國電茶山風(fēng)電場是本刊與殼牌共同舉辦“最美風(fēng)電場”活動的第一站。作為一個沿海高山風(fēng)電場,茶山風(fēng)電場的工作生活條件與其他風(fēng)電場同樣艱苦,但這個風(fēng)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(yīng)對突如其來的冰凍和臺風(fēng)。茶山風(fēng)電場因具有環(huán)境友好美、民生和諧美、風(fēng)電人物美、知識傳承美、運維管理美,而成為一個值得關(guān)注的風(fēng)電場樣本。
爭論一年的陸上風(fēng)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(fēng)電項目吸引投資的能力將會有所下降,而這3 類風(fēng)資源區(qū)目前恰好是我國棄風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)電電價調(diào)整還傳達出另外一層深意,即合理引導(dǎo)風(fēng)電投資。具體來說就是,控制風(fēng)電大基地裝機節(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)。
新手階段,琢磨“菜譜”與掌握“火候”或許才是關(guān)鍵所在——像一個主廚,備齊上好食材,擺開鍋碗瓢盆,將低風(fēng)速風(fēng)電這場盛宴越做越大。面對“十三五”的風(fēng)電藍圖,風(fēng)電企業(yè)在這輪低風(fēng)速風(fēng)電大餐中表現(xiàn)如何?在技術(shù)、管理和電價體系開始顯露突破之光時,是否意味著低風(fēng)速市場已掌握更穩(wěn)健的未來?
跟隨《風(fēng)能》雜志主辦、殼牌協(xié)辦的“最美風(fēng)電場”活動的探尋腳步,近年新建的國電電力寧海茶山風(fēng)電場為我們提供了一個可供參考的觀察樣本。
建設(shè)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(fēng)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(fēng)電機組隨山建,風(fēng)由風(fēng)輪轉(zhuǎn),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(fēng)電項目——國電電力寧海茶山風(fēng)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?cè)萘?8.5 兆瓦。2013 年6 月投運至今,該風(fēng)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(fēng)電場場長告訴記者,該風(fēng)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(fēng)速風(fēng)資源區(qū)的投資價值因電價和零“棄風(fēng)”得以凸顯,但其開發(fā)難度卻遠高于前3 類地區(qū)。除了風(fēng)資源較差外,低風(fēng)速風(fēng)資源區(qū)難以找到成片的開發(fā)區(qū)域,山地眾多、地形復(fù)雜,風(fēng)電機組的運輸和安裝成為風(fēng)電開發(fā)商需要克服的普遍困難。
“建設(shè)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(shè)備運輸帶來相當(dāng)大的困難。”據(jù)一位熟悉該風(fēng)電場建設(shè)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(fēng)電項目固有的建設(shè)周期,要確保工程高質(zhì)量如期投運,難度較大。“我們公司領(lǐng)導(dǎo)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(shè)進度;運輸利用大馬力設(shè)備進行牽引,利用道路及沿途吊裝平臺安放設(shè)備,減低中轉(zhuǎn)次數(shù)及距離,有效保證施工速度。在如此復(fù)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(fēng)速地區(qū)的環(huán)境特殊性,對風(fēng)電機組的技術(shù)和配置也提出了更高要求。茶山風(fēng)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(yīng)具有較好的抗臺風(fēng)、抗冰凍、防鹽霧、防雷及較高的防腐等性能。記者了解到,該風(fēng)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(fēng)電場的溫度、最大風(fēng)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(fēng)速下機組設(shè)備結(jié)構(gòu)所承受的動靜載荷,風(fēng)電機組基礎(chǔ)的抗滑和抗傾覆穩(wěn)定計算結(jié)果,結(jié)合廠家風(fēng)電機組荷載資料,進一步優(yōu)化機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
全方位入手提升風(fēng)電場運維能力
走進國電電力寧海茶山風(fēng)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(fēng)電機組的實時監(jiān)控畫面。該風(fēng)電場值班專工將屏幕切換到風(fēng)電生產(chǎn)管理系統(tǒng)后,每臺機組的齒輪箱、變槳、風(fēng)輪轉(zhuǎn)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(fēng)電場發(fā)電瞬時值和總發(fā)電量正伴隨著畫面中迎風(fēng)轉(zhuǎn)動的葉片不斷跳動變化。
記者了解到,低風(fēng)速風(fēng)電項目多位于風(fēng)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(fù)雜。此外,我國低風(fēng)速風(fēng)電項目多位于季風(fēng)變化明顯的區(qū)域,積冰、強雷暴、臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣,不僅會影響項目發(fā)電收益,還會損毀風(fēng)電機組和輸電線路等設(shè)施。于是,冰凍、臺風(fēng)就成了低風(fēng)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(fēng)強氣流突然改變帶來的非常湍流是造成風(fēng)電機組破壞性損害的主要原因。茶山風(fēng)電場在微觀選址上就綜合考慮了風(fēng)電機組位置的安全性和發(fā)電效益。”場長表示,茶山風(fēng)電場為了解在極端天氣下不同位置的風(fēng)況,風(fēng)電場曾架設(shè)5 座測風(fēng)塔,通過不同山形下的測風(fēng)資料,準確分析出風(fēng)電場的平均湍流強度、最大湍流強度、最大瞬時風(fēng)速、入流角等風(fēng)能特征參數(shù)指標,選取合理的機組基座位置。因茶山風(fēng)電場地處臺風(fēng)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(fēng)電機組,保護機組使用壽命。
風(fēng)電葉片覆冰在一些區(qū)域為偶發(fā)性事件,但在低風(fēng)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(dǎo)致故障停運,風(fēng)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(yīng)。一般情況下會讓風(fēng)輪勻速旋轉(zhuǎn),葉片結(jié)冰之后會讓機組進行對應(yīng)的偏航,以加速融冰。大雪之后,風(fēng)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。”茶山風(fēng)電場一位工作人員告訴記者,經(jīng)過幾年運維探索,該風(fēng)電場已在抗冰凍方面積累了一定經(jīng)驗。
投運以來,茶山風(fēng)電場根據(jù)地形及季風(fēng)特點,優(yōu)化機組控制策略,重新核算基礎(chǔ)載荷數(shù)據(jù),提高風(fēng)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(chǔ)上增加4% ;在夏季臺風(fēng)期間采用臺風(fēng)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(fēng)電場綜合廠用電率2.12%,設(shè)備等效可用系數(shù)99.02%,設(shè)備可利用率99.31%,一二次設(shè)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。
記者手記
盛開在荒蕪的角落
結(jié)束茶山風(fēng)電場的采訪行程之后沒幾日,新聞稱今年第9 號強臺風(fēng)“燦鴻” 在浙江沿海登陸。記者撥通了茶山風(fēng)電場的電話,從那里了解到,本次強臺風(fēng)“燦鴻” 出現(xiàn)最大風(fēng)速為43m/s,登陸位置為浙江舟山朱家尖,離茶山風(fēng)電場中心距離為82 公里。據(jù)介紹,在臺風(fēng)來臨前,風(fēng)電場對風(fēng)電機組進行細致檢查,了解設(shè)備狀態(tài),以便采取針對性控制策略。風(fēng)電場和廠家建立聯(lián)合防御機制,運維人員24 小時加強監(jiān)測,有效利用風(fēng)電場裝設(shè)的視頻通訊信息,最大程度上減少臺風(fēng)災(zāi)害對風(fēng)電場的破壞。進入十級風(fēng)圈后,風(fēng)速變化極不穩(wěn)定,機組頻繁啟動,對變頻器影響巨大,風(fēng)電場及時將風(fēng)速變化率過大的機組停運。風(fēng)電場在風(fēng)電機組停運后及時將葉輪偏航至與主風(fēng)向90 度位置,確保其處于安全狀態(tài),有效地減少強風(fēng)負載對風(fēng)電機組機械結(jié)構(gòu)的傷害。
臺風(fēng)過后,記者得知最新消息,茶山風(fēng)電場已經(jīng)經(jīng)受住本次超強臺風(fēng)的考驗。
在抗擊臺風(fēng)“燦鴻” 的眾多新聞報道中,或許茶山風(fēng)電場的身影并不起眼。他們默默堅守,默默行動,默默完成任務(wù)。這讓我想起在采訪過程中,一位茶山風(fēng)電場運維人員指著山坡上俯拾即是的小黃花說道:“費心鋪下的草坪經(jīng)常被牛群踩壞,倒是隨手灑下的這些草籽,長出的金雞菊染黃了茶山。”
沒有多少壯懷激烈,并不表示一馬平川; 沒有多少驚濤駭浪,并不意味輕而易舉。仿佛是一種傳承,樸素的言語襯托黝黑的面龐,成為我國風(fēng)電人的定格畫面。在最荒蕪的角落,也可能照見小小的美好——從茶山漫山遍野盛開的金雞菊,我看到了我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)一路走來最珍貴的內(nèi)核。