解密低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)

文 | 楊麗娜，夏云峰

現(xiàn)場(chǎng)

解密低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)

文 | 楊麗娜，夏云峰

以“火車頭精神”為城市靈魂的湖南株洲，擁有全球領(lǐng)先的中國(guó)中車軌道交通產(chǎn)業(yè)集群，在國(guó)內(nèi)外享有盛譽(yù)。近幾年綠色能源的興起，風(fēng)力發(fā)電也開始為株洲地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力。中國(guó)中車旗下株洲電力機(jī)車研究所有限公司（簡(jiǎn)稱“中車株洲所”）就已在風(fēng)電整機(jī)裝備領(lǐng)域深耕了十年的時(shí)光。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展重心向中東部和南方轉(zhuǎn)移，越來(lái)越多的風(fēng)電開發(fā)商也開始入駐株洲這個(gè)典型的低風(fēng)速地區(qū)，與裝備制造企業(yè)在一片片山頭間擦出了“愛情的火花”。

鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)就是中車株洲所與中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)新能源開發(fā)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱“新能源公司”）強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手誕生的“結(jié)晶”。這座位于株洲市株洲縣與衡陽(yáng)市衡東縣交界處的風(fēng)電場(chǎng)，是長(zhǎng)株潭地區(qū)首個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目。2016年，面對(duì)年平均風(fēng)速僅5.18米/秒，冰凍、雷電等災(zāi)害多發(fā)的不利條件，依然實(shí)現(xiàn)累計(jì)上網(wǎng)電量17161萬(wàn)千瓦時(shí)，利用小時(shí)數(shù)為2080小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)值的1880 小時(shí)。

為了破譯其成功運(yùn)營(yíng)的“密碼”，日前，本刊組織的“最美風(fēng)電場(chǎng)”活動(dòng)采訪組走訪了這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。

秘訣一：精細(xì)化選址

從株洲市區(qū)出發(fā)，經(jīng)過一個(gè)多小時(shí)的顛簸車程，終于抵達(dá)海拔在440米—700米之間的鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)。下車后，記者旋即被入口處的一張機(jī)位點(diǎn)圖吸引，只見幾十臺(tái)風(fēng)電機(jī)組呈“人”字形分布在山脊上。場(chǎng)長(zhǎng)王穩(wěn)指著地圖告訴記者，這種布機(jī)方式是充分考慮了當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件特點(diǎn)以及測(cè)風(fēng)結(jié)果。

眾所周知，測(cè)風(fēng)和微觀選址工作細(xì)致與否，是決定風(fēng)電項(xiàng)目能否獲得好收益的關(guān)鍵因素之一。王穩(wěn)對(duì)此深有體會(huì)，“尤其是像鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)這樣的山地風(fēng)電項(xiàng)目，地形多樣，植被茂密，風(fēng)資源分布更加復(fù)雜，項(xiàng)目收益與前期工作質(zhì)量的關(guān)聯(lián)性要遠(yuǎn)高于平原風(fēng)電場(chǎng)，這也是我們十分注重該環(huán)節(jié)的原因所在?！?/p>

據(jù)悉，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)的測(cè)風(fēng)工作持續(xù)一年多時(shí)間，共立了3座測(cè)風(fēng)塔，期間還進(jìn)行過多次實(shí)地考察和反復(fù)核算，詳實(shí)、準(zhǔn)確的風(fēng)資源數(shù)據(jù)為微觀選址的精細(xì)化奠定了良好基礎(chǔ)。

“為確保機(jī)位點(diǎn)選擇的合理性，在微觀選址時(shí)，我們聯(lián)合設(shè)計(jì)院和整機(jī)廠家，除了在圖紙上論證和分析，通過建模測(cè)算理論發(fā)電量外，還逐個(gè)對(duì)機(jī)位點(diǎn)進(jìn)行了細(xì)致的實(shí)地查勘。”新能源公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說道。

該負(fù)責(zé)人透露，項(xiàng)目一期所在的山脈是東西走向，而當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向主要為南北方向，所以機(jī)組基本是沿山脈一字排開，這樣既可以充分利用風(fēng)資源，也能夠?qū)⑽擦餍?yīng)降到最低，對(duì)保障機(jī)組的可靠性有一定幫助。

即使擁有這樣的“天然優(yōu)勢(shì)”，也并不意味著在施工建設(shè)環(huán)節(jié)就可以“大手大腳”。對(duì)于山地風(fēng)電項(xiàng)目而言，成本控制上稍有不慎，就可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的收益，甚至是虧損。

王穩(wěn)向本刊記者介紹，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)主要由中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)下屬單位負(fù)責(zé)，“因?yàn)槲覀兗瘓F(tuán)內(nèi)部有風(fēng)電規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等相應(yīng)的業(yè)務(wù)板塊，不僅施工質(zhì)量更好管控，成本也相對(duì)低一些。”

為了嚴(yán)控成本，新能源公司與施工單位緊密配合，各個(gè)環(huán)節(jié)都精打細(xì)算。比如，在道路建設(shè)上，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)的地形、運(yùn)輸和安裝等條件，通過不斷優(yōu)化，力求使道路長(zhǎng)度較短。僅此一項(xiàng)，就節(jié)省了1000多萬(wàn)元的開支。

秘訣二：專業(yè)化合作

公開資料顯示，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)88兆瓦，分兩期建設(shè)，所用機(jī)型全部為中車株洲所生產(chǎn)的WT2000D110。其中，一期25臺(tái)機(jī)組于2015年6月7日并網(wǎng)發(fā)電；二期19臺(tái)機(jī)組于2016年2月1日并網(wǎng)發(fā)電。質(zhì)保期均為5年。

上述新能源公司負(fù)責(zé)人坦誠(chéng)，當(dāng)時(shí)選擇WT2000D110機(jī)組確實(shí)經(jīng)過了非常慎重的考慮?！拔覀冞@個(gè)項(xiàng)目屬于典型的低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)，要有好的產(chǎn)出，就必須選擇發(fā)電效率高、可靠性好的大葉輪機(jī)組。”

記者了解到，額定功率為2兆瓦的WT2000D110機(jī)型，葉輪直徑為110米，較為適合這個(gè)山地低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)，這也是當(dāng)時(shí)中車株洲所針對(duì)低風(fēng)速風(fēng)電市場(chǎng)推出的主力機(jī)型之一。

“該機(jī)型投運(yùn)后，各項(xiàng)關(guān)鍵性能的實(shí)際表現(xiàn)都好過預(yù)期，目前還沒有對(duì)機(jī)組進(jìn)行過大的技改升級(jí)?！蓖醴€(wěn)表示。

除了機(jī)組外，另一個(gè)促使新能源公司決定“牽手”中車株洲所的因素則是后者的服務(wù)能力。央企背景的中車株洲所有成熟的運(yùn)維體系，其售后能力在中電建系統(tǒng)內(nèi)一直有良好的口碑。同時(shí)，選擇中車株洲所這個(gè)本地供應(yīng)商，毫無(wú)疑問還能夠?qū)ⅰ翱焖夙憫?yīng)”的效果實(shí)現(xiàn)最大化。

中車株洲所售后服務(wù)中心主任劉輝向記者透露，為了進(jìn)一步提高服務(wù)質(zhì)量，優(yōu)化客戶體驗(yàn)效果，該公司從技術(shù)中心調(diào)配了部分研發(fā)人員到售后服務(wù)中心以增強(qiáng)技術(shù)支持能力，對(duì)售后業(yè)務(wù)水平的提高起到了很好的支撐作用。

在劉輝看來(lái)，“機(jī)組銷售雖然是一次性的，但我們的后期服務(wù)則是長(zhǎng)期的，無(wú)論是針對(duì)鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)，還是針對(duì)其他客戶，竭誠(chéng)為業(yè)主提供高水平的服務(wù)都不是一句空話，而是要落到每個(gè)細(xì)節(jié)，這也是我們整體實(shí)力和責(zé)任心的體現(xiàn)?！?/p>

一個(gè)細(xì)節(jié)很好地佐證了這一點(diǎn)。當(dāng)時(shí)中車方委派了“中國(guó)中車勞動(dòng)模范”榮譽(yù)在身的青年標(biāo)兵易大富擔(dān)任鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目經(jīng)理，并安排優(yōu)秀的技術(shù)支持工程師進(jìn)行輪崗值守?！啊熊噭谀！募夹g(shù)和服務(wù)水平都是杠杠的，也說明中車株洲所對(duì)我們風(fēng)電場(chǎng)的重視?！蓖醴€(wěn)誠(chéng)懇地表達(dá)了贊許。

在這種友好的氛圍下，雙方展開了密切合作。

例如，受地理?xiàng)l件的影響，鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)冬季冰凍災(zāi)害嚴(yán)重。2016年1月—3月以及11月后均出現(xiàn)了連續(xù)冰凍天氣，造成機(jī)組因葉片覆冰停運(yùn)，累計(jì)損失電量586萬(wàn)千瓦時(shí)。針對(duì)這一情況，新能源公司與中車株洲所的技術(shù)人員圍繞優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式、增加機(jī)組運(yùn)行時(shí)間等方面展開了深入的分析與研究。易大富說，“中車株洲所制定了《風(fēng)電機(jī)組葉片覆冰應(yīng)急預(yù)案》，指導(dǎo)運(yùn)行人員通過人為監(jiān)控，加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)盤，科學(xué)有序地應(yīng)對(duì)葉片覆冰運(yùn)行的情況，避免在運(yùn)行中因覆冰加重直至機(jī)組不堪重負(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”。另外，中車株洲所還采取了氣動(dòng)加熱或者電加熱等方式，基本消除了覆冰帶來(lái)的影響。

南方山區(qū)另一個(gè)多發(fā)的自然災(zāi)害則是雷雨天氣。鳳凰山風(fēng)電場(chǎng)地處高山，正是雷雨多發(fā)地帶，給設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患。為了應(yīng)對(duì)雷擊危害，業(yè)主與整機(jī)商以及零部件廠家進(jìn)行過多次溝通，對(duì)設(shè)備防雷性能進(jìn)行了優(yōu)化。中車株洲所在完成對(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)防雷屏蔽整改后，一期的箱變廠家也完成了對(duì)箱變低壓側(cè)浪涌回路整改。整改后設(shè)備運(yùn)行良好，防雷成效非常顯著。

秘訣三：智能化運(yùn)維

行業(yè)專家指出，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)廣泛滲透進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，運(yùn)維環(huán)節(jié)的智能化程度正在不斷提高，遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)成為整機(jī)商、第三方運(yùn)維公司等風(fēng)電后市場(chǎng)參與者角逐的焦點(diǎn)。

中車株洲所也在進(jìn)行著相應(yīng)的業(yè)務(wù)布局。據(jù)了解，該公司除了在風(fēng)電場(chǎng)部署完全自主開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)外，還建設(shè)了風(fēng)電大數(shù)據(jù)中心，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)施集中管理，打造“集中監(jiān)控、智能診斷、區(qū)域檢修”的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維體系，持續(xù)為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

“風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要滿足各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)日常管理的需要，這些系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)都會(huì)上傳至大數(shù)據(jù)中心?！币幻到y(tǒng)開發(fā)負(fù)責(zé)人介紹，“再基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)機(jī)組數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，在確保與風(fēng)電場(chǎng)連接網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，提高機(jī)組故障診斷預(yù)警以及運(yùn)行參數(shù)的智能優(yōu)化能力，為風(fēng)電場(chǎng)提供遠(yuǎn)程智能診斷服務(wù)，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全生命周期智能維護(hù)?！?/p>

記者從現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)演示了解到，風(fēng)電場(chǎng)檢修人員可以通過Web網(wǎng)頁(yè)和智能終端兩種途徑實(shí)時(shí)查看機(jī)組以及核心部件的運(yùn)行狀態(tài)；系統(tǒng)中的專家知識(shí)庫(kù)則可以自動(dòng)完成從故障特征到故障原因的識(shí)別，向維護(hù)人員提出相應(yīng)處理建議。

此外，為了變被動(dòng)停機(jī)為有計(jì)劃停機(jī)檢修，減少發(fā)電量損失，大數(shù)據(jù)中心還通過對(duì)大部件性能劣化預(yù)警診斷的研究和試驗(yàn)，借助系統(tǒng)幫助風(fēng)電場(chǎng)建立基于設(shè)備健康度管理的狀態(tài)維護(hù)機(jī)制。

“這個(gè)系統(tǒng)十分人性化，會(huì)實(shí)時(shí)接收大數(shù)據(jù)中心對(duì)機(jī)組故障處理、備件更換、定期檢修的工作提醒，讓現(xiàn)場(chǎng)人員開啟了‘懶人’工作模式?！币状蟾恍χf。

按照規(guī)劃，該大數(shù)據(jù)中心計(jì)劃將接入2000臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，為分布于全國(guó)各地的近400萬(wàn)千瓦風(fēng)電資產(chǎn)提供全生命周期的高效管理。