發(fā)現(xiàn)牦牛坪風電場的“內在美”
因為可以與水電形成季節(jié)性互補，云南風電限電情況相對較少，因此該地區(qū)的風電開發(fā)備受關注。在風電開發(fā)暫停一段時間后，2014年云南省發(fā)展改革委下發(fā)《關于恢復全省風電建設有關事項的通知》，開始批復新的風電項目。然而，云南地處云貴高原，地貌褶皺縱橫，大部分風電項目都位于高海拔地區(qū)，對設備質量、建設成本、施工難度等要求甚高。這使得一個高海拔風電場在設備生產與選型、工程建設時期工作進行的好壞，就已經(jīng)決定了這個風電場的命運。
在《風能》雜志組織的“最美風電場”活動中，記者走訪了位于云南省麗江市寧蒗彝族自治縣的牦牛坪風電場。據(jù)介紹，牦牛坪風電場于2011年12月開始安裝機組，2012年9月完成了全部33臺三一重能機組的調試。風電場平均海拔3200米，其中最高機位位于海拔3450米處，不但是不折不扣的高海拔風電場，還是投運當年全國海拔最高的風電場。
在近三年的時間里，該風電場的整機設備沒有發(fā)生過一次需要更換關鍵零部件的故障。其2013年至2015年的平均可利用率為99.2%，遠遠高于年平均可利用率92.5%的考核指標。雖然該風電場在汛期有小量的限電，但在2014年平均風速每秒6.76米的情況下，發(fā)電量仍達到1億千瓦時。
那么，是什么原因使得該風電場能夠順利完成建設，并保持了良好的運行？
設備可靠
云南高海拔地區(qū)濕度較大，并常常云霧繚繞。牦牛坪風電場安裝的33臺風電機組，全部是三一重能的SE8215－H3高原機型，據(jù)該公司相關技術人員介紹，這款機型的很多零部件都針對高原地區(qū)的潮濕、雷電環(huán)境進行了優(yōu)化設計。
據(jù)了解，風電機組的發(fā)電機受潮濕影響的部件主要是定轉子繞組和集電環(huán)。如果發(fā)電機在潮濕環(huán)境中長期沒有運行，其定轉子繞組表面會形成凝露，使繞組絕緣電阻降低，影響發(fā)電機再次啟動或運行安全。而集電環(huán)冷態(tài)時，潮氣會在其表面形成凝露，侵蝕金屬表面和碳刷，導致滑環(huán)表面劣化、接觸電阻增大，造成再次啟動時的安全隱患。因此，這就需要不斷保持發(fā)電機內部的低濕度環(huán)境，而在冬天還要防止冰凍，保證發(fā)電機內有干燥的熱空氣。
為此，三一重能的技術人員首先提高了發(fā)電機絕緣的防潮性能，采用新型絕緣材料，改進了絕緣結構，減少接觸空氣的面積和增加了繞組等的爬電距離，應用多次VPI特殊處理。同時，他們還為發(fā)電機內部增加了加熱除濕裝置。例如為集電環(huán)罩內配備的加熱器，是海上型機組上所使用的，在發(fā)電機低速運行或停運時，能夠進行加熱除濕，保護滑環(huán)和碳刷。另外，該機型還應用了三一專利的通風冷卻系統(tǒng)，使用耐熱達到180攝氏度的H級絕緣體系。令電機溫升低，額定工況下溫度不超過130攝氏度，來確保發(fā)電機在海拔3500米下安全可靠的運行。
“這個風電場的大霧天氣濕度是90%多，對電氣元器件影響大。因為絕緣低了，很容易擊穿，比較容易損壞。因此這個機型的變流器、機艙柜、塔底柜等電氣元件，也全部是針對高海拔設計的。”上述技術人員提到。
據(jù)了解，各類電氣柜中需要重點防潮的器件有控制器、開關電源、變壓器等。為此該機型增加了濕控器，改進了加熱器控制回路，令溫控器器件失效時，也可以保證加熱系統(tǒng)正常工作。同時，還增加了機艙柜變壓器側加熱器，從而防止變壓器表面產生凝露。另外，這個型號的機組專門采用了水冷結構的變流器，并將超級電容應用在變槳系統(tǒng)的備用電源中，從而保證這些關鍵零部件的環(huán)境適應性。
