在中電聯(lián)公布的2020年度電力行業(yè)風(fēng)電運(yùn)行指標(biāo)對(duì)標(biāo)結(jié)果中,中國船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中國海裝”)西北地區(qū)新疆自治區(qū)(達(dá)坂城地區(qū))蟬聯(lián)區(qū)域機(jī)組可利用率指標(biāo)最優(yōu)主機(jī)廠外,西北地區(qū)青海省、華北地區(qū)河北省(承德地區(qū))也摘得桂冠。
從西北青海、新疆的戈壁灘到華北塞罕壩國家森林公園的林地,自然條件差別巨大,中國海裝的風(fēng)電機(jī)組,是如何完美跨越,將多個(gè)區(qū)域第一煉成的?
一、西北戈壁上的增效絕招
中國130萬平方公里戈壁灘。主要分布在新疆、內(nèi)蒙、甘肅、寧夏,氣候干旱,空氣干燥,寒暑變化劇烈,年溫差40°C以上。日照豐富,風(fēng)力強(qiáng)勁。
傳統(tǒng)的不毛之地,造就了一批風(fēng)光資源得天獨(dú)厚的新能源資源大省、發(fā)展大省。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)表示,青海省2020年累計(jì)風(fēng)電產(chǎn)量61.7億千瓦,風(fēng)電裝機(jī)843萬千瓦。2020年,青海省已經(jīng)成為我國新能源裝機(jī)占比最高的省份。
中國海裝青海冷湖項(xiàng)目一期地處青藏高原北部的戈壁灘上,海拔2780~3000m,年平均空氣密度0.897kg/m3,最低氣溫零下35℃,年均沙塵暴日數(shù)3.4d,年均雷暴日數(shù)3.4d,這樣的極端環(huán)境,給風(fēng)電機(jī)組控制、運(yùn)行帶來極大挑戰(zhàn)。中國海裝針對(duì)高海拔、低空氣密度的特殊環(huán)境條件,定制化開發(fā)了系列控制技術(shù)以適應(yīng)此類地區(qū)較為惡劣的環(huán)境條件。
#1
*MetePro發(fā)電量提升技術(shù)
空氣密度、湍流、地形、季節(jié)氣候等實(shí)際環(huán)境因素時(shí)刻影響機(jī)組的發(fā)電能力。中國海裝對(duì)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)工況進(jìn)行對(duì)比分析,全面校核機(jī)組實(shí)際運(yùn)行載荷和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)載荷的差異,提出根據(jù)環(huán)境條件而自適應(yīng)的MetePro智能控制器,開發(fā)其潛能,進(jìn)一步“壓榨”機(jī)組發(fā)電能力。
#2
*葉片失速補(bǔ)償控制技術(shù)
受空氣密度變化的影響,葉片翼型運(yùn)行攻角會(huì)達(dá)到或大于失速攻角,導(dǎo)致葉片失速,嚴(yán)重影響風(fēng)能吸收效率。針對(duì)這一問題提出基于葉片失速、以空氣密度為變量的變槳功角控制算法,避免失速現(xiàn)象發(fā)生,提高風(fēng)能吸收效率。通過分析葉片失速特性,確定空氣密度變化與攻角的關(guān)系,建立空氣密度與葉片槳距角函數(shù),通過實(shí)時(shí)空氣密度對(duì)葉片運(yùn)行角度進(jìn)行修正,避免進(jìn)入葉片進(jìn)入失速攻角區(qū)域,防止機(jī)組進(jìn)入失速區(qū),機(jī)組始終工作在機(jī)組穩(wěn)定區(qū)域,提高風(fēng)能利用效率。
#3
*變轉(zhuǎn)速范圍最佳葉尖速比跟蹤控制技術(shù)
風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)工況致使用于控制的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線也是在標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下完成設(shè)計(jì)的,但在海拔較高、冬夏溫差大、晝夜溫差大的地區(qū),空氣密度變化大,風(fēng)電機(jī)組長(zhǎng)期未工作在最佳Cp的工作狀態(tài)下。針對(duì)這一情況,我司經(jīng)過分析驗(yàn)證后提出了變轉(zhuǎn)速范圍最佳葉尖速比跟蹤控制技術(shù),即在控制參數(shù)中引入空氣密度參量,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線的變轉(zhuǎn)速區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。通過修正,控制機(jī)組工作在不同的狀態(tài)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)機(jī)組最佳Cp實(shí)時(shí)追蹤,最大限度發(fā)揮機(jī)組的產(chǎn)電能力。通過該技術(shù)的應(yīng)用,可提升風(fēng)電機(jī)組1.5%的發(fā)電量。
在這樣的技術(shù)加持下,中國海裝的青海冷湖一期項(xiàng)目十五臺(tái)2MW機(jī)組在2017-2021年運(yùn)行期間,以優(yōu)秀的機(jī)組性能和可靠性,創(chuàng)出精品工程,實(shí)現(xiàn)了安全零事故,平均年總發(fā)電量91297045.75kW·h,風(fēng)機(jī)可利用率99.60%,在青海全省機(jī)組可利用率上獨(dú)占鰲頭。
在來自風(fēng)電財(cái)經(jīng)2014-2019全國各省風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)中,六年間31省平均1914.67h,最優(yōu)2639h,冷湖項(xiàng)目風(fēng)機(jī)年利用小時(shí)數(shù)3043.23h,是平均數(shù)據(jù)的1.59倍。
二 華北林區(qū)里的穩(wěn)固秘籍
中國海裝河北承德騰源陰河、四道溝、德源項(xiàng)目位于國家級(jí)旅游景區(qū)塞罕壩國家森林公園處,風(fēng)機(jī)布置在海撥1700m的林場(chǎng)之上,全年平均風(fēng)速在7.39m/s。項(xiàng)目安裝了72臺(tái)2.0MW風(fēng)電機(jī)組,在19年6月至21年8月三年運(yùn)行中,三個(gè)項(xiàng)目年平均利用率達(dá)到99.72%,2020年平均滿發(fā)小時(shí)數(shù)2744.31h。獲得華北河北?。ǔ械碌貐^(qū))區(qū)域機(jī)組可利用率第一。
8月23-24日,習(xí)近平總書記在承德考察,高度贊揚(yáng)塞罕壩林場(chǎng)建設(shè)。
翩翩飛舞的白色風(fēng)力發(fā)電機(jī)和無垠的綠色林海相映成輝,以不同的形式、共同的目標(biāo)構(gòu)建成一副中國生態(tài)文明建設(shè)史畫卷。
中國有2.35億公頃林地,低風(fēng)速資源豐富,而且遠(yuǎn)離居民聚集區(qū),有利于風(fēng)電建設(shè),但是林場(chǎng)消防安全要求級(jí)別高,塞罕壩這樣的北方林場(chǎng)更是冬季寒冷,年積雪日數(shù)達(dá)到169d,易發(fā)生覆冰,這樣的環(huán)境,中國海裝機(jī)組應(yīng)對(duì)同樣不在話下。
#1
*風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自動(dòng)消防系統(tǒng)
目的在于防止風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)生火災(zāi),造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境和社會(huì)影響。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境特殊,自動(dòng)消防系統(tǒng)安全責(zé)任重大,自動(dòng)消防系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn),做到機(jī)組實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行消防火災(zāi)。為應(yīng)對(duì)不同地域和業(yè)主要求,中國海裝致力于打造環(huán)境友好型機(jī)組,開發(fā)風(fēng)電機(jī)組自由匹配的司自動(dòng)消防系統(tǒng),采用四級(jí)配置、探測(cè)多元、精選滅火介質(zhì)、全方位信號(hào)監(jiān)控等綜合解決方案。自動(dòng)消防系統(tǒng)呈獨(dú)立系統(tǒng),具備防護(hù)區(qū)域火災(zāi)探測(cè)、獨(dú)立滅火的功能,具備報(bào)警滅火聯(lián)防聯(lián)動(dòng)功能,同時(shí)與主控實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測(cè)、滅火狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。
#2
*葉片除冰技術(shù)
控制方面,通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)、葉片在線監(jiān)測(cè)、功率曲線監(jiān)測(cè)、氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),通過軟件算法結(jié)合的加入實(shí)現(xiàn)葉片結(jié)冰檢;在硬件方面,中國海裝葉片表面均噴涂有疏水憎冰涂料,使用的材料為有機(jī)氟碳防結(jié)冰涂料,同時(shí)葉片有一定覆冰運(yùn)行能力,隨著技術(shù)開發(fā)深入,將陸續(xù)實(shí)現(xiàn)的葉片放冰、除冰等技術(shù)方案。
習(xí)近平總書記視察承德時(shí)說:“抓生態(tài)文明建設(shè),既要靠物質(zhì),也要靠精神”。惡劣環(huán)境下中國海裝卓越的機(jī)組表現(xiàn),同樣離不開優(yōu)秀的有奮斗精神的機(jī)組運(yùn)維。
冬季戈壁灘上,哈氣成冰,大風(fēng)攜著冰雪,直往衣服里鉆,沙塵暴天氣能見度極低,沙子裹著碎石劈頭蓋臉;林場(chǎng)巡視瑣碎漫長(zhǎng),幾十斤的測(cè)量?jī)x器動(dòng)不動(dòng)扛著往返幾十里,一年到頭剪不上幾次頭發(fā);為了防患未然和應(yīng)對(duì)突發(fā)情況,更經(jīng)常迎朝霞送殘星,兩班不息,確保問題不間斷及時(shí)處理。無數(shù)攻堅(jiān)克難、團(tuán)結(jié)拼搏、精益求精的故事隨歲月散于風(fēng)中,也堅(jiān)實(shí)地凝于風(fēng)里。
在中國廣袤國土上,從海洋到高山,從戈壁到林地,從沙漠到草原……,都有中國海裝的足跡,定制化的產(chǎn)品,經(jīng)受住了各種環(huán)境考驗(yàn),已建成風(fēng)電項(xiàng)目?jī)砂俣鄠€(gè)。全國八大總裝基地,七個(gè)運(yùn)維事業(yè)部覆蓋全國輻射國際,為全版圖服務(wù)提供保障。
“海陸統(tǒng)籌,向海圖強(qiáng)”的中國海裝,正以一流風(fēng)電整機(jī)制造商的技術(shù)底蘊(yùn),秉承“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、拼搏奉獻(xiàn)、勇攀高峰的”深潛精神,恪盡央企責(zé)任,為實(shí)現(xiàn)我國雙碳目標(biāo)藍(lán)圖下輝煌的大國氣象奉獻(xiàn)力量。
評(píng)論