先天资源条件不占优的风电场 该如何打出一手“好牌”?

风电要闻     2020-12-28    浏览:5

  船城风电场位于河南省洛阳市宜阳县,2017年,在年平均风速5.58米/秒的情况下,机组可利用小时数达2567小时,发电量1.23亿千瓦时,两项指标远超预期。

  河南属于低风速区域,洛阳的风资源在河南省内也并不是最好的,船城风电场是如何在先天资源条件并不占优的情况下打出一手“好牌”的?

  微观选址精益求精

  从洛阳市区向西行驶约20公里,远远就能看到挺拔的“大风车”在蓝天、白云和青山的映衬下迎风旋转,这里便是华电集团船城风电场。

  据业主方河南华电福新能源有限公司副总经理陶晶涛介绍,项目总装机48MW,选用明阳智能低风速机型,每年可向电网提供超过1亿千瓦时的清洁电能。与燃煤火电相比,每年可节省标准煤2.93万吨,节约水27.91万吨,减少二氧化碳排放约27.9万吨,减少烟尘和废渣约1.1万吨,在有效节约燃料资源和水资源的同时,降低了环境污染,改善了当地能源结构。

  据介绍,船城风电场设计年发电量9169万千瓦时,2017年的实际发电量为1.23亿千瓦时,机组年平均可利用率高达99.41%,各项指标远高预期。统计显示,2017年,船城风电场全年满容量运行,在年平均风速5.58米/秒情况下,机组可利用小时数达2567小时,比河南全省全年满容量运行的所有风电场平均值2103小时高出464小时。

  作为洛阳市首个风电项目,船城风电场自投运以来,凭借着出色的经济效益已成为河南省示范项目,更重要的是,其实践为低风速山地风电场探索出了一套从微观选址到机组选型、再到运维管理的有益经验。

  船城风电场场长何天雅对记者表示,对于船城风电场这类山地风电场来说,首先要在微观选址方面做足功课。

  微观选址是在宏观选址选定的小区域中,确定如何排列布置风电机组,以保证整个风电场年发电量最大化。微观选址一旦发生偏差,会给发电量造成巨大损失,并导致运维费用的大幅增加。

  听何天雅娓娓道来,原来微观选址中也有很多门道。“既要考虑地表粗糙度、地形加速效应和障碍物遮挡等地形地貌对风速的影响,又要考虑风电机组尾流的影响。此外,还要考虑排布效率、载荷风况等多种因素。”何天雅说。

  何天雅告诉记者,在建设期,根据实际情况对船城风电场中的5台风机机位进行了微观调整。机位优化调整后,发电小时数比可研阶段均有不同程度的提升。这为风电场取得良好的发电效益奠定了坚实基础。

  机组选型因地制宜

  “虽然现在5.5米/秒左右的风资源都成了‘香饽饽’,但是在船城风电场投运之初的2015年,这样的风资源条件并不被看好。”陶晶涛介绍说。

  在特别讲究“出生决定一切”的风电行业,靠什么把一手看着不怎么样的牌打出彩?陶晶涛认为,除了做好前期的微观选址外,同样离不开好的“硬件”和“软件”——科学的机组选型和精益化的运维管理。

  陶晶涛表示,河南省属于三类或四类风区,是典型的低风速区域。经过机型比选,最终选用的明阳智能风机恰好可以满足低风速山地风场条件,最大程度上兼顾了可靠性和经济性。

  在何天雅看来,明阳智能为风电场提供的智慧风机方案,对于提高整场发电量和可利用率很有帮助。

  明阳智能河南区域总经理旷晏介绍,该款机型搭载了明阳智能自主研发的自寻优控制策略、非对称载荷扇区独自变桨控制策略以及强阵风防超速控制策略。系统可以根据外界风速和模型估计风速变化,自动寻找最优桨距角、最优增益,最优Cp值,保证机组运行可靠,提高发电效率。

  陶晶涛对记者说:“对明阳智能的风机,我感触最深的是可靠性。”对此,旷晏也表示,“在追求技术和机组质量的不断提升方面,我们整机商和业主方的目标是一致的。”

  7S精益化运维护航

  除了优化微观选址、设备科学选型、机组自身性能优异外,精益化的运维管理则是提高发电量的“软件”保障。

  不同于一般的风电场,船城风电场与锦龙光伏电站一同开发运维,属于“风光同场”电站。48MW的风电搭配40MW的光伏,通过风光互补的形式,不仅很好的实现了能源互补,而且优化了运维成本。

  陶晶涛认为,船城风电场的高效管理是华电集团7S精益管理制度在风电运维管理方面的集中体现。

  在他看来,7S管理,是以巩固安全基础、节约经营成本、实现精益化管理为目标的综合管理。特别是引入了对于发电企业来说至关重要的“安全”和“节约”,形成了以“整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全、节约”为内容的管理理念。

  据何天雅介绍,为了更好提升发电量,在后期运维中,尽可能做到风机预知检修、状态检修。尽量利用小风无风天气进行消缺工作,排除隐患,把发电量损失降到最低。

  “风机运行数据接入明阳智能大数据应用系统,能够实时监测每台机组关键部件的核心指标,从而得到机组的详细运行信息,进而做到预防式维护,真正实现了基于状态的运维,确保了机组全年满容量运行。”何天雅表示。

  何天雅透露,依托明阳智能的大数据平台,能够优化风机控制策略,从而提高整场发电效能。

  “发电到机,设备到人。”陶晶涛告诉记者,每一台风机要发多少电,每一位员工负责哪台风机,都有明确的规定和奖惩机制。如,某位员工负责的风机,其发电量数据与近两年数据作对比,发多了就奖励,通过激励措施促使每台风机经济效益最大化。

  一旦出现故障,运维响应速度决定了机组恢复正常运行的时间。何天雅告诉记者,在运维过程中,整机商和业主方通力合作,明阳智能的专业技术人员和华电福新的运维班组人员密切配合,遇到问题快速响应,快速解决。一般情况下,发现问题后,15分钟内人员能够到位,半小时就能处理完成,最大程度上降低了非计划停机对发电量的影响。(文丨张子瑞)

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