中國儲能網(wǎng)訊：:國電茶山風電場是本刊與殼牌共同舉辦“最美風電場”活動的第一站。作為一個沿海高山風電場，茶山風電場的工作生活條件與其他風電場同樣艱苦，但這個風電場還具有其特別之處，如景區(qū)般優(yōu)美的環(huán)境，大大高于浙江省平均水平的利用小時數(shù)，以及隨時準備應對突如其來的冰凍和臺風。茶山風電場因具有環(huán)境友好美、民生和諧美、風電人物美、知識傳承美、運維管理美，而成為一個值得關注的風電場樣本。
爭論一年的陸上風電標桿上網(wǎng)電價調(diào)整終于在今年塵埃落定。這意味著，電價調(diào)整后，一部分風電項目吸引投資的能力將會有所下降，而這3 類風資源區(qū)目前恰好是我國棄風限電和開發(fā)企業(yè)虧損較嚴重的地區(qū)。與此相對的是，風能資源較好、項目存量較大的第IV 類資源區(qū)(業(yè)界常稱為低風速地區(qū))的投資價值將得以凸顯。
不難看出，除了成本下降等客觀因素，陸上風電電價調(diào)整還傳達出另外一層深意，即合理引導風電投資。具體來說就是，控制風電大基地裝機節(jié)奏，支持風能資源不太豐富的中東部地區(qū)發(fā)展低風速風電場，倡導分散式開發(fā)。
新手階段，琢磨“菜譜”與掌握“火候”或許才是關鍵所在——像一個主廚，備齊上好食材，擺開鍋碗瓢盆，將低風速風電這場盛宴越做越大。面對“十三五”的風電藍圖，風電企業(yè)在這輪低風速風電大餐中表現(xiàn)如何?在技術、管理和電價體系開始顯露突破之光時，是否意味著低風速市場已掌握更穩(wěn)健的未來?
跟隨《風能》雜志主辦、殼牌協(xié)辦的“最美風電場”活動的探尋腳步，近年新建的國電電力寧海茶山風電場為我們提供了一個可供參考的觀察樣本。
建設與選型成普遍難題
梅雨季節(jié)的江南，煙雨如墨，濃淡相宜。記者從寧波市區(qū)出發(fā)，車行九曲十八彎的山路約四個小時后，一排排潔白的風電機組出現(xiàn)在車窗外，草木之香混合著山野之氣陣陣襲來。繼續(xù)前行至山頂，升壓站、綜合控制樓逐一映入眼簾。俯瞰群山，蒼翠之間云騰霧倚，風電機組隨山建，風由風輪轉，仿佛置身蓬萊仙境。
時光倒退3 年，這里還是一片荒蕪山林。如今，這里是浙江省高山容量最大的風電項目——國電電力寧海茶山風電場。機組布置在海拔600 米至800 米高的山脊上, 共安裝39臺1.5 兆瓦機組，總容量58.5 兆瓦。2013 年6 月投運至今，該風電場累計發(fā)電量達30953萬千瓦時。每年節(jié)約標煤5 萬多噸，淡水約45 萬噸，減少二氧化碳排放約15 萬噸、粉塵4000 多噸、二氧化硫約1000 萬噸。
國電電力寧海茶山風電場場長告訴記者，該風電場2014 年發(fā)電量為14618 萬千瓦時，利用小時達2499 小時，比該省平均利用小時數(shù)高303 小時。與此同時，發(fā)出的電量100%在省內(nèi)電網(wǎng)全額消納。
雖然低風速風資源區(qū)的投資價值因電價和零“棄風”得以凸顯，但其開發(fā)難度卻遠高于前3 類地區(qū)。除了風資源較差外，低風速風資源區(qū)難以找到成片的開發(fā)區(qū)域，山地眾多、地形復雜，風電機組的運輸和安裝成為風電開發(fā)商需要克服的普遍困難。
“建設過程中，我們改建進場道路12 千米，新建場內(nèi)道路26 千米，坡陡、彎多、巖石多等情況，都對道路修建和大件設備運輸帶來相當大的困難。”據(jù)一位熟悉該風電場建設的員工介紹，茶山區(qū)域夏季降雨多，冬季冰凍期長，每年有效施工時間只有5 個月，按照風電項目固有的建設周期，要確保工程高質(zhì)量如期投運，難度較大。“我們公司領導常駐施工現(xiàn)場，和大家一起爬山頭，勘地形，有問題第一時間協(xié)調(diào)解決;工程采取了總包的方式，道路施工階段采取分段進行的方式，加快建設進度;運輸利用大馬力設備進行牽引，利用道路及沿途吊裝平臺安放設備，減低中轉次數(shù)及距離，有效保證施工速度。在如此復雜的條件下，用一年的時間，完成了開工到竣工的過程，創(chuàng)業(yè)內(nèi)同類型施工進度紀錄?！?
此外，由于低風速地區(qū)的環(huán)境特殊性，對風電機組的技術和配置也提出了更高要求。茶山風電場處于沿海山林區(qū)域，冰凍、雷暴現(xiàn)象頻繁，因此，選定機型應具有較好的抗臺風、抗冰凍、防鹽霧、防雷及較高的防腐等性能。記者了解到，該風電場所選用的國電聯(lián)合動力及浙江運達廠家的機組均能滿足本風電場的溫度、最大風速和湍流強度的要求，具有較好的防鹽霧、防潮、防腐、防雷暴等性能。同時，根據(jù)最大風速下機組設備結構所承受的動靜載荷，風電機組基礎的抗滑和抗傾覆穩(wěn)定計算結果，結合廠家風電機組荷載資料，進一步優(yōu)化機組基礎結構設計。
全方位入手提升風電場運維能力
走進國電電力寧海茶山風電場的中控室，記者看到，一排并列的液晶屏上清晰地呈現(xiàn)著不同品牌不同型號風電機組的實時監(jiān)控畫面。該風電場值班專工將屏幕切換到風電生產(chǎn)管理系統(tǒng)后，每臺機組的齒輪箱、變槳、風輪轉速、機艙溫度等實時參數(shù)盡數(shù)顯示。紅色字體將機組的并網(wǎng)、待機、啟動等不同狀態(tài)醒目標識出來。屏幕邊緣，風電場發(fā)電瞬時值和總發(fā)電量正伴隨著畫面中迎風轉動的葉片不斷跳動變化。
記者了解到，低風速風電項目多位于風能資源豐富帶的外圍或地形加速作用較明顯的區(qū)域，其項目場址內(nèi)地形、地貌復雜。此外，我國低風速風電項目多位于季風變化明顯的區(qū)域，積冰、強雷暴、臺風等災害性天氣，不僅會影響項目發(fā)電收益，還會損毀風電機組和輸電線路等設施。于是，冰凍、臺風就成了低風速地區(qū)不得不面臨的兩大運維難題。
“在微觀選址方面，因臺風強氣流突然改變帶來的非常湍流是造成風電機組破壞性損害的主要原因。茶山風電場在微觀選址上就綜合考慮了風電機組位置的安全性和發(fā)電效益?！眻鲩L表示，茶山風電場為了解在極端天氣下不同位置的風況，風電場曾架設5 座測風塔，通過不同山形下的測風資料，準確分析出風電場的平均湍流強度、最大湍流強度、最大瞬時風速、入流角等風能特征參數(shù)指標，選取合理的機組基座位置。因茶山風電場地處臺風多發(fā)區(qū)域，在前期選址上就避免在環(huán)境湍流大的區(qū)域安裝風電機組，保護機組使用壽命。
風電葉片覆冰在一些區(qū)域為偶發(fā)性事件，但在低風速地區(qū)發(fā)生的頻率則較高。2014 年2月，茶山迎來的幾場大雪就曾讓整個生產(chǎn)條件變得極為艱苦，最低氣溫達- 8℃，場內(nèi)道路多處積雪達半米以上，39 臺機組中有30 臺因葉片覆冰導致故障停運，風電場面臨自并網(wǎng)發(fā)電以來最大的考驗。
“我們將冰凍情況分成不同等級來響應。一般情況下會讓風輪勻速旋轉，葉片結冰之后會讓機組進行對應的偏航，以加速融冰。大雪之后，風電場會組織生產(chǎn)人員對線路進行巡視，主要檢查避雷線、通訊線、引流線是否有冰凍下墜現(xiàn)象等?！辈枭斤L電場一位工作人員告訴記者，經(jīng)過幾年運維探索，該風電場已在抗冰凍方面積累了一定經(jīng)驗。
投運以來，茶山風電場根據(jù)地形及季風特點，優(yōu)化機組控制策略，重新核算基礎載荷數(shù)據(jù)，提高風電機組的發(fā)電容量，使得機組發(fā)電能力在額定功率基礎上增加4% ;在夏季臺風期間采用臺風控制模式，冬季采用防冰凍模式，在保障機組安全運行的前提下增加發(fā)電量。截至目前，風電場綜合廠用電率2.12%，設備等效可用系數(shù)99.02%，設備可利用率99.31%，一二次設備完好率控制在99% 以上，創(chuàng)造了良好的社會和經(jīng)濟效益。
原標題:一個低風速風電場的“柴米油鹽”
