低風速風能資源的開發(fā)為風電發(fā)展打開了一扇前景廣闊的大門，可開發(fā)低風速資源的風速門檻已經從年平均風速6米/秒下降到了年均風速5米/秒左右。通過風電設備制造企業(yè)，長葉片、高塔筒等技術不斷取得突破，數(shù)據(jù)運維能力不斷提升，為風場實現(xiàn)降低度電成本、實現(xiàn)高收益增添砝碼。
后低風速時代的2018年，轉型之后的三一重能憑借905風機產品平臺實現(xiàn)數(shù)字智能突圍，開始持續(xù)為客戶帶來發(fā)電量驚喜，湖南寧鄉(xiāng)觀音閣、江西龍南雷公山等十多家風電場發(fā)電量在各省持續(xù)排名第一。
同期，三一低風速風場訂單實現(xiàn)爆發(fā)式增長，短短的幾十天時間905風機產品在手訂單新增40余萬千瓦。
什么是后低風速時代
自2015年開始，中國風電開始經歷棄風限電的壓力和市場的考驗，求變中的低風速時代開始到來。在這個時代，伴隨著風電開發(fā)企業(yè)向中東部和南方市場突圍，國內整機制造企業(yè)開始以高塔筒、大葉片為發(fā)力點實現(xiàn)技術突破，使得中國可開發(fā)風資源地區(qū)的風速下探至5~6米/秒。進入2017年下半年之后，低風速時代開始出現(xiàn)新的變化。國家發(fā)展改革委印發(fā)《關于全面深化價格機制改革的意見》提出，“到2020年實現(xiàn)風電與燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價相當”，風電平價上網(wǎng)已成為必然趨勢。在強烈的低度電成本壓力和普遍對未來發(fā)展預期的“不安”中，各風機廠商的市場競爭進入“白熱化”，主力機型價格加速下降至3000元/千瓦左右。與價格下降同步，三北三個省份獲得解禁，棄風限電改善常態(tài)化，風電收益率提升開始驅動新的投資熱情。我們將這個時期稱為“后低風速時代”。
風機技術智能化創(chuàng)新
2017年，三一重能成立歐洲研究院，在整合全球研發(fā)資源的道路上邁出了堅實一步。905風機產品平臺就是三一重能整合歐洲頂級技術資源設計開發(fā)的最新型風力發(fā)電機組，適用于年平均風速4.8米/秒及以上的低風速和超低風速區(qū)域。平臺集成了歐洲設計技術的全新整機結構和主控系統(tǒng)，整合了Winergy增速機、西門子發(fā)電機的新傳動系統(tǒng)，大幅度提升了整機效率，相比上一代機組發(fā)電量提高達10%。智能DLM傳動鏈技術，優(yōu)化控制策略，進行主動扭矩控制，進一步提升了風機性能。云端可視化傳動鏈壽命監(jiān)測，可以有效降低維護成本。通過減少傳動鏈應力和疲勞載荷，可以預防損壞，延長齒輪箱及軸承壽命。借力英國GH公司資源聯(lián)合研發(fā)905機型結構設計、載荷計算及校核，形成了全新型的整體結構，整機重量小于80噸，成為業(yè)內最輕機型之一。采用新一代塔筒加阻等控制策略，大幅降低載荷，減輕塔筒重量，最大減重達25%。
智能模塊化設計，可以讓風機根據(jù)各種風況實現(xiàn)超強功能的擴展。環(huán)境適應性方面，通過可變模塊和可選模塊設計適應中南部低風速、冰凍、高海拔、常低溫環(huán)境等多氣候條件區(qū)域，有效配置子系統(tǒng)模塊，即可滿足客戶定制化需求。齒輪箱能力可以實現(xiàn)從2.2~3兆瓦功率擴展性。底架匹配電機通用性擴展可以實現(xiàn)2.5兆瓦與3.0兆瓦發(fā)電機的互換連接，風機的適應性和定制化水平獲得極大延伸。新技術新產品的開發(fā)保證了905低風速機組的內在優(yōu)異性，也確保了業(yè)主在后低風速時代的降本增效成為可能。
控制系統(tǒng)智能化研發(fā)
905風機產品平臺引進歐洲先進的控制技術和開發(fā)手段，融合智能控制、智能傳感、預測控制、數(shù)字化等多項前沿技術，打造行業(yè)領先的控制系統(tǒng)平臺。
系統(tǒng)配置方面集成了智能視音頻檢測、火災報警、在線振動檢測等系統(tǒng)，多方面全方位的實時監(jiān)控和錄波，并通過高速的通信網(wǎng)絡進行傳輸，風機控制安全性和可維護性獲得成倍提升。
控制策略方面，905風機平臺顛覆了傳統(tǒng)平臺的控制方法，創(chuàng)造性地研發(fā)出了智能尋優(yōu)控制技術，配套獨立變槳技術、激光雷達技術和柔塔控制技術等先進的控制策略，提升了風機的發(fā)電量并降低了載荷。
軟件實現(xiàn)方面，采用基于模型的嵌入式開發(fā)手段，需求驅動設計，模型自動生成代碼，嚴格按照IEC61508對軟件的安全性要求，達到了航天級、軍工級軟件的可靠性和安全性標準；同時配套905平臺風機控制系統(tǒng)，全面引進開發(fā)出新一代SCADA系統(tǒng)、能量管理平臺、風功率預測系統(tǒng)，使得精確的故障預警、實時的風場監(jiān)控、精準的風功率預測成為可能，為打造三一重能未來無人值守或少人值守風電場提供了技術保障和數(shù)據(jù)支持，極大提升了發(fā)電效率并降低了運維成本。
風資源評估數(shù)字化應用
低風速地區(qū)地形復雜，如果再疊加低風速條件，評估精準的風資源分析將十分困難。低風速機組對風速變化更加敏感，因而在復雜地形和風況下與905產品平臺精準匹配的風資源整體技術解決方案將通過精密計算和科學布局大大提高機組的發(fā)電量。
三一重能“風眼3號智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”將測風塔實測和中尺度數(shù)據(jù)融合計算，綜合考慮全國各地不同區(qū)域的地形特點和氣象條件，在多個測風通道中快速自動篩選和修正無效數(shù)據(jù)。在國家規(guī)范的基礎上延伸出大數(shù)據(jù)動態(tài)評估模型，對測風數(shù)據(jù)的準確程度進行合理判別，使測風數(shù)據(jù)分析結果更加精準和可靠。
三一重能第三代雷達測風技術具備全天候掃描能力和全天空掃描方向，可實現(xiàn)長達300米的掃描范圍。雷達數(shù)據(jù)可以與測風塔數(shù)據(jù)進行互檢，在各種區(qū)域內實現(xiàn)精細化測風，確保能夠獲得高品質的風資源數(shù)據(jù)。精準高效的風資源整體技術解決方案可以將平均風速的誤差控制在1%以內，精準鎖定風電場收益，大大減少勘測時間及人工成本。
僅僅針對測風數(shù)據(jù)1%以內的誤差，905產品平臺也提前研發(fā)了解決預案：根據(jù)不同機位風速特點及風場整體發(fā)電情況，機組可以在2.0~2.2兆瓦區(qū)間靈活調度，最終可以實現(xiàn)風資源的充分利用，確保生命周期內發(fā)電量。年平均風速5.5米/秒的平原風場，905機型2.X產品可以實現(xiàn)高達2430小時的發(fā)電量。
三一重能905風機產品平臺打造的是“智能化”+“數(shù)字化”風電整體生態(tài)系統(tǒng)。
來源： 中國電力新聞網(wǎng) 文：孫立業(yè)
