作為我國(guó)重要的“十字型”鐵路樞紐之一，株洲，這座“火車拖來(lái)的城市”如今正站在發(fā)展清潔能源的潮頭，引領(lǐng)著長(zhǎng)株潭城市群的綠色發(fā)展。位于株洲市株洲縣與衡陽(yáng)市衡東縣交界處的鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)是湖南長(zhǎng)株潭地區(qū)首個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，也是中國(guó)電建旗下中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)新能源開(kāi)發(fā)公司在湖南地區(qū)的第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。

 

　　日前，記者來(lái)到鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)，探尋這家在低風(fēng)速地區(qū)都不占資源優(yōu)勢(shì)的風(fēng)電場(chǎng)是如何變成創(chuàng)效增收的“金鳳凰”?

 

　　北國(guó)是飄雪的冬日，湖南株洲卻淫雨霏霏。鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)王穩(wěn)指著不遠(yuǎn)處呈人字形排列若隱若現(xiàn)的風(fēng)電機(jī)組告訴記者，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)量88MW，分為兩期建設(shè)。其中一期項(xiàng)目安裝25臺(tái)中國(guó)中車WT110-2000型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，于2015年6月7日全部并網(wǎng)發(fā)電。二期項(xiàng)目安裝19臺(tái)中國(guó)中車WT110-2000型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，于2016年2月1日19臺(tái)全部并網(wǎng)發(fā)電。

 

　　據(jù)了解，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)功率等級(jí)接近 2 級(jí)，年平均風(fēng)速為5.18米/秒。雖然風(fēng)資源不占優(yōu)勢(shì)，但通過(guò)科學(xué)的風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)的微觀選址、合理的機(jī)組選型、精細(xì)的后期運(yùn)維，2016年滿發(fā)小時(shí)數(shù)仍達(dá)到2080小時(shí)，在南方低風(fēng)速地區(qū)處于上佳水平。

 

　　“風(fēng)速和風(fēng)能頻率均主要集中在低風(fēng)速段，屬典型的低風(fēng)速型風(fēng)電場(chǎng)。因此，要充分利用風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源，提高發(fā)電效益，就必須選擇發(fā)電效率高的大葉輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。”王穩(wěn)說(shuō)。

 

　　中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)新能源開(kāi)發(fā)公司相關(guān)人士表示，WT110-2000機(jī)型葉輪直徑110米，在2012年簽合同時(shí)是非常理想和先進(jìn)的低風(fēng)速機(jī)型。另外，整機(jī)供應(yīng)商就在株洲本地，在后續(xù)服務(wù)方面也更加便利。“對(duì)于風(fēng)電開(kāi)發(fā)業(yè)主而言，選擇一個(gè)合適的整機(jī)商伙伴，就意味著獲得了可靠的機(jī)組質(zhì)量保證和服務(wù)保證。”該人士稱。

 

　　鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)地處低風(fēng)速區(qū)域，且年平均風(fēng)速相對(duì)較低，尤其二期風(fēng)速比一期嚴(yán)重偏低。針對(duì)此狀況，業(yè)主方與整機(jī)廠技術(shù)人員及時(shí)就優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式、提升機(jī)組送出能力、增加機(jī)組運(yùn)行時(shí)間等方面進(jìn)行深入交流探討。“通過(guò)雙方的共同努力，對(duì)風(fēng)速測(cè)量、主控策略、機(jī)組超發(fā)等多方面進(jìn)行了修正優(yōu)化，提高了機(jī)組對(duì)風(fēng)況響應(yīng)的準(zhǔn)確性。對(duì)機(jī)組偏航系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步減少了風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)時(shí)間，增加了風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間，提高了風(fēng)機(jī)整體運(yùn)行效率。”王穩(wěn)說(shuō)。

 

　　好風(fēng)場(chǎng)是設(shè)計(jì)出來(lái)的

 

　　在王穩(wěn)看來(lái)，風(fēng)電場(chǎng)的效益好不好，前期選址、設(shè)計(jì)是前提和保證。特別是在山地風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)資源地區(qū)的特異性非常大，更應(yīng)對(duì)微觀選址和機(jī)型的選擇高度重視。

 

　　“微觀選址的好壞是影響風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一個(gè)重要因素。為了做好微觀選址，我們充分發(fā)揮設(shè)計(jì)院、主機(jī)廠家以及第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)的積極性。”王穩(wěn)說(shuō)。

 

　　據(jù)該項(xiàng)目整機(jī)提供商中車風(fēng)電相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，微觀風(fēng)資源多樣性也對(duì)機(jī)組控制策略的定制化設(shè)計(jì)及風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行模式創(chuàng)新提出了全新的需求，當(dāng)采用單一機(jī)型適配整個(gè)復(fù)雜地形場(chǎng)址時(shí)，多數(shù)點(diǎn)位的機(jī)組將存在富余且非必要的設(shè)計(jì)裕量，需要一套有效且系統(tǒng)化的解決方案將其轉(zhuǎn)化為電量收益。因此，在設(shè)計(jì)之初，就根據(jù)鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源特點(diǎn)，結(jié)合特定地形或風(fēng)場(chǎng)微觀風(fēng)資源特征，形成了滿足整機(jī)載荷、部件載荷、電氣系統(tǒng)、熱系統(tǒng)等多重約束的、廣泛適用于機(jī)組的發(fā)電量提升成套解決方案。

 

　　有業(yè)內(nèi)人士告訴記者，風(fēng)電場(chǎng)在布置風(fēng)電機(jī)組時(shí)，關(guān)鍵是尋找投資和資源開(kāi)發(fā)利用量的結(jié)合點(diǎn)，同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際的地形和地域情況，因地制宜地進(jìn)行優(yōu)化布置。對(duì)于場(chǎng)址地勢(shì)較平坦的風(fēng)電場(chǎng)，其風(fēng)資源分布在場(chǎng)址的不同區(qū)域差別不大，可采用風(fēng)電機(jī)組間固定的行距和列距均勻布置，人工布置即可滿足設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于山地風(fēng)電場(chǎng)，憑經(jīng)驗(yàn)采用人工布置風(fēng)電機(jī)組，很難將機(jī)組布置到風(fēng)資源條件好而機(jī)組間尾流影響又較小的區(qū)域，因而也很難保證整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量最優(yōu)。

 

　　據(jù)王穩(wěn)介紹，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組布置按照風(fēng)機(jī)間距滿足發(fā)電量最大，機(jī)組相互間尾流影響最小為原則，充分利用風(fēng)電場(chǎng)的土地和地形，考慮風(fēng)電場(chǎng)的送變電方案、運(yùn)輸和安裝條件，力求電力電纜長(zhǎng)度較短，運(yùn)輸和安裝方便。在整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量最大和節(jié)省工程投資之間找到最佳的平衡點(diǎn)。

 

　　“選擇風(fēng)機(jī)輪轂高度也是設(shè)計(jì)風(fēng)場(chǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。需要考慮不同高度風(fēng)資源狀況以及塔筒價(jià)格、運(yùn)輸和安裝費(fèi)用、基礎(chǔ)造價(jià)、工程難度等因素，分析并比較增加輪轂高度獲得的發(fā)電量和增加建設(shè)成本之間的關(guān)系，從而選擇經(jīng)濟(jì)合理的輪轂高度。通過(guò)多方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)最終確定了80米的輪轂高度。”王穩(wěn)說(shuō)。

 

　　精細(xì)化運(yùn)維創(chuàng)效益

 

　　據(jù)中車風(fēng)電相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，為了保證鳳凰山風(fēng)機(jī)的高效運(yùn)行，風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人選很重要，為此，中車風(fēng)電委派技術(shù)過(guò)硬的“中車勞模”易大富擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理。同時(shí)，安排專業(yè)技術(shù)支持工程師到風(fēng)場(chǎng)輪崗，隨時(shí)準(zhǔn)備為風(fēng)機(jī)運(yùn)維提供高效的技術(shù)支持。

 

　　易大富告訴記者：“合理進(jìn)行設(shè)備選型和科學(xué)的風(fēng)場(chǎng)布局是前提，而要保證設(shè)備真正能創(chuàng)出好效益，需要針對(duì)每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)的不同問(wèn)題，進(jìn)行精細(xì)化針對(duì)性運(yùn)維和管理。”

 

　　“針對(duì)微觀風(fēng)資源差異，通過(guò)WindProfitTM先進(jìn)控制解決方案，部署并定制低風(fēng)速智能切入、自學(xué)習(xí)最優(yōu)TSR跟蹤、槳距控制最優(yōu)軌跡規(guī)劃、基于綜合誤差補(bǔ)償?shù)母呔绕娇刂啤⒏唢L(fēng)速柔性切出等專項(xiàng)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)WT110-2000風(fēng)機(jī)與鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)各機(jī)位微觀風(fēng)資源特征的最優(yōu)匹配。”易大富表示。

 

　　王穩(wěn)告訴記者，由于機(jī)組在5年質(zhì)保期內(nèi)，主要由整機(jī)提供商中國(guó)中車株洲所代為運(yùn)維。業(yè)主方技術(shù)人員在和整機(jī)商技術(shù)人員的合作中，不斷學(xué)習(xí)并積累經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)維期間，風(fēng)場(chǎng)SCADA數(shù)據(jù)云中心，每月固定向中車風(fēng)電本部傳送風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，后臺(tái)數(shù)據(jù)由智能控制團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析， 包括常規(guī)數(shù)據(jù)EDA、可視化等。通過(guò)大量的后臺(tái)數(shù)據(jù)智能診斷，及早發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)潛在缺陷，組織糾正預(yù)防。

 

　　據(jù)了解，湖南地區(qū)冬季冰凍災(zāi)害嚴(yán)重，2016年1-3月份出現(xiàn)連續(xù)冰凍天氣，11月份再次出現(xiàn)冰凍天氣，造成風(fēng)機(jī)因葉片覆冰停運(yùn)，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)累計(jì)損失電量達(dá)600萬(wàn)千瓦時(shí)。

 

　　易大富告訴記者，針對(duì)此情況，中車株洲所為鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)制定了《風(fēng)機(jī)葉片覆冰應(yīng)急預(yù)案》，指導(dǎo)運(yùn)行人員通過(guò)人為監(jiān)控，加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)盤(pán)，科學(xué)有序地應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片覆冰運(yùn)行情況，避免風(fēng)機(jī)在自動(dòng)運(yùn)行中因覆冰加重直至風(fēng)機(jī)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，同時(shí)，在確保安全運(yùn)行的前提下多發(fā)電。

 

　　“保證安全是前提，為了追求多一點(diǎn)發(fā)電量損失了葉片是得不償失。在葉片除冰方面主要是兩個(gè)技術(shù)方案，一個(gè)是氣動(dòng)加熱除冰，另一個(gè)是電加熱除冰。但是由于增加葉片除冰功能也會(huì)導(dǎo)致成本增加，因此不是葉片的標(biāo)配，而且根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際需要來(lái)決定。”易大富表示。

 

　　王穩(wěn)表示，南方山區(qū)雷雨天氣頻繁，尤其風(fēng)電場(chǎng)處于雷雨多發(fā)地帶，給設(shè)備帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患，損失較為嚴(yán)重，風(fēng)電場(chǎng)為應(yīng)對(duì)雷擊危害，多次與風(fēng)機(jī)及箱變廠家進(jìn)行溝通交流，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備防雷性能。風(fēng)機(jī)廠家已完成對(duì)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;一期箱變廠家已完成對(duì)箱變低壓側(cè)浪涌回路整改。經(jīng)過(guò)優(yōu)化整改后，目前設(shè)備運(yùn)行良好，防雷成效顯著。

 

　　在王穩(wěn)看來(lái)，2016年風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)遇到的一個(gè)新問(wèn)題是限電。2016年4月，湖南地區(qū)開(kāi)始對(duì)風(fēng)電進(jìn)行限電，一直持續(xù)到7月，這也是湖南首次對(duì)風(fēng)電進(jìn)行限電。主要原因是4-7月是湖南汛期，既是水電大發(fā)期，又是風(fēng)電大發(fā)期。初步估算，2016年鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)累計(jì)限電損失電量552萬(wàn)千瓦時(shí)。王穩(wěn)預(yù)測(cè)，今后湖南地區(qū)對(duì)風(fēng)電進(jìn)行限電或?qū)⒊蔀槌B(tài)。

 

　　“從限電現(xiàn)象出現(xiàn)開(kāi)始，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)以效益優(yōu)先、度電必爭(zhēng)為宗旨，制定了限電期間運(yùn)行注意事項(xiàng)，第一時(shí)間掌握限電趨勢(shì)及調(diào)整動(dòng)態(tài)，再結(jié)合風(fēng)功率預(yù)測(cè)，加強(qiáng)監(jiān)盤(pán)，將限電損失降低到最小。”王穩(wěn)向記者表示。

 

　　來(lái)源：中國(guó)能源報(bào) 文丨張子瑞

圖片來(lái)源：找項(xiàng)目網(wǎng)