“上山”、“下海”、“低風速”是很多風電整機企業的路徑選擇。南車風電本著一貫穩健的作風,在海上風電方面采取的是“跟進策略”,但在“上山”和“低風速”兩個方向上則是主動出擊,謀求先發優勢,其中又以開發高海拔機型為先導,迅速在典型高原風場創造業績,撬動市場。南車風電總經理梁裕國之前在接受《風能》雜志采訪時表示,南車風電將緊跟國家和產業的整體發展形勢進行戰略部署,針對風電開發市場南移的趨勢,全力以赴推出適應南方市場需求的高海拔機組和低風速機組。南車風電將其整體戰略目標概括為“一機兩翼三市”,“一機”即加快適應市場需求的特色風電機組、大功率風電機組的開發進程;“兩翼”指上游加大資本運作投入,拓展市場資源獲取渠道,加快產業布局建設步伐,下游加強技術服務能力培育,以提升綜合實力和創新經營模式謀求快速發展;“三市”指高原市場,國內大基地市場以及海外市場。
在業內率先提出高原型風機概念容易,但造出一款真正的高海拔機組卻并非易事,在國際上并無先例可資借鑒的情況下,要自主攻克很多技術難題。高海拔地區主要指海拔2000米及以上地區,隨著海拔增加,氣壓、空氣密度和環境溫度、紫外線強度等變化較大。據統計,海拔高度每升高1000米,相對大氣壓力就降低約12%,空氣密度降低約10%,絕對濕度隨海拔高度的增加而降低。高海拔地區空氣稀薄,對器件的絕緣、容量、除濕等標準要求更高;此外,高海拔地區干濕季節湍流變化大,對設備的性能要求更加嚴格。此類氣候對于風電電氣設備、發電機絕緣系統、整機散熱以及機組涂裝等多個方面都提出較高的要求。因此,高海拔、低空氣密度的環境要求從總體上對風電機組進行重新設計,而遠不止于在原有機組之上的修修改改。
“志存高遠”既是一種魄力,也是對自身實力的一種信心。無論從機電產品的底蘊來講,還是從風電變流器起家的風電產品制造歷史來看,南車風電在電氣領域的技術能力都是過硬的。用南車風電首席專家張元林的話說,通過整合外部設計資源,在“以我為主”的基礎上,南車風電技術研發團隊引入了IPD集成產品開發流程,完成了整機系統設計和環境適應性設計,解決了高原型機組的六大技術難題,在1.65MW風電機組的基礎上開發出了風輪直徑達88米的1.5MW高海拔型機組,并于2010年率先推向市場。該機型運行環境溫度在-30℃到35℃之間,適用于海拔4000米以下環境,基本覆蓋了我國絕大部分可開發風電的高原地區。
張元林所說的六大技術難題,具體指高原風電場微觀選址技術、抗紫外線防護技術、關鍵部件冷卻技術、雷電防護技術、電氣部件設計以及葉片防覆冰技術。以變流器設計為例,南車風電將高海拔電力機車的電氣系統設計經驗拓展到風電領域,研制出功率等級為1.5MW的高原變流器,不僅適用于國內90%的高原風電場,并且可以保證風電機組在高原地區惡劣的環境下能夠長期可靠穩定運行。此前,國內外尚未出現針對高原環境的兆瓦級別變流器的開發運行記錄,這款專門為高原環境開發的風電變流器技術處于國際領先水平。在高海拔風機的自主研發過程中,南車風電積累了七項原創性技術,使自身的核心競爭力得到巨大提升。2012年底,由中國水電顧問集團西北勘測設計研究院主編、南車風電參編的《高海拔風力發電機組使用導則》初稿審查會在北京召開。該導則將作為國家能源行業標準正式發布,不僅對各開發企業機組選型具有重要參考價值,也將為高海拔機組的規范化使用和可靠運行提供技術依據。
贏在高原
仰視山顛,肅何千千。
——宋玉(戰國·楚)
目前,南車風電的高海拔機組已廣泛應用在云南、貴州和甘肅等高海拔地區。本文開頭描述的場景,便是南車風電的機組在云貴高原和青藏高原上眾多景觀的一角,在或蔥郁或蕭殺的高原山巔,一排排高聳的風機迎風而舞,蔚為壯觀。
比景色更讓人振奮的是機組出色的運行表現。截至目前,南車風電在云貴、甘肅等地共安裝高原型風電機組近600臺,其中近500臺實現并網運行,從主要客戶的反饋情況來看,機組運行數據大大超乎人們的預期,得到各開發企業的高度認可。談到南車高原型機組的性能表現,業主表示:“機組運行非常穩定,從2011年首期項目五子坡風電場的33臺1.5MW機組投運至今,滿發小時數都在3500小時以上,這一數據近乎是國內最好的。”據云南五子坡風電場場長王啟江介紹:“2013年,機組的可利用率達到了99.44%,滿發小時數達到了3593小時,年發電量為53353.65萬千瓦時。今年6月,南車又成功中標華潤電力甘肅某高原風電場5萬千瓦項目,前期腳踏實地的努力終于換來了市場的慷慨接納。