源之一，已成为21世纪全球范围内大规模开发的清洁能源的代表。风力发电作为风能利用的核心方式，已在中国取得了显著的进展，成为中国第一大可再生能源。其在中国能源结构中的比重日益增加，不仅有助于优化能源结构，推动经济结构的转型，更对实现节能减排目标、促进生态文明建设具有深远的战略意义。
一 风电场基本情况
1.1.工程简述
粤西某风场需要进行气动不平衡监测及调节课题项目的机组5台。对风机进行相关监测系统安装，对比分析。
1.2.论文研究目的
粤西某风场风电机组叶片气动不平衡监测，叶片主动加载标定（叶片型号MY1.5- 37.5 A1((V1L2))，气动不平衡调节的主要工作为：
1、在叶片内安装光纤载荷传感器，光纤加速度传感器，轮毂内或叶根处安装光纤解调设备与无线网桥A，机舱内安装无线网桥B，机舱控制柜内安装光纤组网设备。
2、对叶片指定位置进行主动加载重力，对叶片弯矩重新标定。
3、根据气动不平衡监测及算法模型，计算出风机三只桨叶静态调节桨距角，并通过功率曲线验证调节效果。
1.3.本项目计划施工工期
在天气和现场交通等情况满足维护条件的情况下，预计工作时间为2天1台，预计维护工作工期约23天。但考虑到不可抗力因素影响，维护工期需要顺延。
二 风电机组运行优化
自2012年起，为显著提升风电场的发电效率，行业内启动了一系列发电量提升措施的实验项目，这些实验聚焦于最佳桨距角调整、偏航控制策略优化、发电机“双模式运行”改造以及更大叶片的应用等关键技术，并于同年6月正式实施。以下是各项主要优化措施的原理及其初步效果概述。
2.1最佳桨距角设定
优于叶片制造、安装与设计过程中可能存在的细微误差，以及不同环境和风速条件下风的湍流度和风切变的差异，这些因素均可能导致实际入流角度与设计入流角度之间产生偏差。这种偏差进而会直接影响风电机组的风能捕获率，从而影响其整体发电效率。最佳桨距角是通过在不同风速条件下，精细调整桨叶角度，并经过系统对比分析和实验验证后得出的一个最优设定。
图1 某1号风电机组最佳桨距角优化前后功率曲线对比
图2 某2号电机组偏航控制策略优化前后功率曲线对比
2.2发电机双模改造
在提升低风速条件下的发电量方面，对发电机实施双模改造显得尤为重要。当前，我国风力发电厂普遍采用两种发电技术：双馈发电技术和直驱发电技术。在大型风力发电网络架构中，异步发电机的直接并网操作构成了其核心运行模式。为了维持其稳定运行，通常会在发电机的机端配备精心设计的补偿电容器组，这些电容器组的主要职责是在启动和持续运行过程中为异步发电机提供必要的激磁无功支持。然而，风能作为一种自然现象，其变化性极强，这种变化会直接反映在异步发电机的转差率上，导致发电机与电网之间的功率交换发生动态调整，具体表现为注入电网的有功功率的波动以及从电网吸收的无功功率的相应变化。这种变化可能导致电网特别是风电场接入点的电压波动，严重时甚至引发电压闪变。在现代发电技术的推动下，异步发电机的最低转速已达到1200转/分钟（目前国内普遍双馈机组的标准）。这一转速部分由风速控制，但当风力无法维持这一转速时，发电机将进行代偿工作，导致发电效率大幅下降，并可能引发风电机组切出。由于我们无法直接改变风力和风速，但可以通过改变发电机设备来应对这一挑战。具体而言，通过改变发电机定子的连接方式，将双馈发电机转变为鼠笼发电机，可以有效地应对低风速条件。相较于双馈发电机，鼠笼发电机对转速的要求较低，且适用范围更广，因此进行代偿工作的几率相对较小。这有助于在不损坏设备的前提下提高发电量。鼠笼发电机具备显著特性
（1）其励磁所需无功功率全数由电网提供，故需选用高功率因数发电机，并在机端并联电容以补偿无功；（2）优于其常处轻载状态，发电机在中低负载区需保持高效能，且效率曲线应力求平稳；（3）因风速波动，发电机易受冲击机械应力，故机械特性曲线应柔和，且Smax绝对值需大以应对冲击；（4）并网瞬间类似电动机启动，存在显著冲击电流，故应在接近同步转速时并网，并配备软启动限流装置以减小冲击。
三 其他优化措施
3.1移动发电量较低的机位
在风电场运营中，不同机位的发电量往往呈现出显著的差异。这些差异主要源于机位所处的特定地理位置以及所占有的风资源状况。为了优化风电场的运行效率，减轻部分机位因资源限制而过重的工作负担，我们在风电场设计阶段应充分考虑风资源分布的特点。在设计允许的范围内，我们可以通过精细化的机位选址来最大化风资源的利用效率，包括对机位位置的调整，同时也涵盖了对机位空间布局的优化。通过位置调整，我们可以将原本位于风速较低区域的机位移动至风速更高的区域，从而提升其发电能力。此外，空间调整也涉及对风机塔筒高度的选择，通过对比不同高度的风机塔筒在特定环境下的性能表现，可以选择最适宜的高度以提高风资源的捕获率。
3.2加强生产管理
风力发电是一个精密且需细致把控的过程，确保电能高效稳定产生，关键在于各环节工程质量的严格把控。发电厂在运营管理中，应实施精细化的管理策略，将工作细化至每个岗位，明确责任归属，以确保各项工作的顺利进行。之外，定期的生产运营分析不仅有助于识别不合理的参数并进行优化，还能为未来的运营提供数据支持和决策依据。对于工作人员而言，应认真履行自身职责，确保每项任务的高质量完成。同时，对仪器设备的耗损状况保持高度关注，实施定期的维护和保养，以最大限度地延长设备的使用寿命。
3.3机组厂家对风电机组功率曲线进行优化改进
经过对风电机组运行数据的精细化研究，两个不同制造商的风电机组功率曲线存在不容忽视的离散现象。这种离散性并非仅局限于特定风速区间，而是在整个风速范围内均有体现，特别是在接近风电机组额定风速的关键区域内，差异尤为显著。下一步将通过对比不同机组在相同条件下的功率曲线数据，并根据其相对排名，识别出性能较差的机组，进而制定针对性的优化和改进措施。
四 总结：
综上所述，随着全球环境问题的日益严重和化石能源资源的日益减少，风能等清洁能源的利用显得尤为重要。本文首先探讨了风电机组运行优化的多个方面，包括最佳桨距角的设定、偏航控制策略的优化、发电机的双模改造以及降低风电机组自耗电等。此外，针对发电量较低的机位问题，本文还提出了移机的策略。通过调整机位的位置或空间布局，可以优化风资源的利用，提高风电场的整体发电量。风力发电的优化是一个综合性的过程，需要发电厂、工作人员以及技术人员的共同努力。
参考文献：
[1]周权.风力发电场提高发电量措施及效果研究[D].南京理工大学2023-04-23.
[2]李向小.风力发电场运维管理的有效措施研究[J].电气技术与经济, 2023(8)
[3]陆鹏.风力发电场的开发建设管理措施研究[J].探索科学, 2019.
[4]李斌;张海超;白雪峰;侯英俊;.大数据技术对风电场发电量提升的研究及应用[J].2018.