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实地探访:全球一次性并网单体最大风场什么样?
发布日期:2019-08-15

清洁能源装机7263万千瓦、占比50.14%,首次超过集团电力总装机的一半,稳居国有五大发电集团之首;完成发电量290亿千瓦时,同比增长18%,其中风电16亿千瓦时、同比增长75%——这是国家电力投资集团交出的上半年成绩单。

“海南州多能互补集成优化示范项目全容量投产,标志着集团公司清洁能源装机占比达到50%。”国家电投黄河上游水电开发有限责任公司董事长谢小平表示。我国单体容量最大的85万千瓦莫合风电场由多能互补集成优化工程400兆瓦风电场和共和450兆瓦风电场组成,前者共安装182台远景能源2.2兆瓦风机。此次并网标志着莫合、那仁共计95万千瓦、447台风机的全球一次性并网单体容量最大的风场实现全部投运。

平均海拔超过3000米,年均气温不足5摄氏度,加之极为复杂的地形,这座风场的实际建设周期却只用了7个月。如何产生的高效率?本报记者实地探访、寻找答案。

国内单体容量最大

经济与环境效益并存

炎炎夏日,身处青海省海南藏族自治州共和县境内的茫茫草原,却无比凉爽。车越往高处行驶,碎石铺成的临时道路就越颠簸,直到人迹罕至的高山深处,一台台挺拔的风机伫立眼前,犹如洁白的钢铁森林一般装点草原。

这里是85万千瓦莫合风电场,由黄河公司投资建设,“项目平均海拔3000多米,站区面积约369平方公里。自2018年12月31日首台机组并网发电后,我们一鼓作气,与参建单位共同努力,确保6月底完成最后10台风机的并网工作。经过严密观察,风场达到95万千瓦额定出力,全球一次性并网单体容量最大的风电项目由此全部并网投运。”莫合风电场升压站站长刘帅介绍。

记者进一步了解到,该项目年发电量可达18亿千瓦时,与传统火电厂相比,每年相当于节约标准煤约60万吨,减少烟尘约0.76万吨,减少二氧化碳排放约180万吨。“截至7月24日凌晨,黄河公司在运远景风机总发电量为5.51亿千瓦时,均达到项目设计电量水平。”青海黄河风力发电有限责任公司党委书记、执行董事刘启栋认为,这是经济与环境效益的协调发展。

更值得一提的是,项目从去年5月开工建设,到去年底首台机组并网发电,期间也不过7个月时间。“能够保质保量地按时完成目标,实属不易。这是开发商、建设方及整机商共同努力的结果。”刘启栋感慨道。

好风场离不开合理选型

及科学设计

是什么样的经历,让刘启栋等多位参建者连连感慨?受访者不约而同称,高海拔、高寒条件给项目埋下诸多先天难题。

“由于海拔高、空气密度低,低温对风机适应性的要求比一般地区更高。当地还时有沙尘暴,风里裹着沙子,容易对叶片、塔筒等设施造成磨损,或因大量灰尘进入风机而影响运转,设备绝缘、密封等性能一定要好。”刘启栋举例,合理的风机选型、精准的微观选址、科学的点位布置等前期工作,将直接影响后期效益。选择合适的整机商伙伴,也因此更加重要。

“事实证明,入围厂家的风电机组实际运行表现都很不错。”刘启栋表示,“项目还充分发挥业主、设计院及整机商的协同力量,得出最优设计方案。比如,远景在智能化选址方面走得靠前,他们的格林威治风电场设计平台给出的专业意见,为我们提供了参考。”

对此,远景能源莫合项目解决方案相关负责人也告诉记者,选址阶段,工程师常在建设成本与发电量之间“进退两难”。远景通过自行开发的智慧风场设计平台,为发电量评估与载荷仿真提供精细的风况输入,结合风资源工程师实地勘探,可根据经济性结果快速取舍。

“莫合风电场范围大,机位多,需要从整体出发,考虑排布对尾流的影响。普通软件无法同时计算这么多机位,也难做到优化排布算法。我们通过自开发尾流优化排布模型,整体规划排布;通过调整机位行列间距,前后排机位错开比例、机位排布朝向等关键排布参数,得到满足容量要求尾流最小的排布方式,可保证发电量最大化。”该人士称。

克服重重困难保施工

智能化管理促运维

前期工作,还只是考验的“开始”。黄河公司新能源建设部项目经理沈元信清楚记得,施工期间,恶劣天气、低温缺氧、交通阻塞等困难应接不暇,“受气候影响,施工窗口期本就很短,真正的黄金时间只有二、三季度。可偏偏去年7-8月就碰上30年一遇的强降雨天气,降雨量突破历史极值,给运输、施工等造成极大干扰。我们必须抢抓一切有利条件,合理规划、加紧施工。

”远景能源交付团队相关负责人也向记者证实,项目需求数量大、需求时间集中,对物料准备、生产组织、高效装配均提出了极高要求。为配合业主,远景团队提前规划,主动加大运力、人员等投入。仅运输周期一项,就从24天缩短到10天。“为保证高质量的如期交付,远景技术指导人员全程监督施工现场,确保各项作业严格按照标准工艺执行。远景自主研发的新式吊索具,大大提高卸货、吊装效率及吊装稳定性。通过结合远景格林威治云平台风速预测,精准安排现场工作,也最大程度上减少天气影响,为项目如期投运提供保障。”

刘启栋坦言,由于地形复杂、局地气候变化大,现有技术对当地风速的预判精度受限。加之项目覆盖地域广,东西长约100多公里,南北跨度达30-40公里。“在这么大的范围内,后期运维的难度着实不小,对运维团队也是严峻考验。”

结合现状,莫合风电场现按“少人值守”原则设计,可实现电站的远程监控、调节及大数据分析等功能。“例如,通过远景中央监控系统,提前对机组健康度状态进行预警;结合孔明风功率预测系统,对不影响机组安全运行的亚健康故障,计划性选择小风天气处理;极大减少了发电量损失,可实现智能化运维。”远景能源运维团队相关负责人介绍。

“莫合风电场实现高效率,可以说是各方共同努力的结果。”刘启栋对此表示。

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