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解密低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)

2017-03-22 來源:《風(fēng)能》 瀏覽數(shù):12780

以“火車頭精神”為城市靈魂的湖南株洲,擁有全球領(lǐng)先的中國中車軌道交通產(chǎn)業(yè)集群,在國內(nèi)外享有盛譽(yù)。近幾年綠色能源的興起,風(fēng)力發(fā)電也開始為株洲地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力。

  以“火車頭精神”為城市靈魂的湖南株洲,擁有全球領(lǐng)先的中國中車軌道交通產(chǎn)業(yè)集群,在國內(nèi)外享有盛譽(yù)。近幾年綠色能源的興起,風(fēng)力發(fā)電也開始為株洲地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力。中國中車旗下株洲電力機(jī)車研究所有限公司(簡稱“中車株洲所”)就已在風(fēng)電整機(jī)裝備領(lǐng)域深耕了十年的時(shí)光。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展重心向中東部和南方轉(zhuǎn)移,越來越多的風(fēng)電開發(fā)商也開始入駐株洲這個(gè)典型的低風(fēng)速地區(qū),與裝備制造企業(yè)在一片片山頭間擦出了“愛情的火花”。
  
  鳳凰山風(fēng)電場就是中車株洲所與中國水電建設(shè)集團(tuán)新能源開發(fā)有限責(zé)任公司(簡稱“新能源公司”)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手誕生的“結(jié)晶”。這座位于株洲市株洲縣與衡陽市衡東縣交界處的風(fēng)電場,是長株潭地區(qū)首個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目。2016年,面對年平均風(fēng)速僅5.18米/秒,冰凍、雷電等災(zāi)害多發(fā)的不利條件,依然實(shí)現(xiàn)累計(jì)上網(wǎng)電量17161萬千瓦時(shí),利用小時(shí)數(shù)為2080小時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)的年等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)1880小時(shí)。
  
  為了破譯其成功運(yùn)營的“密碼”,日前,本刊組織的“最美風(fēng)電場”活動(dòng)采訪組走訪了這個(gè)風(fēng)電場。
  
  秘訣一:精細(xì)化選址
  
  從株洲市區(qū)出發(fā),經(jīng)過一個(gè)多小時(shí)的顛簸車程,終于抵達(dá)海拔在440米—700米之間的鳳凰山風(fēng)電場。下車后,記者旋即被入口處的一張機(jī)位點(diǎn)圖吸引,只見幾十臺(tái)風(fēng)電機(jī)組呈“人”字形分布在山脊上。場長王穩(wěn)指著地圖告訴記者,這種布機(jī)方式是充分考慮了當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件特點(diǎn)以及測風(fēng)結(jié)果。
  
  眾所周知,測風(fēng)和微觀選址工作細(xì)致與否,是決定風(fēng)電項(xiàng)目能否獲得好收益的關(guān)鍵因素之一。王穩(wěn)對此深有體會(huì),“尤其是像鳳凰山風(fēng)電場這樣的山地風(fēng)電項(xiàng)目,地形多樣,植被茂密,風(fēng)資源分布更加復(fù)雜,項(xiàng)目收益與前期工作質(zhì)量的關(guān)聯(lián)性要遠(yuǎn)高于平原風(fēng)電場,這也是我們十分注重該環(huán)節(jié)的原因所在。”
  
  據(jù)悉,鳳凰山風(fēng)電場的測風(fēng)工作持續(xù)一年多時(shí)間,共立了3座測風(fēng)塔,期間還進(jìn)行過多次實(shí)地考察和反復(fù)核算,詳實(shí)、準(zhǔn)確的風(fēng)資源數(shù)據(jù)為微觀選址的精細(xì)化奠定了良好基礎(chǔ)。
  
  “為確保機(jī)位點(diǎn)選擇的合理性,在微觀選址時(shí),我們聯(lián)合設(shè)計(jì)院和整機(jī)廠家,除了在圖紙上論證和分析,通過建模測算理論發(fā)電量外,還逐個(gè)對機(jī)位點(diǎn)進(jìn)行了細(xì)致的實(shí)地查勘。”新能源公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說道。
  
  該負(fù)責(zé)人透露,項(xiàng)目一期所在的山脈是東西走向,而當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向主要為南北方向,所以機(jī)組基本是沿山脈一字排開,這樣既可以充分利用風(fēng)資源,也能夠?qū)⑽擦餍?yīng)降到最低,對保障機(jī)組的可靠性有一定幫助。
  
  即使擁有這樣的“天然優(yōu)勢”,也并不意味著在施工建設(shè)環(huán)節(jié)就可以“大手大腳”。對于山地風(fēng)電項(xiàng)目而言,成本控制上稍有不慎,就可能無法達(dá)到預(yù)期的收益,甚至是虧損。
  
  王穩(wěn)向本刊記者介紹,鳳凰山風(fēng)電場的建設(shè)主要由中國電力建設(shè)集團(tuán)下屬單位負(fù)責(zé),“因?yàn)槲覀兗瘓F(tuán)內(nèi)部有風(fēng)電規(guī)劃、勘測、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等相應(yīng)的業(yè)務(wù)板塊,不僅施工質(zhì)量更好管控,成本也相對低一些。”
  
  為了嚴(yán)控成本,新能源公司與施工單位緊密配合,各個(gè)環(huán)節(jié)都精打細(xì)算。比如,在道路建設(shè)上,結(jié)合風(fēng)電場的地形、運(yùn)輸和安裝等條件,通過不斷優(yōu)化,力求使道路長度較短。僅此一項(xiàng),就節(jié)省了1000多萬元的開支。
  
  秘訣二:專業(yè)化合作
  
  公開資料顯示,鳳凰山風(fēng)電場總裝機(jī)88兆瓦,分兩期建設(shè),所用機(jī)型全部為中車株洲所生產(chǎn)的WT2000D110。其中,一期25臺(tái)機(jī)組于2015年6月7日并網(wǎng)發(fā)電;二期19臺(tái)機(jī)組于2016年2月1日并網(wǎng)發(fā)電。質(zhì)保期均為5年。
  
  上述新能源公司負(fù)責(zé)人坦誠,當(dāng)時(shí)選擇WT2000D110機(jī)組確實(shí)經(jīng)過了非常慎重的考慮。“我們這個(gè)項(xiàng)目屬于典型的低風(fēng)速風(fēng)電場,要有好的產(chǎn)出,就必須選擇發(fā)電效率高、可靠性好的大葉輪機(jī)組。”
  
  記者了解到,WT2000D110機(jī)組機(jī)型的葉輪直徑為110米,較為適合山地風(fēng)電場,這也是當(dāng)時(shí)中車株洲所針對低風(fēng)速風(fēng)電市場推出的主力機(jī)型之一。
  
  “該機(jī)型投運(yùn)后,各項(xiàng)關(guān)鍵性能的實(shí)際表現(xiàn)都好過預(yù)期,目前還沒有對機(jī)組進(jìn)行過大的技改升級(jí)。”王穩(wěn)表示。
  
  除了機(jī)組外,另一個(gè)促使新能源公司決定“牽手”中車株洲所的因素則是后者的服務(wù)能力。央企背景的中車株洲所有成熟的運(yùn)維體系,其售后能力在中電建系統(tǒng)內(nèi)一直有良好的口碑。同時(shí),選擇中車株洲所這個(gè)本地供應(yīng)商,毫無疑問還能夠?qū)?ldquo;快速響應(yīng)”的效果實(shí)現(xiàn)最大化。
  
  中車株洲所售后服務(wù)中心主任劉輝向記者透露,為了進(jìn)一步提高服務(wù)質(zhì)量,優(yōu)化客戶體驗(yàn)效果,該公司從技術(shù)中心調(diào)配了部分研發(fā)人員到售后服務(wù)中心以增強(qiáng)技術(shù)支持能力,對售后業(yè)務(wù)水平的提高起到了很好的支撐作用。
  
  在劉輝看來,“機(jī)組銷售雖然是一次性的,但我們的后期服務(wù)則是長期的,無論是針對鳳凰山風(fēng)電場,還是針對其他客戶,竭誠為業(yè)主提供高水平的服務(wù)都不是一句空話,而是要落到每個(gè)細(xì)節(jié),這也是我們整體實(shí)力和責(zé)任心的體現(xiàn)。”
  
  一個(gè)細(xì)節(jié)很好地佐證了這一點(diǎn)。當(dāng)時(shí)中車方委派了“中國中車勞動(dòng)模范”榮譽(yù)在身的青年標(biāo)兵易大富擔(dān)任鳳凰山風(fēng)電場項(xiàng)目經(jīng)理,并安排優(yōu)秀的技術(shù)支持工程師進(jìn)行輪崗值守。“‘中車勞模’的技術(shù)和服務(wù)水平都是杠杠的,也說明中車株洲所對我們風(fēng)電場的重視。”王穩(wěn)誠懇地表達(dá)了贊許。
  
  在這種友好的氛圍下,雙方展開了密切合作。
  
  例如,受地理?xiàng)l件的影響,鳳凰山風(fēng)電場冬季冰凍災(zāi)害嚴(yán)重。2016年1月—3月以及11月后均出現(xiàn)了連續(xù)冰凍天氣,造成機(jī)組因葉片覆冰停運(yùn),累計(jì)損失電量586萬千瓦時(shí)。針對這一情況,新能源公司與中車株洲所的技術(shù)人員圍繞優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式、增加機(jī)組運(yùn)行時(shí)間等方面展開了深入的分析與研究。易大富說,“中車株洲所制定了《風(fēng)電機(jī)組葉片覆冰應(yīng)急預(yù)案》,指導(dǎo)運(yùn)行人員通過人為監(jiān)控,加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)盤,科學(xué)有序地應(yīng)對葉片覆冰運(yùn)行的情況,避免在運(yùn)行中因覆冰加重直至機(jī)組不堪重負(fù)而停運(yùn)導(dǎo)致的機(jī)組疲勞損傷,提高機(jī)組使用壽命”。另外,中車株洲所還采取了氣動(dòng)加熱或者電加熱等方式,基本消除了覆冰帶來的影響。
  
  南方山區(qū)另一個(gè)多發(fā)的自然災(zāi)害則是雷雨天氣。鳳凰山風(fēng)電場地處高山,正是雷雨多發(fā)地帶,給設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的安全隱患。為了應(yīng)對雷擊危害,業(yè)主與整機(jī)商以及零部件廠家進(jìn)行過多次溝通交流,對設(shè)備防雷性能進(jìn)行了優(yōu)化。中車株洲所在完成對風(fēng)輪防雷接地整改、變槳系統(tǒng)及變流系統(tǒng)通信系統(tǒng)防雷屏蔽整改后,一期的箱變廠家也完成了對箱變低壓側(cè)浪涌回路整改。整改后設(shè)備運(yùn)行良好,防雷成效非常顯著。
  
  秘訣三:智能化運(yùn)維
  
  行業(yè)專家指出,隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)廣泛滲透于風(fēng)電產(chǎn)業(yè),運(yùn)維環(huán)節(jié)的智能化程度正在不斷提高,遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)成為整機(jī)商、第三方運(yùn)維公司等風(fēng)電后市場參與者角逐的焦點(diǎn)。
  
  中車株洲所也在進(jìn)行著相應(yīng)的業(yè)務(wù)布局。據(jù)了解,該公司除了在風(fēng)電場部署完全自主開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)外,還建設(shè)了風(fēng)電大數(shù)據(jù)中心,對風(fēng)電場實(shí)施集中管理,打造“集中監(jiān)控、智能診斷、區(qū)域檢修”的風(fēng)電場運(yùn)維體系,持續(xù)為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
  
  “風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)主要滿足各個(gè)風(fēng)電場日常管理的需要,這些系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)都會(huì)上傳至大數(shù)據(jù)中心。”一名系統(tǒng)開發(fā)負(fù)責(zé)人介紹,“再基于大數(shù)據(jù)技術(shù),對機(jī)組數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析,在確保與風(fēng)電場連接網(wǎng)絡(luò)安全的前提下,提高機(jī)組故障診斷預(yù)警以及運(yùn)行參數(shù)的智能優(yōu)化能力,為風(fēng)電場提供遠(yuǎn)程智能診斷服務(wù),逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全生命周期智能維護(hù)。”
  
  記者從現(xiàn)場的系統(tǒng)演示了解到,風(fēng)電場檢修人員可以通過Web網(wǎng)頁和智能終端兩種途徑實(shí)時(shí)查看機(jī)組以及核心部件的運(yùn)行狀態(tài);系統(tǒng)中的專家知識(shí)庫則可以自動(dòng)完成從故障特征到故障原因的識(shí)別,向維護(hù)人員提出相應(yīng)處理建議。
  
  此外,為了變被動(dòng)停機(jī)為有計(jì)劃停機(jī)檢修,減少發(fā)電量損失,大數(shù)據(jù)中心還通過對大部件性能劣化預(yù)警診斷的研究和試驗(yàn),借助系統(tǒng)幫助風(fēng)電場建立基于設(shè)備健康度管理的狀態(tài)維護(hù)機(jī)制。
  
  “這個(gè)系統(tǒng)十分人性化,會(huì)實(shí)時(shí)接收大數(shù)據(jù)中心對機(jī)組故障處理、備件更換、定期檢修的工作提醒,讓現(xiàn)場人員開啟了‘懶人’工作模式。”易大富笑著說。
  
  按照規(guī)劃,該大數(shù)據(jù)中心計(jì)劃將接入2000臺(tái)風(fēng)電機(jī)組,為分布于全國各地的近4吉瓦風(fēng)電資產(chǎn)提供全生命周期的高效管理。

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