編者按:我國單體容量最大的85萬千瓦莫合風(fēng)電場,平均海拔超過3000米,年均氣溫不足5攝氏度,加之地形復(fù)雜、局地氣候變化大,但該項目的實際建設(shè)周期卻只用了7個月的時間,離不開合理選型及科學(xué)設(shè)計,并通過遠景中央監(jiān)控系統(tǒng),提前對機組狀態(tài)進行預(yù)警,極大減少了發(fā)電量損失,實現(xiàn)了智能化運維。這樣的高效率,離不開各方共同的努力。
清潔能源裝機7263萬千瓦、占比50.14%,首次超過集團電力總裝機的一半,穩(wěn)居國有五大發(fā)電集團之首;完成發(fā)電量290億千瓦時,同比增長18%,其中風(fēng)電16億千瓦時、同比增長75%——這是國家電力投資集團交出的上半年成績單。
“海南州多能互補集成優(yōu)化示范項目全容量投產(chǎn),標(biāo)志著集團公司清潔能源裝機占比達到50%。”國家電投黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司(下稱“黃河公司”)董事長謝小平表示。我國單體容量最大的85萬千瓦莫合風(fēng)電場由多能互補集成優(yōu)化工程400兆瓦風(fēng)電場和450兆瓦風(fēng)電場組成,前者共安裝182臺遠景能源2.2兆瓦風(fēng)機。此次并網(wǎng)標(biāo)志著莫合、那仁共計95萬千瓦、447臺風(fēng)機的全球一次性并網(wǎng)單體容量最大的風(fēng)場實現(xiàn)全部投運。
平均海拔超過3000米,年均氣溫不足5攝氏度,加之極為復(fù)雜的地形,這座風(fēng)場的實際建設(shè)周期卻只用了7個月。如何產(chǎn)生的高效率?本報記者實地探訪、尋找答案。
國內(nèi)單體容量最大
經(jīng)濟與環(huán)境效益并存
炎炎夏日,身處青海省海南藏族自治州共和縣境內(nèi)的茫茫草原,卻無比涼爽。車越往高處行駛,碎石鋪成的臨時道路就越顛簸,直到人跡罕至的高山深處,一臺臺挺拔的風(fēng)機佇立眼前,猶如潔白的鋼鐵森林一般裝點草原。
這里是85萬千瓦莫合風(fēng)電場,由黃河公司投資建設(shè),“項目平均海拔3000多米,站區(qū)面積約369平方公里。自2018年12月31日首臺機組并網(wǎng)發(fā)電后,我們一鼓作氣,與參建單位共同努力,確保6月底完成最后10臺風(fēng)機的并網(wǎng)工作。經(jīng)過嚴(yán)密觀察,風(fēng)場達到95萬千瓦額定出力,全球一次性并網(wǎng)單體容量最大的風(fēng)電項目由此全部并網(wǎng)投運。”莫合風(fēng)電場升壓站站長劉帥介紹。
記者進一步了解到,該項目年發(fā)電量可達18億千瓦時,與傳統(tǒng)火電廠相比,每年相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約60萬噸,減少煙塵約0.76萬噸,減少二氧化碳排放約180萬噸。“截至7月24日凌晨,黃河公司在運遠景風(fēng)機總發(fā)電量為5.51億千瓦時,均達到項目設(shè)計電量水平。”青海黃河風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司黨委書記、執(zhí)行董事劉啟棟認為,這是經(jīng)濟與環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。
更值得一提的是,項目從2018年5月開工建設(shè),到2018年底首臺機組并網(wǎng)發(fā)電,期間也不過7個月時間。“能夠保質(zhì)保量地按時完成目標(biāo),實屬不易。這是開發(fā)商、建設(shè)方及整機商共同努力的結(jié)果。”劉啟棟感慨道。
好風(fēng)場離不開合理選型及科學(xué)設(shè)計
是什么樣的經(jīng)歷,讓劉啟棟等多位參建者連連感慨?受訪者不約而同稱,高海拔、高寒條件給項目埋下諸多先天難題。
“由于海拔高、空氣密度低,低溫對風(fēng)機適應(yīng)性的要求比一般地區(qū)更高。當(dāng)?shù)剡€時有沙塵暴,風(fēng)里裹著沙子,容易對葉片、塔筒等設(shè)施造成磨損,或因大量灰塵進入風(fēng)機而影響運轉(zhuǎn),設(shè)備絕緣、密封等性能一定要好。”劉啟棟舉例,合理的風(fēng)機選型、精準(zhǔn)的微觀選址、科學(xué)的點位布置等前期工作,將直接影響后期效益。選擇合適的整機商伙伴,也因此更加重要。
“事實證明,入圍廠家的風(fēng)電機組實際運行表現(xiàn)都很不錯。”劉啟棟表示,“項目還充分發(fā)揮業(yè)主、設(shè)計院及整機商的協(xié)同力量,得出最優(yōu)設(shè)計方案。比如,遠景在智能化選址方面走得靠前,他們的格林威治風(fēng)電場設(shè)計平臺給出的專業(yè)意見,為我們提供了參考。”
對此,遠景能源莫合項目解決方案相關(guān)負責(zé)人也告訴記者,選址階段,工程師常在建設(shè)成本與發(fā)電量之間“進退兩難”。遠景通過自行開發(fā)的智慧風(fēng)場設(shè)計平臺,為發(fā)電量評估與載荷仿真提供精細的風(fēng)況輸入,結(jié)合風(fēng)資源工程師實地勘探,可根據(jù)經(jīng)濟性結(jié)果快速取舍。
“莫合風(fēng)電場范圍大,機位多,需要從整體出發(fā),考慮排布對尾流的影響。普通軟件無法同時計算這么多機位,也難做到優(yōu)化排布算法。我們通過自開發(fā)尾流優(yōu)化排布模型,整體規(guī)劃排布;通過調(diào)整機位行列間距,前后排機位錯開比例、機位排布朝向等關(guān)鍵排布參數(shù),得到滿足容量要求尾流最小的排布方式,再配合人工手動調(diào)整,可保證發(fā)電量最大化。”該人士稱。
克服重重困難保施工
智能化管理促運維
前期工作,還只是考驗的“開始”。黃河公司新能源建設(shè)部項目經(jīng)理沈元信清楚記得,施工期間,惡劣天氣、低溫缺氧、交通阻塞等困難應(yīng)接不暇,“受氣候影響,施工窗口期本就很短,真正的黃金時間只有二、三季度??善ツ?-8月就碰上30年一遇的強降雨天氣,降雨量突破歷史極值,給運輸、施工等造成極大干擾。我們必須搶抓一切有利條件,合理規(guī)劃、加緊施工。”
遠景能源交付團隊相關(guān)負責(zé)人也向記者證實,項目需求數(shù)量大、需求時間集中,對物料準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、高效裝配均提出了極高要求。為配合業(yè)主,遠景團隊提前規(guī)劃,主動加大運力、人員等投入。僅運輸周期一項,就從24天縮短到10天。“為保證高質(zhì)量的如期交付,遠景技術(shù)指導(dǎo)人員全程監(jiān)督施工現(xiàn)場,確保各項作業(yè)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)工藝執(zhí)行。遠景自主研發(fā)的新式吊索具,大大提高卸貨、吊裝效率及吊裝穩(wěn)定性。通過結(jié)合遠景格林威治云平臺風(fēng)速預(yù)測,精準(zhǔn)安排現(xiàn)場工作,也最大程度上減少天氣影響,為項目如期投運提供保障。”
劉啟棟坦言,由于地形復(fù)雜、局地氣候變化大,現(xiàn)有技術(shù)對當(dāng)?shù)仫L(fēng)速的預(yù)判精度受限。加之項目覆蓋地域廣,東西長約100多公里,南北跨度達30-40公里。“在這么大的范圍內(nèi),后期運維的難度著實不小,對運維團隊也是嚴(yán)峻考驗。”
結(jié)合現(xiàn)狀,莫合風(fēng)電場現(xiàn)按“少人值守”原則設(shè)計,可實現(xiàn)電站的遠程監(jiān)控、調(diào)節(jié)及大數(shù)據(jù)分析等功能。“例如,通過遠景中央監(jiān)控系統(tǒng),提前對機組健康度狀態(tài)進行預(yù)警;結(jié)合孔明風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng),對不影響機組安全運行的亞健康故障,計劃性選擇小風(fēng)天氣處理;極大減少了發(fā)電量損失,可實現(xiàn)智能化運維。”遠景能源運維團隊相關(guān)負責(zé)人介紹。
“莫合風(fēng)電實現(xiàn)高效率,可以說是各方共同努力的結(jié)果。”劉啟棟對此表示。
原標(biāo)題:看高海拔風(fēng)場如何搶抓高效率