貴州歷來以惡劣的氣候條件和崎嶇的地形著稱，一度被認(rèn)為是一個無“風(fēng)”的省份。然而，正是這個無“風(fēng)”省份，僅用6年時間，就創(chuàng)造了中國高原風(fēng)電的“貴州速度”。截至今年5月，該省已建成風(fēng)電場66個，裝機(jī)327.8萬千瓦。而根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)劃，貴州省力爭到2020年實(shí)現(xiàn)風(fēng)電裝機(jī)600萬千瓦。“貴州速度”無疑為“十三五”時期日漸成為開發(fā)重心的中東部和南部地區(qū)提供了一個參照、一種范本。日前，記者隨《風(fēng)能》雜志尋找“最美風(fēng)電場”采訪組走進(jìn)中國電建貴陽院織金三塘風(fēng)電場，探尋貴州高原風(fēng)電成長的秘密。
位于2000多米高山之上的中國電建貴陽院織金三塘風(fēng)電場。
利用小時數(shù)緣何全省第一
“地?zé)o三尺平，天無三日晴”是對貴州地形和天氣的最生動概括。這次“尋美”之旅，我們親身體驗(yàn)了這句俗語的含義。
從貴州省織金縣縣城出發(fā)，歷時近兩個小時顛簸起伏的車程，終于來到位于三塘鎮(zhèn)的中國電建貴陽院織金三塘風(fēng)電場。已接近上午十時，近在眼前的風(fēng)機(jī)仍在高山的云霧中若隱若現(xiàn)。
“三塘風(fēng)電場采用24臺明陽2兆瓦機(jī)組，設(shè)計年發(fā)電量9895萬千瓦時，去年實(shí)際發(fā)電量是1.1539億千瓦時，等效利用小時數(shù)2404小時，居貴州省第一?！敝袊娊ㄙF陽院織金三塘風(fēng)電場場長劉艷恒熱情接待了我們的來訪，并向我們介紹風(fēng)場的基本情況。
劉艷恒表示，除了客觀的風(fēng)資源條件外，業(yè)主和整機(jī)商通力合作，針對風(fēng)場運(yùn)行狀況不斷進(jìn)行優(yōu)化，是保證其高利用率和高發(fā)電量的重要原因。
三塘風(fēng)電場廠址區(qū)高程在2000米-2250米之間，從風(fēng)場設(shè)計之初，就需要應(yīng)對高海拔、凍雨、雷電、日照強(qiáng)等難題。相對于北方風(fēng)電場來說，南方風(fēng)電場多處于山區(qū)、丘陵或高原地帶，建設(shè)條件差，投資成本高，并且風(fēng)速普遍偏低，但也有其獨(dú)特優(yōu)勢：基本不存在限電，且電價較高。
據(jù)統(tǒng)計，三塘風(fēng)電場去年標(biāo)空下年平均風(fēng)速為5.97米/秒，今年前七個月標(biāo)空下平均風(fēng)速為6.43米/秒?！霸诘惋L(fēng)速情況下，出現(xiàn)滿發(fā)的時間非常少，一年甚至連10%的時間都不到?！眲⑵G恒說。
在這樣的條件下，機(jī)組的利用小時數(shù)和實(shí)際發(fā)電量遠(yuǎn)超預(yù)期實(shí)屬不易。在劉艷恒看來，這得益于機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低、并且運(yùn)維給力。
“針對當(dāng)?shù)氐牡匦魏蜌夂蛱攸c(diǎn)，我們進(jìn)行了一些專門的設(shè)計。首先，高海拔地區(qū)空氣比較稀薄，空氣密度小，空氣密度會影響電氣的絕緣性，我們設(shè)計的冗余，特別是電氣冗余會大一些。其次，空氣密度小會影響機(jī)組的散熱性能，為此加強(qiáng)了散熱的設(shè)計。再次，針對貴州的潮濕天氣，在冬季會有凍雨的風(fēng)險，特別對機(jī)組進(jìn)行了防凝凍的設(shè)計，同時在電器柜里裝一些工業(yè)空調(diào)，使得電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不會形成凝露。此外，高海拔地區(qū)對防雷等級也有更高的要求?！闭麢C(jī)提供商、明陽風(fēng)電相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人告訴記者，“為了更好的捕捉8米風(fēng)速以下的風(fēng)能，明陽在控制策略和可靠性上進(jìn)行了深入的研究，提升整個風(fēng)電場的可利用率和發(fā)電量，保證投資回報率。作為整機(jī)商，不僅僅是賣設(shè)備，更要針對特定環(huán)境條件，提供整體的有競爭力解決方案。
基于運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)防運(yùn)維備件共享
目前，三塘風(fēng)電場共有中國電建貴陽院運(yùn)維人員13人，此外，還有整機(jī)商明陽方面的4位駐場運(yùn)維服務(wù)人員。
劉艷恒介紹說，不論是作為業(yè)主，還是作為設(shè)備提供商，大家的目標(biāo)是一致的，就是讓風(fēng)機(jī)健康穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過與風(fēng)機(jī)廠家密切配合，共同協(xié)作，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)組存在的問題，并找到解決辦法，使得三塘風(fēng)電場機(jī)組可利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于年平均可利用率的考核指標(biāo)。
30多歲的劉艷恒當(dāng)過變電站站長，也涉足過絕大多數(shù)的電力工程，已是一名運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)豐富的“老司機(jī)”。在他看來，通過關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)分析挖掘，進(jìn)行基于狀態(tài)預(yù)防性運(yùn)維，日常維護(hù)就輕松很多，機(jī)組的可利用率就有保證。
“我們努力完全實(shí)現(xiàn)預(yù)防性運(yùn)維，同時結(jié)合平時的巡檢，會發(fā)現(xiàn)一些尚未發(fā)展成事故的苗頭，把問題消滅在萌芽狀態(tài)。”劉艷恒說。
劉艷恒告訴記者，就三塘風(fēng)電場機(jī)組的功率曲線表現(xiàn)而言，其優(yōu)勢體現(xiàn)在高風(fēng)速時段，10米風(fēng)速以上的效率比較高。
整機(jī)商駐場運(yùn)維負(fù)責(zé)人、云南明陽風(fēng)電技術(shù)有限公司項目經(jīng)理冉希勇表示，針對6-8米低風(fēng)速效率的問題，控制策略也在進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。據(jù)介紹，明陽已經(jīng)研發(fā)第四代控制策略MBC，也就是基于模型的控制。從而實(shí)現(xiàn)每臺風(fēng)機(jī)都會根據(jù)它周邊的位置感知風(fēng)速、風(fēng)向、湍流，然后根據(jù)風(fēng)的情況來調(diào)整其控制策略，從而提升低風(fēng)速時段的風(fēng)能利用效率。
“我們實(shí)際運(yùn)維過程中，遇到的最突出問題是結(jié)冰。一般從12月要持續(xù)到次年的3月。希望聯(lián)合整機(jī)商，在這方面進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化?！眲⑵G恒表示。
“針對結(jié)冰問題，我們研發(fā)了葉片防凍除冰技術(shù)，首先通過定制化的傳感系統(tǒng)進(jìn)行初步判斷，同時結(jié)合機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)判斷葉片是否有因凍雨結(jié)冰或有積雪，一旦確認(rèn)，立即通過物理方法加熱葉片，能在短時間內(nèi)將積雪或覆冰融化掉。運(yùn)行過程中確保葉片始終保持一個合適的溫度，即使有凍雨或雪，也沒有結(jié)冰的環(huán)境，此項技術(shù)已經(jīng)研發(fā)完成，目前正在貴州另外一個風(fēng)場試運(yùn)行?！泵麝栂嚓P(guān)技術(shù)人員告訴記者。
劉艷恒表示，日常運(yùn)維支出主要是購買備品備件。隨著貴陽院所屬風(fēng)電場越來越多，準(zhǔn)備建一個區(qū)域性統(tǒng)一的備品備件庫，哪個風(fēng)電場需要，就可以到備件庫里去取。今后，還打算與大唐、華能、中廣核等主流風(fēng)電開發(fā)商共享備件庫，且備件的數(shù)量和種類充分利用機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)提前準(zhǔn)備，有效降低備品備件的資金占有量，從而提高資金利用率。
據(jù)介紹，三塘風(fēng)電場機(jī)組質(zhì)保期是四年。按照中國電建貴陽院的整體部署，今后貴陽院所屬的風(fēng)電場都將實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)維。“貴陽院計劃在‘十三五’末實(shí)現(xiàn)風(fēng)電裝機(jī)100萬千瓦?，F(xiàn)階段，正投入大量的的資金進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，為今后的自主運(yùn)維做準(zhǔn)備?！眲⑵G恒說。
大數(shù)據(jù)或顛覆現(xiàn)有運(yùn)維模式
對于風(fēng)電場而言，提升發(fā)電量已經(jīng)進(jìn)入到精細(xì)化階段，必須去摳每一個細(xì)節(jié)。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，通過精細(xì)化的提升，大多數(shù)風(fēng)電場約有10%的發(fā)電量提升空間。而技術(shù)手段則包括優(yōu)化功率曲線、智能解纜等多個方面。
隨著大數(shù)據(jù)、云計算的應(yīng)用和能源互聯(lián)網(wǎng)的普及，未來風(fēng)機(jī)會越來越智能化，風(fēng)機(jī)維護(hù)會越來越簡單?！翱赡苤恍枰獡Q換油，換換濾芯，不需要去做很專業(yè)的工作。就像不會照相的人也能自如操作傻瓜相機(jī)一樣簡單。”冉希勇認(rèn)為。
劉艷恒說，順應(yīng)行業(yè)發(fā)展的趨勢，貴陽院還將籌備成立集控中心和檢修中心，通過這種方式，現(xiàn)場的運(yùn)維人員可以減少一半。以后，一個風(fēng)場最多只需要三四個運(yùn)維人員。
“明陽在中山建設(shè)大數(shù)據(jù)中心，目前已經(jīng)接進(jìn)來大約60個風(fēng)電場，這有助于實(shí)現(xiàn)真正基于狀態(tài)的維護(hù)。建立每臺機(jī)組的健康檔案，通過對每臺風(fēng)機(jī)、每個關(guān)鍵零部件的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，比如溫度、振動、油壓、電氣參數(shù)等信息的實(shí)時監(jiān)控，可以得到每臺機(jī)組的詳細(xì)運(yùn)行信息，專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊通過對運(yùn)行信息的深入分析和數(shù)據(jù)挖掘，對機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行異常預(yù)警，能預(yù)判未來一段時間內(nèi)可能會出現(xiàn)何種問題，從而實(shí)現(xiàn)基于運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)防性的維護(hù)，把風(fēng)機(jī)可利用率和發(fā)電量提升上來。”明陽相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人告訴記者。
