中國儲能網(wǎng)訊：“十三五”能源規(guī)劃出臺在即，合理引導(dǎo)風(fēng)電投資成為未來五年我國風(fēng)電發(fā)展的重要任務(wù)。具體來說就是，控制風(fēng)電大基地裝機(jī)節(jié)奏，支持風(fēng)能資源不太豐富的中東部地區(qū)發(fā)展低風(fēng)速風(fēng)電場，倡導(dǎo)分散式開發(fā)。
低風(fēng)速風(fēng)電是指風(fēng)速在6到8米/秒之間，年利用小時數(shù)在2000小時以下的風(fēng)電開發(fā)項(xiàng)目。目前全國范圍內(nèi)可利用的低風(fēng)速資源面積約占全國風(fēng)能資源區(qū)的68%，且均接近電網(wǎng)負(fù)荷的受端地區(qū)。在“三北”風(fēng)電棄風(fēng)問題持續(xù)惡化的背景下，低風(fēng)速風(fēng)場開發(fā)已引起各方關(guān)注，并逐漸在中南部地區(qū)鋪開。目前風(fēng)電企業(yè)在低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展中的表現(xiàn)如何？面對“十三五”的風(fēng)電藍(lán)圖，低風(fēng)速風(fēng)電能否引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展？面對復(fù)雜的山地地形，風(fēng)電企業(yè)又面臨哪些挑戰(zhàn)？湖南華電福新太平里風(fēng)電場為我們提供了一個樂觀的答案。
合理控制造價
八月的湖南，時晴時雨，暑氣彌漫。記者跟隨由《風(fēng)能》雜志主辦的“最美風(fēng)電場”活動的腳步，來到郴州。從市區(qū)驅(qū)車，一小時之后，潔白的風(fēng)電機(jī)組出現(xiàn)在山路之上，山野清新之氣迎面撲來。從山頂俯瞰，墨綠青翠環(huán)繞，風(fēng)電機(jī)組依山而立，武廣高鐵無聲穿過，與微藍(lán)的小湖泊、靜謐的村莊一起，形成了一幅水墨畫。
據(jù)記者了解，湖南省屬我國風(fēng)能資源第Ⅳ類資源區(qū)，其風(fēng)能資源主要集中分布在湘南、湘中、湘東以及洞庭湖周圍。近年來，隨著低風(fēng)速風(fēng)機(jī)的不斷發(fā)展，湖南的風(fēng)電開發(fā)也迎來機(jī)遇。目前，湖南省“十三五”第一批擬核準(zhǔn)風(fēng)電項(xiàng)目計劃已明晰，總規(guī)模共計260萬千瓦。
在眾多風(fēng)電項(xiàng)目之中，華電福新太平里風(fēng)電項(xiàng)目在湖南省有著特殊的地位，其屬于南方中低速山地風(fēng)場，也是湖南省最大的風(fēng)電場，設(shè)計規(guī)模30萬千瓦。機(jī)組布置在海拔600 米至800 米高的山脊上，項(xiàng)目一期建設(shè)5萬千瓦，安裝25臺中國中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司（以下簡稱株洲所）生產(chǎn)的2MW低風(fēng)速機(jī)組，二期5萬千瓦將于今年年底全部并網(wǎng)發(fā)電，三期20萬千瓦目前正在規(guī)劃建設(shè)中。
湖南華電福新太平里風(fēng)力發(fā)電有限公司總經(jīng)理關(guān)然告訴記者，該風(fēng)場一期項(xiàng)目于2015年開始投運(yùn)，截止目前將近一年的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，全年設(shè)備實(shí)際平均利用小時數(shù)已達(dá)2618小時，比當(dāng)初風(fēng)場設(shè)計的2022小時整整多出來600小時，年累計利潤完成1668萬元，風(fēng)場的收益率大大超出了原來的設(shè)計值。按照目前的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)計太平里風(fēng)場可在6年內(nèi)收回全部投資成本。與此同時，發(fā)出的電量100%在省內(nèi)電網(wǎng)全額消納。
但值得注意的是，據(jù)以往的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，大多低風(fēng)速開發(fā)區(qū)域?yàn)閺?fù)雜地形，受資源、建設(shè)等因素的限制，項(xiàng)目收益往往位于盈虧平衡點(diǎn)左右。因此，如何控制工程造價成為低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)的關(guān)鍵。
“南方風(fēng)場最大的問題就是工程造價，開發(fā)商一定要將其控制在最低。造價過高一定會對將來的收益產(chǎn)生很大影響?！标P(guān)然說。
據(jù)關(guān)然介紹，風(fēng)電場的工程造價主要由風(fēng)電設(shè)備和道路、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、集電線路、升壓站建設(shè)幾部分組成。太平里風(fēng)電場一期項(xiàng)目大力推行設(shè)計優(yōu)化，嘗試了道路縮減工程、平臺面積縮小、集電線路桿塔鋁纜結(jié)合、打破常規(guī)吊裝方案等優(yōu)化理念，極力推廣升壓站典型性設(shè)計，在造價水平上樹立了南方山地風(fēng)電標(biāo)桿?！白罱K核算下來，太平里風(fēng)電場的造價約為8000元/千瓦，造價、工期、質(zhì)量、安全都創(chuàng)下了‘湖南之最’?！?
優(yōu)化微觀選址
走進(jìn)華電福新太平里風(fēng)電場中控室，記者看到，一排并列的電腦上清晰地呈現(xiàn)著風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時監(jiān)控畫面。液晶屏上，紅色的大字顯示著太平里風(fēng)電場的日發(fā)電量、月發(fā)電量與年發(fā)電量等數(shù)據(jù)。
據(jù)悉，從以往的行業(yè)數(shù)據(jù)來看，復(fù)雜地形對低風(fēng)速風(fēng)電場的影響較大，部分機(jī)組發(fā)電量損失甚至高達(dá)到15%以上。因此，前期的微觀選址對風(fēng)電場建設(shè)成敗與效益有著重要影響。
據(jù)太平里風(fēng)電場一位員工介紹，太平里風(fēng)電場所處的內(nèi)外部環(huán)境極其復(fù)雜。項(xiàng)目地處湘江水系和珠江水系的分水嶺，氣候多變，夏季多雷暴；受山地走勢限制，場內(nèi)檢修改造道路、集電線路均較長；場內(nèi)建設(shè)邊界條件復(fù)雜，武廣高鐵、京廣鐵路、京珠高速、4條220KV和500KV高壓線等穿過場區(qū)。
“低速山地風(fēng)場有其特殊性，如何在風(fēng)電場內(nèi)合理布局風(fēng)電機(jī)組，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，是我們微觀選址工作的焦點(diǎn)?！标P(guān)然說。
實(shí)踐證明，在南方低速山地風(fēng)場必須科學(xué)合理地確定測風(fēng)方案，重視測風(fēng)塔的代表性。太平里一期項(xiàng)目風(fēng)資源復(fù)核歷時兩年，經(jīng)歷了反復(fù)的考察與核算。風(fēng)電場共架設(shè)了4 座測風(fēng)塔，通過不同山形下的測風(fēng)資料，準(zhǔn)確分析出風(fēng)能特征參數(shù)，選取合理的機(jī)組基座位置。
“接到微觀選址復(fù)核任務(wù)后，我們首先進(jìn)行微觀選址優(yōu)化理論計算，對原設(shè)計院提供的方案進(jìn)行了大幅度調(diào)整，然后對現(xiàn)場地形、建設(shè)條件等進(jìn)行踏勘，確定新選機(jī)位點(diǎn)，根據(jù)踏勘結(jié)果再次進(jìn)行室內(nèi)計算.由于太平里風(fēng)電場地形及限制因素的特殊性，本過程歷時長達(dá)兩個月，方案優(yōu)化修改達(dá)7次，在有限的區(qū)域內(nèi)避開了武廣高鐵、京珠高速、高壓線路等影響。最終出具的方案在安全性滿足風(fēng)電機(jī)組要求的基礎(chǔ)上，發(fā)電量大幅提升，理論年發(fā)電量超過2200小時，較原設(shè)計院提供的可研報告提升了23.7%?！闭麢C(jī)設(shè)備供應(yīng)商——株洲所的運(yùn)維負(fù)責(zé)人凡增輝告訴記者。
葉片技術(shù)很關(guān)鍵
此外，由于低風(fēng)速地區(qū)的環(huán)境特殊性，對風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)和配置也提出了更高要求。記者了解到，太平里風(fēng)電場選用了中車株洲所的WT2000D110型雙饋風(fēng)電機(jī)組，具備良好的對抗低溫、凝露、鹽蝕、風(fēng)沙、雷暴、紫外線輻射等能力。
“針對低風(fēng)速風(fēng)場的風(fēng)資源特點(diǎn)，對低風(fēng)速型風(fēng)電機(jī)組設(shè)計輸入因素特點(diǎn)進(jìn)行了解析，從空氣密度、湍流強(qiáng)度、極限風(fēng)速、年平均風(fēng)速、環(huán)境條件等多個維度綜合考慮以確定整機(jī)設(shè)計外部輸入條件，給出最優(yōu)解決方案?！狈苍鲚x說，“對于低風(fēng)速機(jī)組而言，葉片的作用尤其關(guān)鍵。我們優(yōu)化設(shè)計出了性能優(yōu)異的長柔性葉片，解決了長葉片穩(wěn)定性變差，復(fù)雜風(fēng)況條件下葉片自激振動問題，使其發(fā)電性能更優(yōu)?！?
據(jù)介紹，投運(yùn)以來，太平里風(fēng)電場以年度專業(yè)檢修、風(fēng)場日常維護(hù)等預(yù)防性維護(hù)為契機(jī)，深入開展降缺陷管理，極大降低了風(fēng)機(jī)的缺陷率，切實(shí)提高了設(shè)備可靠性，目前風(fēng)場的平均故障時間間隔達(dá)到6000小時。太平里風(fēng)場發(fā)電量、年度故障損失發(fā)電量、故障小時數(shù)、風(fēng)機(jī)可利用率等各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)每月均在湖南地區(qū)各風(fēng)場中排名第一，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
