在距離河南省蘭考縣西北方向7km之處,有個名為焦桐的地方。上世紀(jì)60年代,焦裕祿帶著一群懷揣綠色夢想的人們,栽下一棵棵“焦桐”,它們在中原大地茁壯成長、根深葉茂,為這片不毛之地穿上了綠色的新裝。
如今,一群來自新疆的風(fēng)電人,用風(fēng)能這種清潔能源,為“焦裕祿精神”的發(fā)源地帶來新的蓬勃綠色生機(jī)。
發(fā)電量成績優(yōu)異
小編提到的風(fēng)電項目正是由新疆金風(fēng)科技股份有限公司(下稱“金風(fēng)科技”)全資子公司北京天潤新能投資有限公司(下稱“天潤新能”)開發(fā)建設(shè)運(yùn)營的蘭考焦桐分散式風(fēng)電場項目(下稱“蘭考焦桐項目”),該項目共安裝3臺GW121-2.0MW機(jī)組,項目裝機(jī)規(guī)模6MW。
2019年,蘭考焦桐項目全年發(fā)電量超過1500萬千瓦時,年等效小時數(shù)達(dá)到2611小時,相當(dāng)于再造8762m3森林,減排二氧化碳超過1.6萬噸。
如此優(yōu)異的發(fā)電能力同樣得益于金風(fēng)機(jī)組的高可靠性,全場三臺機(jī)組年平均可利用率高達(dá)99.98%,MTBF為5837小時,均達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。
標(biāo)桿案例的背后,是金風(fēng)科技深耕風(fēng)電領(lǐng)域超過20年的技術(shù)積累和經(jīng)驗總結(jié)。關(guān)于分散式風(fēng)電整體解決方案,金風(fēng)科技從“風(fēng)-機(jī)-場-網(wǎng)-環(huán)”五個角度提出了“精益建維,環(huán)網(wǎng)友好”的理念。而這一理念,在蘭考焦桐項目中,也得到了充分體現(xiàn)。
數(shù)字化工具保障風(fēng)能利用最大化
“出身決定命運(yùn)。”風(fēng)電場后期發(fā)電表現(xiàn)如何,很大程度上是由前期能否精準(zhǔn)評估風(fēng)場風(fēng)資源狀況決定。當(dāng)前,分散式項目前期開發(fā)階段基本沒有測風(fēng)塔,僅靠中尺度的氣象數(shù)據(jù)則存在精度不足的問題。并且在分散式項目中,機(jī)型選擇、機(jī)組排布和道路施工能否實現(xiàn)最優(yōu)?后期實際運(yùn)行中如何保證發(fā)電量?這是每個業(yè)主關(guān)心的痛點(diǎn)。這些問題在蘭考焦桐項目里,借助一系列數(shù)字化工具,得到了具體解決。
為了保證風(fēng)電場的投資收益和發(fā)電量指標(biāo),蘭考焦桐項目使用無人機(jī)選址及激光雷達(dá)測風(fēng)技術(shù)進(jìn)行風(fēng)電場微觀選址。同時,利用項目區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)、勘測數(shù)據(jù)、測繪數(shù)據(jù),綜合各種建設(shè)條件,進(jìn)行發(fā)電計算及經(jīng)濟(jì)性比選,通過精確和縝密的科學(xué)計算確定使用機(jī)型、排布方案及道路線路施工方案,最大化,盡量采用已有道路,將風(fēng)機(jī)箱變內(nèi)置于塔筒內(nèi),減少征地及低壓側(cè)電纜費(fèi)用,更充分利用土地資源,避免跨越耕地紅線。
為進(jìn)一步提升項目運(yùn)行后的發(fā)電表現(xiàn),在采用低風(fēng)速機(jī)組GW121-2.0MW的同時,蘭考焦桐項目還采用了金風(fēng)科技自主研發(fā)的能巢V2.0場群控制系統(tǒng),實現(xiàn)自動校正對風(fēng)偏差,充分提升風(fēng)能利用率。目前,該機(jī)型在濮陽清豐、德州夏津等低風(fēng)速大切變平原風(fēng)電場已有多處成功應(yīng)用案例??梢哉f,該機(jī)型可完美匹配河南區(qū)域風(fēng)資源特點(diǎn)。
塔架定制化設(shè)計
眾所周時,風(fēng)切變是在進(jìn)行風(fēng)電項目開發(fā)時必須充分考慮的因素,不同的風(fēng)切變系數(shù)需要匹配不同高度的塔架,金風(fēng)科技目前已經(jīng)為所有陸上機(jī)型開發(fā)了從90m至140m不同高度的塔架方案。
蘭考焦桐項目使用的3臺分散式風(fēng)機(jī)——GW121-2.0MW機(jī)組,為在保證機(jī)組安全的前提下充分利用河南區(qū)域的高層風(fēng)資源而采用鋼混塔架設(shè)計,塔架高度140米,其中混凝土段55米,鋼塔段85米。相比于全鋼塔架,鋼混塔架阻尼系數(shù)大,機(jī)頭振幅小,葉輪迎風(fēng)的入流角穩(wěn)定,發(fā)電量更穩(wěn)定可靠。實測數(shù)據(jù)顯示,在相同塔架高度、相同機(jī)型及平均風(fēng)速下,鋼混塔架發(fā)電量可比全鋼塔架發(fā)電量提高2.72%。
鋼混塔架方案鑒于其靈活的運(yùn)輸設(shè)計(混凝土塔筒可分片,運(yùn)輸不受限,降低道路建設(shè)運(yùn)輸成本)、防火、防水、防腐性能優(yōu)、發(fā)電量可靠等多項優(yōu)勢,在河北、山東、河南、安徽、江蘇等中東部低風(fēng)速高切變區(qū)域大顯身手。
并網(wǎng)友好+環(huán)境友好
一直以來,分散式風(fēng)電在電網(wǎng)接入方面都面臨很大挑戰(zhàn)。從2009年到2018年,電網(wǎng)對集中式和分散式風(fēng)電項目不斷提出新的要求,從最初的低電壓穿越,到電網(wǎng)適應(yīng)性、電能質(zhì)量報告,再到高電壓穿越、一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等。并網(wǎng)技術(shù)要求“水漲船高”。而金風(fēng)科技的機(jī)組在分散式并網(wǎng)能力方面,通過充分發(fā)揮全功率變流技術(shù)路線在并網(wǎng)能力方面的天然優(yōu)勢,為實現(xiàn)機(jī)組并網(wǎng)友好打下了堅實的基礎(chǔ)。
為了減少對當(dāng)?shù)剞r(nóng)網(wǎng)的電壓影響,在設(shè)計之初,蘭考焦桐項目對比2種外送方案:第一,直接接入當(dāng)?shù)剞r(nóng)網(wǎng);第二,直接接入當(dāng)?shù)貙?cè)變電站。經(jīng)詳細(xì)評估后,最終采用直接接入對側(cè)變電站的外送方式。
同時,為了保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行,機(jī)組設(shè)計加入高低電壓穿越功能和防孤島功能。還可針對分散式項目在恒電壓模式下運(yùn)行,可有效防止電網(wǎng)電壓過低時機(jī)組無法啟動的情況發(fā)生。
在機(jī)組噪聲控制方面,金風(fēng)科技加強(qiáng)葉片的出場檢查質(zhì)量,在保證葉片光滑度的同時,采用噪聲控制運(yùn)行模式,在不損失發(fā)電量的情況下,噪聲水平下降2~5分貝。
運(yùn)維管控智能化
按照《國家能源局關(guān)于分散式接入風(fēng)電開發(fā)的通知》和《分散式接入風(fēng)電項目開發(fā)建設(shè)指導(dǎo)意見》,管控智能化已成為分散式風(fēng)電發(fā)展的重要趨勢。
實現(xiàn)管控智能化,在風(fēng)機(jī)運(yùn)維模式和變電運(yùn)維模式上金風(fēng)科技都進(jìn)行了創(chuàng)新。一方面,在風(fēng)機(jī)運(yùn)維模式上,實現(xiàn)了非計劃工作轉(zhuǎn)計劃工作;另一方面,在變電運(yùn)維模式上,通過集控+EAM+智慧運(yùn)營平臺的形式,實現(xiàn)無人值守。
目前,蘭考焦桐項目實現(xiàn)了無人值守期間機(jī)組無故障運(yùn)行,這得益于金風(fēng)科技龐大靈活的運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)體系。
面對風(fēng)機(jī)長達(dá)20年的全生命周期,金風(fēng)科技在運(yùn)維方面提出共享服務(wù)中心理念,目前已建成全國9大服務(wù)片區(qū),6個新能源共享服務(wù)中心,打造2小時服務(wù)圈。形成“點(diǎn)、線、面”服務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋三級備件庫體系,90%常用備件24小時到貨。零部件維修中心輻射區(qū)域內(nèi)維修人員24小時到達(dá)現(xiàn)場,替換備件72小時運(yùn)抵現(xiàn)場。
以河南為例,目前河南省內(nèi)已配置4個三級備件庫,在鄭州擬建二級庫,備件覆蓋率80%,到場時間3小時。通過共享理念,可將分散式風(fēng)場的并網(wǎng)、監(jiān)控、運(yùn)維的綜合成本降低50%。
目前,豫北區(qū)域有鄭州集控中心及多個運(yùn)行維護(hù)服務(wù)點(diǎn),可支撐該項目在無人值守的情況下實現(xiàn)最快速度響應(yīng)。當(dāng)下,蘭考焦桐項目故障處理方案采用集控+區(qū)域運(yùn)維的模式,定檢工作采用區(qū)域管理模式進(jìn)行,大大降低項目運(yùn)維成本。
正如金風(fēng)科技董事長武鋼一直所倡導(dǎo)的,“風(fēng)電是一場長跑?!睉{借在風(fēng)電領(lǐng)域超過20年的深耕細(xì)作,金風(fēng)科技始終堅持把握更前端的技術(shù)趨勢,提高產(chǎn)品性能,力求覆蓋更廣泛多元的使用場景。未來,金風(fēng)科技將以繼續(xù)秉持可持續(xù)發(fā)展和不斷創(chuàng)新的理念,“為人類奉獻(xiàn)碧水藍(lán)天,給未來留下更多資源”。