導語：河北省圍場縣某750kW機組風電場，自樣機技改完成一年后，技改機組的年等效利用小時數(shù)較歷史同期提升95%，每年可為風電場增加70萬元的凈利潤。
該項目中應用的750T深度技改解決方案，為750kW機組風電場的存量資產(chǎn)增值提供了最佳實施路徑。
位于河北省承德市最北端的圍場縣，是我國風能資源最為豐富的地區(qū)之一，某清潔能源領(lǐng)軍企業(yè)投資建設的750kW機組風電場（下稱“該風電場”）即坐落于此。
2008年，該風電場一期項目裝備的數(shù)臺金風GW750機組全容量并網(wǎng)，至今已平穩(wěn)運行近13年，持續(xù)向華北電網(wǎng)輸送著清潔高效的綠色能源。
該風電場負責人表示：“和國內(nèi)大多數(shù)在2010年之前投運的風電場類似，這里的風資源優(yōu)勢得天獨厚，上網(wǎng)電價是0.54元/kWh，可以說是享有著‘政策紅利’?！?/p>
然而，隨著風機技術(shù)進步以及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，新機型的風能利用效率穩(wěn)步提升。相比之下，投運13年的老舊風場就顯得相對“落伍”，以當前主流技術(shù)對存量機組進行系統(tǒng)性改造，挖潛技術(shù)進步紅利，助力存量資產(chǎn)提質(zhì)增效，大有可為。
改與不改，進退兩難
據(jù)了解，目前老舊風場的置換升級，“以大代小”是業(yè)主普遍選擇的解決方案之一。但有業(yè)內(nèi)專家指出，老舊風場在置換機組上需直面“政策”和“財務”兩方面的風險。老舊機組技改需從地方電網(wǎng)消納能力、電力市場化程度、地方環(huán)評水保政策、土地的綜合利用、拆除設備的循環(huán)利用、碳排放和交易等多維度評估經(jīng)濟性和社會效益，繼而定制解決方案。
風電場面臨著兩難的選擇：如果不做機組置換，隨著服役時間的增長，設備老化、零部件故障等一系列影響機組可利用率和運營效益的問題會日益突出；如果實施增容更新，首先要參照新建風電項目實施核準管理，其次，在增容的實施中，征地、環(huán)評等審批流程復雜、漫長。而舊機組剩余價值未有效發(fā)揮和新機組制造帶來的增量碳排放，也是資源浪費，這也是有擔當?shù)那鍧嵞茉窗l(fā)電企業(yè)在業(yè)務決策時需要重點考量的問題。
換型改造，提檔升級
平價上網(wǎng)時代，如何以最少的投入成本，借助現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)風資源和電價優(yōu)勢獲取更高收益，是早期投運的兆瓦級以下機組風電場業(yè)主的核心訴求。
對此，北京金風慧能技術(shù)有限公司（下稱“金風慧能”）早在2018年就組織了20余人的研發(fā)團隊，對750kW老舊機組進行提質(zhì)增效攻關(guān)。依托金風科技1.5MW直驅(qū)機組產(chǎn)品平臺，開發(fā)出“750T深度技改解決方案”（下稱“750T方案”）。
750T方案的核心是利用原機位點，將定槳失速型風機升級為變槳變速型風機，更換葉輪，使葉片直徑增至77米，掃風面積增大137%，從而大幅度提升低風速段的發(fā)電功率和風能轉(zhuǎn)換效率。
金風慧能風機優(yōu)化產(chǎn)品線總監(jiān)岳健表示：“750T方案可在不改變單機容量的前提下，保留原基礎、大部分塔筒和機艙，有效提升發(fā)電量和機組安全性，實現(xiàn)友好并網(wǎng)，是適合該風電場的最佳解決方案?！?/p>
他進一步表示：“事實上，750T方案還可以幫助提高老舊風場全面梯次技改的經(jīng)濟性。該方案更換的直徑77米葉片可以采用臨近風電場GW77-1.5MW機組的葉片，而GW77-1.5MW機組葉片可替換為直徑87米葉片，從而大幅提高兩個風電場的總收益，而技改總投入降到最低。隨著我國存量風電項目逐年增加，梯次技改市場前景可期?！?/p>
科學部署，高效實施
老舊機組，早改早受益。
金風慧能在對該風電場全場數(shù)十臺機組的歷史運行數(shù)據(jù)，以及各個機位點的風速進行對比分析后，基于為項目業(yè)主解決燃眉之急、提升電場安全性和將技改效果最大化這幾點考慮，雙方共同敲定：選定其中一臺故障頻次最高且實測風速最低的機組作為技改機組。
該方案既能解決業(yè)主的現(xiàn)實需求，又能與現(xiàn)場風資源條件充分結(jié)合，發(fā)揮750T方案“提升全風速段、特別是低風速段發(fā)電功率”的核心優(yōu)勢。
技改的實施周期每縮短一天，就能為風電場多創(chuàng)造一天的發(fā)電收入。
“750T方案已經(jīng)應用在國內(nèi)很多項目中，積累了豐富的實施經(jīng)驗。為了給項目業(yè)主減少停機損失，我們在確保施工安全和質(zhì)量的前提下，采用科學的施工部署與合理的人員、物料安排，將技改的作業(yè)周期從10天壓縮到了7天”， 岳健在回顧此次技改項目時特別強調(diào)，“每次技改項目的實施，都是一場與時間的賽跑?！?/p>
該風電場負責人也由衷地贊嘆：“從主吊進場到并網(wǎng)運行，只用了7天時間，這個效率確實超出我們的預計。比原計劃提前3天并網(wǎng)，僅這一項就帶來近萬元的發(fā)電收入，技改節(jié)省的工期，對我們來說就是真金白銀?！?/p>
技改效果，立竿見影
各項數(shù)據(jù)和測試結(jié)果表明，750T方案的科學性和有效性在樣機改造中得到了充分印證。
該風電場負責人表示，技改機組在風資源利用率、發(fā)電量收入和并網(wǎng)性能方面都有顯著的提升。尤其是在發(fā)電量和收益提升層面，與原機組歷史發(fā)電數(shù)據(jù)對比顯示，技改機組的年等效利用小時數(shù)提升95%，每年可增加70萬元的凈利潤。
技改機組為何能展現(xiàn)出這樣的成效？
首先，在發(fā)電量提升層面，由于變槳變速技術(shù)和最優(yōu)控制策略的助力，機組在全風速段、特別是低風速段的發(fā)電功率和風能轉(zhuǎn)換效率得到顯著提升。
對比技改前、后的功率曲線，可以發(fā)現(xiàn)：在額定風速以下時，機組變速運行，實現(xiàn)了最佳的連續(xù)路徑控制；在額定風速以上時，機組采用變槳運行，基本維持滿發(fā)功率。
在風能利用率方面，除了掃風面積增大之外，在偏航自校正技術(shù)的作用下，風輪能夠準確偏航對風，提升了機組捕獲風能的能力。
而新增的變流器，使機組具備了“一次調(diào)頻”“高穿”等功能，實現(xiàn)友好并網(wǎng)；振動控制技術(shù)的應用，抑制了機組的振動水平，提升了機組的穩(wěn)定性和耐久性。
同類風場，廣泛適用
更重要的是，750T方案不僅適用于這一家風電場，對于國內(nèi)的750kW、780kW、850kW機組老舊風場同樣適用，是最兼具經(jīng)濟性和環(huán)境性考量的解決方案。
750T方案已經(jīng)在內(nèi)蒙古達茂、湖北大悟、遼寧鐵嶺等多地的750kW機組風電場得到成功應用，不但延長了機組的服役時間，更有效提升了發(fā)電量，實現(xiàn)新能源友好并網(wǎng)。
據(jù)統(tǒng)計，在上述項目中，750T方案的增量全投資內(nèi)部收益率可達到10%至16%，為老舊風電場資產(chǎn)增值注入了新的活力。
來源：金風科技
