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50多年后,一群風電人為蘭考再度帶來綠色“新希望” 發布日期:2020-04-14 瀏覽量:352

在距離河南省蘭考縣西北方向7km之處,有個名為焦桐的地方。上世紀60年代,焦裕祿帶著一群懷揣綠色夢想的人們,栽下一棵棵“焦桐”,它們在中原大地茁壯成長、根深葉茂,為這片不毛之地穿上了綠色的新裝。


如今,一群來自新疆的風電人,用風能這種清潔能源,為“焦裕祿精神”的發源地帶來新的蓬勃綠色生機。


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發電量成績優異


這個風電項目正是由新疆金風科技股份有限公司(下稱“金風科技”)全資子公司北京天潤新能投資有限公司(下稱“天潤新能”)開發建設運營的蘭考焦桐分散式風電場項目(下稱“蘭考焦桐項目”),該項目共安裝3臺GW121-2.0MW機組,項目裝機規模6MW。


2019年,蘭考焦桐項目全年發電量超過1500萬千瓦時,年等效小時數達到2611小時,相當于再造8762m3森林,減排二氧化碳超過1.6萬噸。


如此優異的發電能力同樣得益于金風機組的高可靠性,全場三臺機組年平均可利用率高達99.98%,MTBF為5837小時,均達到行業領先水平。


標桿案例的背后,是金風科技深耕風電領域超過20年的技術積累和經驗總結。關于分散式風電整體解決方案,金風科技從“風-機-場-網-環”五個角度提出了“精益建維,環網友好”的理念。而這一理念,在蘭考焦桐項目中,也得到了充分體現。


數字化工具保障風能利用最大化


“出身決定命運?!憋L電場后期發電表現如何,很大程度上是由前期能否精準評估風場風資源狀況決定。當前,分散式項目前期開發階段基本沒有測風塔,僅靠中尺度的氣象數據則存在精度不足的問題。并且在分散式項目中,機型選擇、機組排布和道路施工能否實現最優?后期實際運行中如何保證發電量?這是每個業主關心的痛點。這些問題在蘭考焦桐項目里,借助一系列數字化工具,得到了具體解決。


為了保證風電場的投資收益和發電量指標,蘭考焦桐項目使用無人機選址及激光雷達測風技術進行風電場微觀選址。同時,利用項目區域的氣象數據、勘測數據、測繪數據,綜合各種建設條件,進行發電計算及經濟性比選,通過精確和縝密的科學計算確定使用機型、排布方案及道路線路施工方案,最大化,盡量采用已有道路,將風機箱變內置于塔筒內,減少征地及低壓側電纜費用,更充分利用土地資源,避免跨越耕地紅線。


 為進一步提升項目運行后的發電表現,在采用低風速機組GW121-2.0MW的同時,蘭考焦桐項目還采用了金風科技自主研發的能巢V2.0場群控制系統,實現自動校正對風偏差,充分提升風能利用率。目前,該機型在濮陽清豐、德州夏津等低風速大切變平原風電場已有多處成功應用案例??梢哉f,該機型可完美匹配河南區域風資源特點。


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塔架定制化設計


眾所周知,風切變是在進行風電項目開發時必須充分考慮的因素,不同的風切變系數需要匹配不同高度的塔架,金風科技目前已經為所有陸上機型開發了從90m至140m不同高度的塔架方案。


蘭考焦桐項目使用的3臺分散式風機——GW121-2.0MW機組,為在保證機組安全的前提下充分利用河南區域的高層風資源而采用鋼混塔架設計,塔架高度140米,其中混凝土段55米,鋼塔段85米。相比于全鋼塔架,鋼混塔架阻尼系數大,機頭振幅小,葉輪迎風的入流角穩定,發電量更穩定可靠。實測數據顯示,在相同塔架高度、相同機型及平均風速下,鋼混塔架發電量可比全鋼塔架發電量提高2.72%。


鋼混塔架方案鑒于其靈活的運輸設計(混凝土塔筒可分片,運輸不受限,降低道路建設運輸成本)、防火、防水、防腐性能優、發電量可靠等多項優勢,在河北、山東、河南、安徽、江蘇等中東部低風速高切變區域大顯身手。


并網友好+環境友好


一直以來,分散式風電在電網接入方面都面臨很大挑戰。從2009年到2018年,電網對集中式和分散式風電項目不斷提出新的要求,從最初的低電壓穿越,到電網適應性、電能質量報告,再到高電壓穿越、一次調頻、二次調頻等。并網技術要求“水漲船高”。而金風科技的機組在分散式并網能力方面,通過充分發揮全功率變流技術路線在并網能力方面的天然優勢,為實現機組并網友好打下了堅實的基礎。


為了減少對當地農網的電壓影響,在設計之初,蘭考焦桐項目對比2種外送方案:第一,直接接入當地農網;第二,直接接入當地對側變電站。經詳細評估后,最終采用直接接入對側變電站的外送方式。


同時,為了保證機組安全穩定運行,機組設計加入高低電壓穿越功能和防孤島功能。還可針對分散式項目在恒電壓模式下運行,可有效防止電網電壓過低時機組無法啟動的情況發生。


在機組噪聲控制方面,金風科技加強葉片的出場檢查質量,在保證葉片光滑度的同時,采用噪聲控制運行模式,在不損失發電量的情況下,噪聲水平下降2~5分貝。


運維管控智能化


按照《國家能源局關于分散式接入風電開發的通知》和《分散式接入風電項目開發建設指導意見》,管控智能化已成為分散式風電發展的重要趨勢。


實現管控智能化,在風機運維模式和變電運維模式上金風科技都進行了創新。一方面,在風機運維模式上,實現了非計劃工作轉計劃工作;另一方面,在變電運維模式上,通過集控+EAM+智慧運營平臺的形式,實現無人值守。


目前,蘭考焦桐項目實現了無人值守期間機組無故障運行,這得益于金風科技龐大靈活的運維網絡體系。


面對風機長達20年的全生命周期,金風科技在運維方面提出共享服務中心理念,目前已建成全國9大服務片區,6個新能源共享服務中心,打造2小時服務圈。形成“點、線、面”服務網絡覆蓋三級備件庫體系,90%常用備件24小時到貨。零部件維修中心輻射區域內維修人員24小時到達現場,替換備件72小時運抵現場。


以河南為例,目前河南省內已配置4個三級備件庫,在鄭州擬建二級庫,備件覆蓋率80%,到場時間3小時。通過共享理念,可將分散式風場的并網、監控、運維的綜合成本降低50%。


目前,豫北區域有鄭州集控中心及多個運行維護服務點,可支撐該項目在無人值守的情況下實現最快速度響應。當下,蘭考焦桐項目故障處理方案采用集控+區域運維的模式,定檢工作采用區域管理模式進行,大大降低項目運維成本。


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正如金風科技董事長武鋼一直所倡導的,“風電是一場長跑?!睉{借在風電領域超過20年的深耕細作,金風科技始終堅持把握更前端的技術趨勢,提高產品性能,力求覆蓋更廣泛多元的使用場景。未來,金風科技將以繼續秉持可持續發展和不斷創新的理念,“為人類奉獻碧水藍天,給未來留下更多資源”。

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