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奔走于微風拂面的山野中——解密中車株洲所新一輪“追風”行動

2017-04-28 來源:美麗株所 瀏覽數:689

在新疆、甘肅的曠野里,高達80米的風機連片矗立。大風起兮,葉片飛轉,工業造就的浪漫場景讓人迷醉。

  在新疆、甘肅的曠野里,高達80米的風機連片矗立。大風起兮,葉片飛轉,工業造就的浪漫場景讓人迷醉。
  
  現在,在中東部和南部低風速地區,也有了這樣醉人的美景。近年來,風力發電的主陣地“三北”(華北、東北、西北)地區,已步入棄風限電紅線。中東部及南部的低風速地區接過了綠色能源的大旗。
  
  養蜂人追趕花期,捕風者隨風而動。奔走于微風拂面的山野中,中車株洲所展開了新一輪的追風行動。
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  山野間智斗頑皮“風精靈”
  
  鳳凰山風電場,位于株洲縣與衡陽市衡東縣交界處。這是長株潭地區首個風電項目,也是一個低風速發電項目。
  
  相較于“三北”地區8m/s甚至以上的高風速,低風速地區的風力資源可謂貧乏,年平均風速僅能達到每秒5至6米。像這樣柔軟、無形、精巧的“風精靈”,捕捉起來,難度很大。
  
  鳳凰山海拔在440米至700米之間,風資源分布復雜。按照風能資源計算公式,風速下降,其能量將呈立方倍下降。要最大限度地收集風能,最直接的辦法就是增加風輪直徑,也就是葉片長度,增加捕風“網”的掃風面積。
  
  但葉片增長會帶來機組載荷的增大。在確保低成本、安全性的條件下,技術成為決定項。最終,該風場選中了中車株洲所針對低風速風電市場推出的主力機型之一2兆瓦D110機組,也就是風輪直徑為110米的風機。
  
  捕風“網”的微觀選址,也至關重要。綜合考校鳳凰山風向和地形情況后,幾十臺風電機組,按“人”字形分立在山脊上。
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  差異化的精細設計和科學規劃帶來豐厚回報。2016年,面對年平均風速僅5.18米/秒,冰凍、雷電等災害多發的不利條件,該風電場依然實現累計上網電量17161萬千瓦時,超過最初評估收益指標10%以上。
  
  “最新的2兆瓦D121機組已經研發出來了,發電效率較D110機組提高12%以上。”中車株洲所風電事業部技術中心副主任王靛說。
  
  隨風而動的中車株洲所風機,如今已在郴州太平里、仰天湖、紫金山,永州道縣審章塘、井塘等20多個低風速發電場安家。
  
  脫胎于困頓中的技術藍海
  
  在低風速發電領域的耕耘和積淀,迅速將中車株洲所推向業內先鋒位置。
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  4月6日,國家能源局發布了《低風速風力發電機組選型導則》,中車株洲所是唯一一家參與《導則》編制的風電整機生產商。
  
  技術的領先,脫胎于困頓之中。
  
  2008年,中車株洲所開始批量生產風機,趕上了產業最好的一波潮涌。當時,全國各地蜂擁出一批風電設備生產商,最多時達到70余家。“每家生意都好,風機售價高達每千瓦7000元,仍然供不應求,通常是采購方提著錢來找也拿不到貨。”中車株洲所風電事業部副總經濟師蔡志平,至今仍記得當時的火爆場景。這一項的銷售收入從2008年的5億元,一直漲至最高峰時的20億元。
  
  2012年始,風向變了。
  
  快速增長的風電裝機容量,令“三北”地區火電競爭分食市場、地方用電負荷不足、就地消納難度大等問題凸顯,棄風限電現象加劇。
  
  從賣方市場轉入買方市場,價格腰斬。
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  產業寒冬。手握自主知識產權的中車株洲所裹緊棉衣,打定主意轉向低風速市場。
  
  如今廣泛應用的2兆瓦風機,就誕生于那時。目前中車株洲所已打通產品平臺,D110、D115、D121、D126、D130這5種尺寸的葉片,都可適用于2兆瓦風機。
  
  這也意味著,面對各地的復雜風況,中車株洲所在產品匹配度上,具有先天優勢。
  
  今年3月,在全國“首屆低風速前沿技術與應用創新論壇”上,中車株洲所的“南方復雜環境下機組選型與優化設計”技術,獲得“低風速時代十大技術創新”榮譽。
  
  練好內功的中車株洲所,又一次站到了產業風口。
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  根據國家能源局發布的《風電發展“十三五”規劃》,將加快開發中東部和南方地區陸上風能資源,實現到2020年新增并網裝機容量4200萬千瓦以上的目標。
  
  “按照規劃,預計低風速新增裝機容量將達到0.395億千瓦,相當于新增19750臺2兆瓦風電機組。”中車株洲所風電事業部技術人員迅速計算出結果。
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  做風資源整合的集大成者
  
  2016年,鳳凰山風電場接連遭遇冰凍、雷電等自然災害,中車株洲所的售后維護人員,及時幫助風電場解決了葉片覆冰停運、設備防雷性能優化等問題。
  
  如今,中車株洲所還在運用大數據、云計算等信息技術,不斷提高運維環節的智能化程度。目前,中車株洲所已搭建了風電大數據中心,對風電場實施集中管理,提供遠程智能診斷服務,逐步實現機組的全生命周期維護。
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  服務,還在繼續向產業前端推移。
  
  從去年底開始,中車株洲所已先后與國家氣候中心、法國美迪公司簽訂合作協議。
  
  前者是國內最權威的氣象資源研究機構,后者則是全球風電工程領域風資源評估技術方面的頂級公司。
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  與國內外一流學術機構和企業聯姻,中車株洲所正在啟動一場新的市場構局——打造國內最具權威的風資源系統平臺。這套平臺將集成各地區沙塵、雷暴、冰凍等氣候環境的即時及歷史信息,并為風電場的建設選址、高精度風資源測量等提供依據。
  
  “簡單來說,就是為風電場運營商提供全方位‘一站式’服務。”中車株洲所風電事業部總經理彭華文總結。而這,也是低風速風電場開發成功與否的關鍵。

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風機 葉片
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