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探尋首個高原示范風(fēng)電項目成功的奧秘

2019-12-13 09:36:33 《風(fēng)能》   作者: 夏云峰  

參建示范項目的價值在于,能夠讓自己的技術(shù)和服務(wù)實力接受嚴(yán)苛的檢驗,由此在相應(yīng)領(lǐng)域集聚先發(fā)優(yōu)勢。

當(dāng)金山,位于甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣,東、西連接祁連山與阿爾金山。翻越海拔3800米的當(dāng)金山口,就進(jìn)入了素有“世界屋脊”之稱的青藏高原。由于海拔高、山勢陡峻、常年氣溫低,當(dāng)?shù)刂脖幌∈?、人跡罕至。有人曾如此形象地描述:“抬頭不見鳥,低頭不見草;風(fēng)吹石頭跑,六月穿皮襖。”當(dāng)金山地區(qū)的環(huán)境之惡劣,由此可見一斑。

10年前,一群逐風(fēng)而動的“拓荒者”來到這片戈壁灘,憑借“敢為人先”的精神克服重重困難,開發(fā)了全國首座高原示范型風(fēng)電場——甘肅華電福新能源有限公司阿克塞分公司阿克塞當(dāng)金山風(fēng)電場(下稱“當(dāng)金山風(fēng)電場”),總裝機(jī)容量為9.9萬千瓦。投運以來,項目整體運營狀況逐步趨好,66臺由中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司(下稱“中車株洲所”)提供的高海拔風(fēng)電機(jī)組性能穩(wěn)定,2018年發(fā)電2.4億千瓦時,創(chuàng)歷史新高。2019年,這一紀(jì)錄有望被打破。

日前,本刊組織的“最美風(fēng)電場”活動報道組深入一線,循著這座高原示范風(fēng)電場的發(fā)展足跡,多角度呈現(xiàn)其運營效果以及取得的經(jīng)驗。

高原風(fēng)電開發(fā),大有可為

公開資料顯示,當(dāng)金山風(fēng)電場于2010年11月開工。彼時,高原地區(qū)的風(fēng)能資源開發(fā)較少受到關(guān)注,這意味著沒有成熟的經(jīng)驗可供借鑒,一切都要摸著石頭過河。

復(fù)雜的地形和惡劣的氣候進(jìn)一步加大開發(fā)難度。中國華電集團(tuán)公司甘肅分公司副總經(jīng)理董小泊清晰記得,建設(shè)伊始,場區(qū)的道路尚未完全修通,路況很差,設(shè)備運輸困難。輸電線路需要經(jīng)過平均海拔超過4000米的當(dāng)金山,架設(shè)難度極大。同時,當(dāng)?shù)貧夂蚝洌咀畹蜏囟葧抵亮阆?0攝氏度,甚至更低,疊加上海拔高引發(fā)的高原反應(yīng),現(xiàn)場人員經(jīng)受了極大的身心考驗。

“整個過程值得細(xì)細(xì)回味,大家都付出很多心血。”他動情地說。

最終,在當(dāng)?shù)卣块T的大力支持下,通過提前制定周密計劃,施工中合理安排資源、充分發(fā)揮參建方的優(yōu)勢等措施,項目一期33臺風(fēng)電機(jī)組(裝機(jī)容量為4.95萬千瓦),于2011年11月全部投運;2012年5月,二期(33臺機(jī)組、4.95萬千瓦)全場并網(wǎng)發(fā)電。

經(jīng)過數(shù)年的持續(xù)優(yōu)化,當(dāng)金山風(fēng)電場的運營漸入佳境。本刊記者在采訪中獲悉,2018年,面對西北地區(qū)棄風(fēng)限電嚴(yán)重的不利條件,在6.4米/秒的年平均風(fēng)速下,年發(fā)電量達(dá)到2.4億千瓦時,年利用小時數(shù)為2416小時,比甘肅省平均值的1772小時高出36.3%,位居中國華電集團(tuán)甘肅分公司的所有風(fēng)電場之首。在中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的“2018年度電力行業(yè)風(fēng)電運行指標(biāo)對標(biāo)結(jié)果”中,當(dāng)金山風(fēng)電場還被評為了3A級項目。

基于運行數(shù)據(jù)對比來判斷,2019年的發(fā)電量有望超過2.6億千瓦時。前10個月,在平均風(fēng)速為6.55米/秒的條件下,發(fā)電量突破了2.35億千瓦時,比2018年同期高出0.15億千瓦時。

在董小泊看來,作為示范項目,開發(fā)當(dāng)金山風(fēng)電場的初衷已經(jīng)基本達(dá)到。

“選擇在阿克塞地區(qū)建設(shè)全國首個高原示范風(fēng)電項目,一方面是因為我們希望探索在更多條件相對艱苦、風(fēng)能資源和電力送出較好的地區(qū)開發(fā)風(fēng)電,從而避免大家扎堆在熱點區(qū)域帶來的一系列問題,并由此在業(yè)務(wù)布局上做到‘人無我有,人有我精’,增強(qiáng)自身的核心競爭力;另一方面,則希望通過發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。”他解釋道。

據(jù)了解,通過當(dāng)金山風(fēng)電場的開發(fā),華電集團(tuán)積累了大量高原風(fēng)電開發(fā)經(jīng)驗,并初步組建起能夠適應(yīng)高原風(fēng)電場運營管理需要的團(tuán)隊,為這家企業(yè)進(jìn)軍青海、云南、貴州等地區(qū)的風(fēng)電市場奠定基礎(chǔ)。

在帶動地方發(fā)展方面,當(dāng)金山風(fēng)電場的價值也逐漸顯現(xiàn)。阿克塞自治縣屬于少數(shù)民族聚居區(qū),經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱。當(dāng)金山風(fēng)電場的建成,拉開了阿克塞發(fā)展新能源的序幕,在這張“名片”的成功示范下,一批風(fēng)電和光電項目紛紛落戶當(dāng)?shù)?,新能源成為該縣的支柱產(chǎn)業(yè)之一。

據(jù)董小泊透露,目前,華電集團(tuán)在甘肅地區(qū)積極儲備資源,并推進(jìn)部分已核準(zhǔn)項目的建設(shè)。“雖然存在很大困難,不確定因素也較多,但是這些都是發(fā)展中出現(xiàn)的階段性問題,我們?nèi)院芸春瞄_發(fā)前景,對國家的新能源政策也充滿信心。”

針對甘肅的風(fēng)電開發(fā),有業(yè)內(nèi)專家建議,企業(yè)仍需保持謹(jǐn)慎。“甘肅的棄風(fēng)限電局面,短期內(nèi)難以得到根本性轉(zhuǎn)變,再加上在推行電力市場化交易過程中出現(xiàn)的‘保量不保價’,甚至是‘量價齊跌’問題,以及‘兩個細(xì)則’考核日益嚴(yán)格,企業(yè)投資稍不謹(jǐn)慎,就有可能導(dǎo)致現(xiàn)金流緊張,出現(xiàn)虧損。”

董小泊指出,解決好上述問題的關(guān)鍵是,各方應(yīng)當(dāng)站在國家戰(zhàn)略的高度看待發(fā)展風(fēng)電的重大意義,規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局時做到全國一盤棋,實施的政策也要更加貼合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需。

高海拔型機(jī)組,首戰(zhàn)告捷

同樣從當(dāng)金山風(fēng)電場開發(fā)中收獲頗豐的,還有作為整機(jī)設(shè)備供應(yīng)商的中車株洲所,這是其參與的首個高原風(fēng)電項目。

“通過對示范項目運營過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、總結(jié),為我們的整機(jī)技術(shù)優(yōu)化迭代、其他同類型地區(qū)風(fēng)電場的建設(shè)和運營提供了借鑒。”中車株洲所當(dāng)金山風(fēng)電場服務(wù)經(jīng)理沈文表示。

在當(dāng)金山風(fēng)電場,66臺單機(jī)容量為1.5MW的中車株洲所第一代高海拔風(fēng)電機(jī)組投運至今,各項關(guān)鍵性能指標(biāo)保持在很高的水平上,2018年的平均可利用率(TBA)達(dá)到99.61%,平均無故障運行時間(MTBF)為5535小時,均在中國華電集團(tuán)甘肅分公司的所有風(fēng)電項目中排名第一。沈文告訴記者,中車株洲所一直將當(dāng)金山風(fēng)電場作為標(biāo)桿項目推廣,依靠在首次應(yīng)用中建立的良好口碑,1.5MW高海拔機(jī)組后來為該公司贏得大量高原風(fēng)電場整機(jī)供貨訂單,貢獻(xiàn)了可觀的市場業(yè)績,還獲得從國家到省、市級的多項榮譽(yù)。

在談到高海拔風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)情況時,中車株洲所風(fēng)電事業(yè)部客服中心副總經(jīng)理趙少偉感慨萬千:高海拔風(fēng)電機(jī)組能取得如此好的業(yè)績,實屬不易。早在2009年,基于對未來市場走勢的研判,中車株洲所即啟動了高海拔風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)。此時,業(yè)內(nèi)對在高原地區(qū)開發(fā)風(fēng)能資源的技術(shù)要求缺乏深刻認(rèn)知,相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也是一片空白。面對這種情況,中車株洲所研發(fā)團(tuán)隊依然決定成立項目組,開始進(jìn)行高海拔風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)工作。借鑒中車株洲所參與建設(shè)青藏鐵路時積累的高原機(jī)車設(shè)計經(jīng)驗和標(biāo)準(zhǔn),并廣泛咨詢具有高原電氣研究、試驗經(jīng)驗的研究院所,制定出初步的高海拔風(fēng)電機(jī)組技術(shù)方案。再結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研,根據(jù)收集到的信息對方案進(jìn)行完善,最終實現(xiàn)技術(shù)突破,在其既有機(jī)型的基礎(chǔ)上研制出了1.5MW高海拔風(fēng)電機(jī)組。

針對高原地區(qū)具有的空氣密度低、高濕度、強(qiáng)雷暴、易凝露、強(qiáng)紫外線照射等特殊氣候和環(huán)境特點,該機(jī)型采用了大量針對性設(shè)計。比如,機(jī)艙罩和輪轂罩選用抗紫外線性能好的膠衣材料;增加防雷接閃點的數(shù)量,擴(kuò)大葉片中防雷下引導(dǎo)線的截面積;提高機(jī)艙控制柜和塔基柜內(nèi)加熱器的功率;對動力系統(tǒng)進(jìn)行降容處理。從實際運行來看,這些措施達(dá)到了預(yù)期的效果。此后,中車株洲所對高海拔風(fēng)電機(jī)組的相關(guān)技術(shù)和施工要求進(jìn)行了深度的歸納和總結(jié),最終形成了國家標(biāo)準(zhǔn)《高海拔型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組GB/T37921-2019》,并將于2020年3月實施。該標(biāo)準(zhǔn)對高海拔風(fēng)電機(jī)組適用的外部條件、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、運輸、安裝、調(diào)試、運行和維護(hù)都做了相應(yīng)的闡述。

在第一代機(jī)型推向市場取得不錯反響后,中車株洲所又陸續(xù)開發(fā)了第二代、第三代高海拔風(fēng)電機(jī)組,單機(jī)容量覆蓋1.5MW、2MW、2.5MW、3.6MW。這些機(jī)組被安裝到甘肅、青海、云南、貴州等地的風(fēng)電場,整體運行表現(xiàn)不俗,在云南五子坡風(fēng)電場甚至創(chuàng)造出“單臺機(jī)組年利用小時數(shù)達(dá)5300小時,全場平均超過4000小時”的紀(jì)錄,引發(fā)廣泛關(guān)注。

優(yōu)質(zhì)運維服務(wù),獲得認(rèn)可

一個好的風(fēng)電項目,背后必定有一套高效的運維體系作為支撐,當(dāng)金山風(fēng)電場也不例外。

據(jù)了解,當(dāng)金山風(fēng)電場目前共配備17名運維人員,均已通過職業(yè)技能鑒定中級工考評,5人通過高級工考評。

被問及在運維管理方面有哪些好的經(jīng)驗時,當(dāng)金山風(fēng)電場場長李生林給出的答案是,“我們始終堅持‘應(yīng)修必修,修必修好’的原則,以狀態(tài)檢修為主,定期檢修和故障檢修為輔,運用風(fēng)電機(jī)組振動在線監(jiān)測、故障診斷平臺等,結(jié)合監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時統(tǒng)計與分析,使檢修工作從過去傳統(tǒng)的以‘修’為主,轉(zhuǎn)變到以‘管’為主上來。”

“正如李生林場長所說,目前,中車株洲所對客戶服務(wù)的總體定位就是要更好地為客戶創(chuàng)造價值。所以,我們在運維過程中將這種理念與服務(wù)工作進(jìn)行了高度的融合,主要體現(xiàn)在四個方面:第一,通過持續(xù)不斷地進(jìn)行技術(shù)改造來提升風(fēng)電機(jī)組運行的效率和安全。例如,我們與業(yè)主方共同開展了電池柜加熱器和高電壓穿越等方面的技改。第二,對運維技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新,分別開發(fā)了SIS(集控系統(tǒng))、PHM(健康管理系統(tǒng))、EAM(資產(chǎn)管理系統(tǒng))三個平臺,最終實現(xiàn)機(jī)組監(jiān)控、故障預(yù)警、故障分析與診斷、系統(tǒng)自動派工、人員管理等的一體化。第三,推動服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。中車株洲所對所有風(fēng)電場進(jìn)行了區(qū)域化管理,設(shè)置區(qū)域經(jīng)理,由其對所轄項目進(jìn)行管理。同時設(shè)置了區(qū)域庫房,在人員管理、備品備件調(diào)配等方面可以更加快速地響應(yīng)客戶的需求。第四,建立健全了服務(wù)工程師的晉升和考核標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)制,確保由優(yōu)秀的人員為客戶開展優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。”趙少偉說。

沈文以電池柜加熱器技改為例向記者介紹,改造前,電池柜通過加熱板從電池組底部加熱,電池受熱不均勻,因低溫引起的電池故障較多。技改后,將原來的電池加熱板拆除,在電池組周圍安裝兩個加熱器,用風(fēng)扇向相對方向吹風(fēng)散熱,在柜內(nèi)形成氣流環(huán),確保柜內(nèi)的溫度均衡,改善了電池整體運行環(huán)境,使電池使用壽命延長,大幅降低維護(hù)工作量。

憑借在長期合作中的良好表現(xiàn),中車株洲所的技術(shù)實力和服務(wù)能力得到了業(yè)主方的認(rèn)可。“他們現(xiàn)場人員的響應(yīng)速度快,服務(wù)質(zhì)量也好,消缺很及時,每次都能夠及時解決各種疑難問題。”李生林說。

正是基于彼此間的高度互信,2018年1月,當(dāng)金山風(fēng)電場一期出質(zhì)保期后,業(yè)主方?jīng)Q定將設(shè)備的維護(hù)工作繼續(xù)交由中車株洲所負(fù)責(zé)。

談及原因,董小泊表示,“主要有兩個方面的考慮,一是中車株洲所的團(tuán)隊之前確實做得不錯,設(shè)備交給他們,我們放心;二是希望在與他們的交流、學(xué)習(xí)中,我們的團(tuán)隊能夠持續(xù)提升技能水平。”

隨著兩期項目陸續(xù)出質(zhì)保期,中車株洲所在當(dāng)金山風(fēng)電場的運維工作也進(jìn)入到一個新的階段,但其落腳點依然是提升服務(wù)質(zhì)量。參與一個風(fēng)電項目,就必須全力建設(shè)好這個“家”,這是中車株洲所對其所有現(xiàn)場人員的基本要求,在當(dāng)金山風(fēng)電場服務(wù)長達(dá)9年的沈文或許對此有著更為深刻的理解。




責(zé)任編輯: 李穎

標(biāo)簽:風(fēng)電項目,最美風(fēng)電場,中車株洲所