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小时的冠军风电场是如何炼成的?

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-09   来源:风电叶片   作者:风电塔筒   浏览次数:133
核心提示:先来看一组某风电场的运行数据:年平均风速8米/秒,投运的第一年,年利用小时数就超过3600小时,在全国风电场对标中居首。此后几年,这一指标相继突破4000小时和4100小时。即使是在风速偏低的2016年,年利用小时数也高达3700小时,时常夺得滇西地区风电场对标的“冠军”头衔。 你是否已经对如此好的业绩惊叹不已,急于想知道这座风电场的来历?它就是位于云南省大理市,由中国华能云南大理风力发电公司建设的五子坡风电场。日前,本刊组织的“最美风电场”采访组便来到这座风电场,深入一线调研,全面剖析它的成功之道。高原

   

先来看一组某风电场的运行数据:年平均风速8米/秒,投运的第一年,年利用小时数就超过3600小时,在全国风电场对标中居首。
此后几年,这一指标相继突破4000小时和4100小时。
即使是在风速偏低的2016年,年利用小时数也高达3700小时,时常夺得滇西地区风电场对标的“冠军”头衔。
你是否已经对如此好的业绩惊叹不已,急于想知道这座风电场的来历?它就是位于云南省大理市,由中国华能云南大理风力发电公司建设的五子坡风电场。
日前,本刊组织的“最美风电场”采访组便来到这座风电场,深入一线调研,全面剖析它的成功之道。
高原风电,大有可为见到五子坡风电场场长王启江时,他正在中控室里盯着电脑屏幕,监控软件上显示着每台机组的运行状态。
实时掌握这些信息,并及时处理出现的问题,是王启江每日最重要的工作。
简单寒暄后,他便如数家珍般介绍起风电场的“家底”。
五子坡风电场海拔高程在2450米—2850米之间,属于典型的高原风电项目
目前已经建设3期,每期装机容量4.95万千瓦,分别于2012年1月、2012年10月和2013年1月全部并网。
当被问及是如何创造出高效益时,王启江未加思索就给出了答案:“这很大程度上得益于我们分公司在云南风电开发的历史积淀。
”这里的“分公司”,即华能新能源股份有限公司云南分公司(简称“云南分公司”)。
记者了解到,该公司深耕云南风电开发13年,拥有20座投运风电场,总装机111.575万千瓦。
值得一提的是,云南第一座风电项目——大风坝风电场就是由它投资建设。
一切要从2004年说起。
彼时,我国风电刚起步,“三北”地区是开发的重心。
云南则因为海拔高、地形复杂、空气密度低,被视为“禁区”。
华能集团敢为天下先,将目光投向了这片处女地,选派技术骨干对当地的风能资源进行查勘。
华能新能源股份有限公司云南分公司综合部经理夏彦喆坦言,“当时也是为了响应国家号召,更多的是带有探索性质。
”2006年,经过多年勘测与论证,大风坝风电场的可行性研究完成,并于当年获得核准。
两年后,项目正式投运,装机规模为4.8万千瓦。
“项目投运后的效益很好,证明了高原地区的风能也具有开发的经济性。
可以说,正是该风电场的示范,才叩开了云南风电开发的大门。
”夏彦喆表示。
这也让该公司深知此类项目开发的痛点所在,为五子坡等后续风电场的成功奠定了基础。
例如,高原山区,风能资源分布复杂,前期工作稍有不慎,就可能影响投运后的发电量。
因此,测风和微观选址必须做细致。
华能新能源股份有限公司云南分公司规划部经理庞军告诉记者,在五子坡风电场的测风阶段,共立了5座测风塔,整个过程持续一年多的时间。
当然,对于复杂地形下的风电开发,这些数据还略显粗糙。
“微观选址阶段,我们在软件模拟的基础上,与设计院、整机商进行了多次实地查勘,不断修正布机点。
”庞军回忆道。
数据显示,该风电场中单台机组的最高年利用小时数超过了5300小时,可以说是微观选址精细化程度的最好体现。
高原风电项目建设中一个关键点是施工过程的管理,高原环境地势陡峭、夏季多风雨、冬季多雪雾,给施工管理带来了一定难度。
针对这些困难,云南分公司一方面与当地政府、村委会协调配合,积极应对,取得有力支持;另一方面,针对具体的自然环境(气候、地势、水文等),制定了专项施工方案,确保施工纳入全方位、全过程管理。
此外,该公司还在细节上下起了功夫。
比如,吊装平台均根据实际地形设计成不规则形状,尽量减小占地面积。
采用小型飞机放线,减少集电线路工程量。
这些措施都促使造价大幅下降。
据悉,最终工程实际投资较最初的概算投资,节省了近20%。
自2016年风电暂缓建设政策实施以来,虽然风电开发进入一个平缓时期,但是在云南分公司看来,这只是暂时的。
庞军说道,“在未来一段时期内,风力发电、光伏发电仍然具有良好的发展潜质,共建绿水青山是我们企业的责任。
”他还透露,为了提高管理效率,并为新建项目提供支撑,云南分公司目前正在建设大理区域风电集控中心。
它是南方电网五省区的首个风电集控中心,目的在于利用先进信息技术,实现风电场的集中监控、综合数据分析和统一运维管理。
2016年5月30日,五子坡风电场调度受令地点转移至集控中心,成为南方电网第一座实现远程集控的风电场。
目前,集控中心已成功完成云南区域11座风电场的数据信息接入,实现6座风电场调度受令地点转移,并承起担受控风电场的全部运行工作。
中车机组,助力上山风电场开发是一项系统工程,需要各方紧密配合,才能实现效益的最大化。
这其中,整机企业无疑占据着很大的权重,五子坡风电场就是例证。
公开资料显示,该风电场吊装了99台单机容量为1.5兆瓦的WT1500/D82/H70机型,由中车株洲电力机车研究所有限公司(简称“中车株洲所”)提供。
虽然两家企业的合作缘起于机组采购,但中车株洲所五子坡风电场项目经理曹志杰更愿意将自己定位为深度合作者。
“在前期,包括测风、微观选址以及设备选型阶段,我们就与业主和设计院进行了密切沟通。
”这种深度介入,让中车株洲所掌握了丰富的第一手数据,可以对机组进行有针对性的设计,从而提高适应性和可靠性。
比如,五子坡风电场所在区域的雷暴较多,年均达到55天左右。
对此,中车株洲所按照IEC61400—24I类设计要求,对所有的防雷装置、SPD器件都在平原型风电机组的基础上提高了一个等级,其中叶片引下线由50mm²增加到70mm²,提高抗雷电流冲击能力。
此外,针对高原地区紫外线强、湿度大的特点,机组上采用了高抗紫外线老化防护系统,机舱罩、轮毂罩、涂层等按照海拔4000米高度的紫外线强度(≥1150W/m²)进行抗老化设计;对湿度比较敏感的控制器件,采用柜体密封+除湿机的方式进行除湿。
必须说明的是,这些都是基于机组原有高性能所进行的个性化提升。
据悉,1.5兆瓦机型是中车株洲所研制最早,也是技术成熟度最高的一款高原型机组。
自2008年起,该公司即潜心研究商业化兆瓦级变速恒频高原型风电机组,于2010年向市场推出主力机型——WT1500/D82/H70。
它的运行环境温度为-30℃—35℃,适用于海拔4000米以下的区域,基本覆盖了我国绝大部分可开发的高原风能资源区。
此前,时任南车风电(中车与南车合并前的名称)首席专家的张元林曾在接受本刊记者采访时表示,通过整合外部设计资源,技术研发团队引入IPD集成产品开发流程,完成了整机系统设计和环境适应性设计,解决了高原型机组的六大技术难题,才研发出WT1500/D82/H70。
所谓的“六大技术难题”,指的是高原风电场微观选址技术、抗紫外线防护技术、关键部位冷却技术、雷电防护技术、电气部件设计以及叶片防覆冰技术。
以变流器设计为例。
南车风电将高海拔电力机车的电气系统设计经验拓展到风电领域,研制出功率为1.5兆瓦的高原变流器,适用于国内90%的高原风电场,可以保证机组在恶劣环境下能够长时间可靠稳定运行。
WT1500/D82/H70机型投运后,赢得了很好的市场口碑,“发电效率高”“运行稳定”“技术成熟”是业主反馈时用得最多的几个词。
王启江对此深有体会,“机组好不好,用了才知道。
举个简单的例子,那台机组的年利用小时数之所以能够超过5300小时,微观选址做得好当然是一方面原因,但也说明中车株洲所的机组性能十分过硬。
”一组数据印证了这个观点。
自2012年并网发电以来,五子坡风电场机组的历年平均可利用率都超过了99%。
高原型机组的推出,不仅仅丰富了中车株洲所的机型图谱,更使该公司掌握多项原创新技术,确立了其在高原型风电机组供应市场中的领导地位。
一个佐证是,2015年,由中国电建集团西北院主编的《高海拔风力发电机组技术导则》获得国家能源局批准发布,中车株洲所是唯一参编的整机商。
2017年6月27日,《高海拔型风力发电机组》国家标准项目正式启动。
中车株洲所为主起草单位,联合西北勘测设计研究院、贵阳勘测设计研究院、中国电力科学研究院、多家整机企业共同编制。
该规范主要是根据高海拔地区的共性问题,从风电机组的安全性与经济性两个方面,对控制策略、散热装置、电气间隙、防凝露、防雷、型式试验与验证等方面进行规范。
其潜在意义是,在这个技术创新主导一切的时代,谁掌握了标准,谁就在市场中拥有更多的话语权。
高效运维,技改提效可靠性的高低,除了受机组自身因素影响外,也最能反映出运维水平的优劣。
“我们和业主目标其实是一致的,就是在保证高可靠性的前提下,尽可能提高机组的发电效益。
因为只有项目有了好的收益,我们的设备才能俘获更多潜在客户的心。
”曹志杰说。
据他介绍,在质保期内的日常运维过程中,中车株洲所的团队与业主展开了密切协作,定期在一起进行阶段性总结,听取业主的反馈,研究解决方案。
并在日常巡检中,通过现场操作演示等方式帮助业主方提高技能水平。
中车株洲所的服务得到了业主方的高度认可。
“他们在运维上做得很到位,有力地保障了机组的可靠性。
”王启江表示。
据了解,运维团队每年会选择小风季开展定检,最大限度减少了发电量损失。
同时,中车株洲所还在现场建有备件库,并会根据库存量及时进行补充,从而提高备件的流转速度。
“这些都是很常规的做法,但中车株洲所的人员能够把每项工作都做得非常细致和有计划性,并针对各种可能出现的问题制定了应对预案。
”王启江说。
他还透露,为了提升运维的智能化水平,五子坡风电场搭建了生产移动应用管理系统。
该平台主要由运维站服务器(云存储端)、手持移动办公设备、车载移动发射器、固定穿戴设备等组成,采用无线发射器,在风电场范围内建立了一个局域网,实现信息的上传及下达。
据悉,借助这套系统,目前,风电场基本实现了“两票三制”的电子流程化管理,通过视频、图像及语音信号的实时上传,做到由远程许可工作票,加大了工作过程的安全管控,也提升后方技术支持团队为现场检修维护工作提供指导的能力。
“下一阶段,该系统的运用将进一步延伸至设备缺陷管理、设备基础信息采集、物料管理等方面,逐步规范风电场的日常工作,实现运维智能化、规范化、简约化的管理目标。
”王启江补充道。
除了日常工作外,技改也是提升机组发电效率的重要举措之一。
在中车株洲所相关技术负责人看来,就目前而言,技改是不可避免的。
“虽然在研制各类机型时,我们都会根据它所适用地区的资源和气候特征进行有针对性的设计,并对其进行严格的测试和长时间的样机试运行,但投运后还是会遇到一些不可控的因素,导致机组出现问题。
”在五子坡风电场,中车株洲所的技术人员针对投运后出现较多的问题,进行了相应的技改。
王启江告诉记者,这些技改取得了不错的效果,尤为显著的是防雷整改和功率曲线优化。
“投运第一年,遇到雷击,有一个控制系统的小电气部件损坏得比较频繁。
整改后的统计显示,效果确实很好,基本没有再因为雷击而损坏过。
”正是基于质保期内的良好合作和对服务水平的认可,虽然五子坡风电场一期已经出质保,但华能大理风力发电公司仍选择中车株洲所为其提供技术和运维支持。
对于未来,夏彦喆认为,双方在服务支持、运维、备件供应等方面还有很大的合作空间。
重视水保,造福一方做到环境友好,是在植被茂盛的云南地区开发风电项目必须坚守的一条底线。
记者在实际走访时注意到,五子坡风电场的植被恢复已经显现成效。
进场道路两旁以及基础平台周边,长满了郁郁葱葱的花草,一阵阵风吹来,扑鼻而来的是自然清香。
极目远眺,蓝天白云、青山绿树与风电机组浑然一体,美不胜收。
采访中,王启江多次强调,环境保护是风电场建设中被把控最为严格的环节之一,采取了多种措施来减少施工建设对环境的影响。
比如,为了降低噪音污染,业主方在制定计划时,就尽可能避免大量的高噪声设备同时开工,并禁止夜间施工。
施工过程中产生的建筑垃圾都严格实行定点堆放,并及时清运处理。
生活垃圾则被分类回收,做到日产日清,不会对环境产生二次污染。
施工结束后,华能大理风力发电公司还聘请专业公司选择适宜物种进行定期补种,以保证整个场区的绿化效果,增加场地及周边区域绿化覆盖率。
对于场内主干道附近分布的红豆杉、三尖杉等国家重点保护植物,除了采取措施进行有效避让外,还加大保护力度,砌筑保护围栏,悬挂宣传标牌。
在夏彦喆看来,这是云南分公司良好传统的延续。
“对于风电开发,我们公司一贯秉承的原则是,在保护中开发,在开发中保护。
现在一个5万千瓦的风电场,这方面的投入在两三千万元左右。
该标准已经在所有项目中得到执行,并取得了良好的效果。
比如大风坝风电场,由于植被恢复做得好,成为了云南风电开发的样板。
每到春天,就成了花的海洋,很多年轻人都去那里拍婚纱照。
”当然,这只是风电项目产生的一小部分社会经济效益。
除了发电收益、减排等外,风电开发对推动当地山区经济发展以及少数民族脱贫也发挥出了重要作用。
这主要体现在三个方面:一是通过修建进场道路,给森林防火以及村民出行提供便利;二是施工中会大量雇用当地村民,增加了他们的收入;三是风电场和公司正常运营后,所有驾驶员、保安和厨师都是从当地聘请。
目前,该公司现有的300多名员工中,当地人占到了153名。
“这也是我们希望所有风电场开发所能达到的效果,也就是让项目开发的效益尽可能辐射到当地,在为业主带来良好经济收益的同时,也能够造福一方。
”夏彦喆强调。
(中国风能协会 作者:夏云峰)

 
关键词: 风电招聘 节能风电
 
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