PD IEC TS 61400——风力发电机组可用率评定技术规范系列(基于发电量的可用率与风电场可用率)

Wind Turbines / Wind Energy Generation Systems — Production-Based Availability and Availability for Wind Power Stations(2014/2016 版)

🌬️ PD IEC TS 61400 是 BSI 采用的 IEC/TS 61400 系列中关于风力发电机组可用率评定的技术规范。本批次包含两份文件:第 26-2 部分规定风力发电机组基于发电量(production-based)的可用率评价方法,第 26-3 部分给出风电场(wind power station)可用率的计算与信息模型。两项文件均由 BSI 技术委员会 PEL/88(Wind turbines,风力发电机)对口。与仅以”可运行小时数”衡量的传统时间可用率不同,本系列以实际能量产出为核心,为机组制造商、风电场业主、保险公司与监管机构之间的可用率合同、结算与评估提供了统一、可审计的方法学。

💡 时间可用率与发电量可用率的差异是风能行业合同纠纷的常见源头:一台”时间上98%可用”的机组,若其停机全部发生在强风高产时段,实际发电损失可能远大于2%。本系列正是为消除这种歧义而设计。

一、系列构成与基本框架 📌

标准编号中文主题对应 IEC 版本核心内容
PD IEC/TS 61400-26-2:2014风力发电机组——第26-2部分:基于发电量的可用率IEC TS 61400-26-2 (Ed.1.0, 2014-06)基于发电量的可用率定义、信息模型、潜在发电量确定方法
PD IEC/TS 61400-26-3:2016风能发电系统——第26-3部分:风电场的可用率IEC TS 61400-26-3 (Ed.1.0, 2016-08)风电场(WPS)与平衡厂区(BOP)信息模型、服务分类、可用率计算
⚠️ 本系列仅覆盖”可用率”的主题化评定规则(第 26 子系列);机组设计、载荷、噪声等其余主题分别由 61400-1、-2、-11 等分部规定。引用时须与完整 IEC 61400 系列配套使用,避免以偏概全。

二、第26-2部分:基于发电量的可用率 ⚡

PD IEC/TS 61400-26-2:2014 的核心是将每一段运行时间归类到事先定义的信息类别(information categories),并基于潜在发电量(potential energy production)与实际发电量计算可用率:

  • 信息模型(Information model):定义”信息可用(information available)”与”信息不可用(information unavailable)”两大类状态,并规定信息的优先级顺序,避免同一时间段被重复计数。
  • 生产条款归类:将生产(发电)条款分配到各信息类别,明确哪些状态计入可用、哪些计入损失。
  • 均值信息(Mean-value based information):针对无法逐点记录的数据,给出时间平均与功率平均的处理规则。
  • 进入与退出点(Entry and exit points):规定状态切换的边界条件,保证统计口径一致。
  • 潜在发电量确定:附录 A 给出潜在发电量的可能确定方法,例如基于功率曲线、风资源数据与可用性时段的反推。

由此,基于发电量的可用率成为”潜在可发电量中被实际发出的比例”,直接反映能量可用性,适合用于发电量保证合同(production warranty)与损失分摊。

三、第26-3部分:风电场的可用率 🏭

PD IEC/TS 61400-26-3:2016 将视角从单机扩展到整个风电场,是国际风能行业可用率统计的里程碑文件:

  • 风电场(WPS)与平衡厂区(BOP):明确区分风力发电站本体与场内集电、升压、送出等辅助设施(balance of plant),可用率分别统计。
  • 服务(Services):将可用性按服务对象分解,覆盖风电场向电网提供电力服务的全部环节。
  • 信息类别与优先级:沿用信息可用/不可用的框架并扩展,规定各状态间的优先级排序,形成统一的状态树。
  • 状态分类细化:OPERATIVE(运行)、IN SERVICE(在服务)、FULL PERFORMANCE(全性能)、PARTIAL PERFORMANCE(部分性能)等细粒度状态的判定规则。
  • 统计与报告:为整场可用率、单机可用率的计算提供一致口径,支持全球风电场的横向比较。
✅ 该系列的另一价值在于”同口径对话”:不同厂商与业主采用同一信息模型后,可用率数字不再因统计口径不同而无法比较,为国际风电场资产评估提供了可信基础。

四、关键技术要点小结 🔧

主题关键内容涉及文件
信息模型信息可用/不可用分类与优先级26-2 / 26-3
可用率口径基于发电量的可用率定义26-2
潜在发电量功率曲线反推、风资源数据等方法(Annex A)26-2
场级统计WPS 与 BOP 分离、服务分类26-3
状态细分OPERATIVE / IN SERVICE / FULL / PARTIAL PERFORMANCE26-3
统计一致性进入/退出点、均值信息、优先级处理26-2 / 26-3

五、工程实践应用 🛠️

  • 🔍 可用率合同:在购电协议(PPA)与运维合同(O&M)中引用本系列口径,使可用率计算可检验、可审计。
  • 🔧 损失分析:按信息类别拆分发电损失(故障、电网限电、计划运维、恶劣天气),定位可用率瓶颈。
  • 📊 资产评估:以发电量可用率替代时间可用率进行风电场估值与再融资尽调。
  • 📋 运维优化:结合状态细分结果优化检修窗口,将计划停机安排在低风时段,提升能量可用率。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问:时间可用率(time-based)与发电量可用率(production-based)有何区别?
答:时间可用率只统计”可运行时间占比”,忽略风力大小;发电量可用率则以潜在发电量为分母、实际发电量为分子,更能反映真实发电能力损失,因而被合同与结算优先采用。
❓ 问:什么算”信息可用”,什么算”信息不可用”?
答:信息可用指有足够数据判断机组/风电场状态的时间;信息不可用指数据缺失、无法判定状态的时间。两者分别统计,优先级规则保证同一时刻只归入一个类别,避免重复或漏计。
❓ 问:第26-3部分为何要把 WPS 和 BOP 分开?
答:风电场出力不仅取决风机,还受场内集电线路、升压站、送出设施影响。分开统计可以明确各方责任——业主与运维商通常分别对不同的厂区部分负责,也便于电网侧考核。
🔍 问:潜在发电量如何确定?
答:常用方法包括依据实测风速与厂商功率曲线反推、以邻近测风塔数据插值、或基于历史发电数据建模。附录 A 给出多种可能方法并说明其适用性;方法选定后应在合同签订前固定,防止事后争议。
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