文 | 朱怡

工作篇

一個(gè)低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)的“柴米油鹽”

文 | 朱怡

國(guó)電茶山風(fēng)電場(chǎng)是本刊與殼牌共同舉辦“最美風(fēng)電場(chǎng)”活動(dòng)的第一站。作為一個(gè)沿海高山風(fēng)電場(chǎng)，茶山風(fēng)電場(chǎng)的工作生活條件與其他風(fēng)電場(chǎng)同樣艱苦，但這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)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(shí)數(shù)，以及隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)突如其來(lái)的冰凍和臺(tái)風(fēng)。茶山風(fēng)電場(chǎng)因具有環(huán)境友好美、民生和諧美、風(fēng)電人物美、知識(shí)傳承美、運(yùn)維管理美，而成為一個(gè)值得關(guān)注的風(fēng)電場(chǎng)樣本。

爭(zhēng)論一年的陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)調(diào)整終于在今年塵埃落定。這意味著，電價(jià)調(diào)整后，一部分風(fēng)電項(xiàng)目吸引投資的能力將會(huì)有所下降，而這3類風(fēng)資源區(qū)目前恰好是我國(guó)棄風(fēng)限電和開(kāi)發(fā)企業(yè)虧損較嚴(yán)重的地區(qū)。與此相對(duì)的是，風(fēng)能資源較好、項(xiàng)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(jià)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(jià)調(diào)整還傳達(dá)出另外一層深意，即合理引導(dǎo)風(fēng)電投資。具體來(lái)說(shuō)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(chǎng)，倡導(dǎo)分散式開(kāi)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(gè)主廚，備齊上好食材，擺開(kāi)鍋碗瓢盆，將低風(fēng)速風(fēng)電這場(chǎng)盛宴越做越大。面對(duì)“十三五”的風(fēng)電藍(lán)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(jià)體系開(kāi)始顯露突破之光時(shí)，是否意味著低風(fēng)速市場(chǎng)已掌握更穩(wěn)健的未來(lái)？

跟隨《風(fēng)能》雜志主辦、殼牌協(xié)辦的“最美風(fēng)電場(chǎng)”活動(dòng)的探尋腳步，近年新建的國(guó)電電力寧海茶山風(fēng)電場(chǎng)為我們提供了一個(gè)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(gè)小時(shí)后，一排排潔白的風(fēng)電機(jī)組出現(xiàn)在車窗外，草木之香混合著山野之氣陣陣襲來(lái)。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(jī)組隨山建，風(fēng)由風(fēng)輪轉(zhuǎn)，仿佛置身蓬萊仙境。

時(shí)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(xiàng)目——國(guó)電電力寧海茶山風(fēng)電場(chǎng)。機(jī)組布置在海拔600米至800米高的山脊上,共安裝39臺(tái)1.5兆瓦機(jī)組，總?cè)萘?8.5兆瓦。2013年 6月投運(yùn)至今，該風(fēng)電場(chǎng)累計(jì)發(fā)電量達(dá)30953萬(wàn)千瓦時(shí)。每年節(jié)約標(biāo)煤5萬(wàn)多噸，淡水約45萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約15萬(wàn)噸、粉塵4000多噸、二氧化硫約1000萬(wàn)噸。

國(guó)電電力寧海茶山風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)告訴記者，該風(fēng)電場(chǎng)2014年發(fā)電量為14618萬(wàn)千瓦時(shí)，利用小時(shí)達(dá)2499小時(shí)，比該省平均利用小時(shí)數(shù)高303小時(shí)。與此同時(shí)，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(jià)值因電價(jià)和零“棄風(fēng)”得以凸顯，但其開(kāi)發(fā)難度卻遠(yuǎn)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(kāi)發(fā)區(qū)域，山地眾多、地形復(fù)雜，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸和安裝成為風(fēng)電開(kāi)發(fā)商需要克服的普遍困難。

“建設(shè)過(guò)程中，我們改建進(jìn)場(chǎng)道路12千米，新建場(chǎng)內(nèi)道路26千米，坡陡、彎多、巖石多等情況，都對(duì)道路修建和大件設(shè)備運(yùn)輸帶來(lái)相當(dāng)大的困難?！睋?jù)一位熟悉該風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的員工介紹，茶山區(qū)域夏季降雨多，冬季冰凍期長(zhǎng)，每年有效施工時(shí)間只有5個(gè)月，按照風(fēng)電項(xiàng)目固有的建設(shè)周期，要確保工程高質(zhì)量如期投運(yùn)，難度較大?！拔覀児绢I(lǐng)導(dǎo)常駐施工現(xiàn)場(chǎng)，和大家一起爬山頭，勘地形，有問(wèn)題第一時(shí)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(jìn)行的方式，加快建設(shè)進(jìn)度；運(yùn)輸利用大馬力設(shè)備進(jìn)行牽引，利用道路及沿途吊裝平臺(tái)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(shí)間，完成了開(kāi)工到竣工的過(guò)程，創(chuàng)業(yè)內(nèi)同類型施工進(jìn)度紀(jì)錄?！?/p>

此外，由于低風(fēng)速地區(qū)的環(huán)境特殊性，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)和配置也提出了更高要求。茶山風(fēng)電場(chǎng)處于沿海山林區(qū)域，冰凍、雷暴現(xiàn)象頻繁，因此，選定機(jī)型應(yīng)具有較好的抗臺(tái)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(chǎng)所選用的國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力及浙江運(yùn)達(dá)廠家的機(jī)組均能滿足本風(fēng)電場(chǎng)的溫度、最大風(fēng)速和湍流強(qiáng)度的要求，具有較好的防鹽霧、防潮、防腐、防雷暴等性能。同時(shí)，根據(jù)最大風(fēng)速下機(jī)組設(shè)備結(jié)構(gòu)所承受的動(dòng)靜載荷，風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的抗滑和抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，結(jié)合廠家風(fēng)電機(jī)組荷載資料，進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

全方位入手提升風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維能力

走進(jìn)國(guó)電電力寧海茶山風(fēng)電場(chǎng)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(hào)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面。該風(fēng)電場(chǎng)值班專工將屏幕切換到風(fēng)電生產(chǎn)管理系統(tǒng)后，每臺(tái)機(jī)組的齒輪箱、變槳、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、機(jī)艙溫度等實(shí)時(shí)參數(shù)盡數(shù)顯示。紅色字體將機(jī)組的并網(wǎng)、待機(jī)、啟動(dòng)等不同狀態(tài)醒目標(biāo)識(shí)出來(lái)。屏幕邊緣，風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電瞬時(shí)值和總發(fā)電量正伴隨著畫面中迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷跳動(dòng)變化。

記者了解到，低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)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(xiàng)目場(chǎng)址內(nèi)地形、地貌復(fù)雜。此外，我國(guó)低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目多位于季風(fēng)變化明顯的區(qū)域，積冰、強(qiáng)雷暴、臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣，不僅會(huì)影響項(xiàng)目發(fā)電收益，還會(huì)損毀風(fēng)電機(jī)組和輸電線路等設(shè)施。于是，冰凍、臺(tái)風(fēng)就成了低風(fēng)速地區(qū)不得不面臨的兩大運(yùn)維難題。

“在微觀選址方面，因臺(tái)風(fēng)強(qiáng)氣流突然改變帶來(lái)的非常湍流是造成風(fēng)電機(jī)組破壞性損害的主要原因。茶山風(fēng)電場(chǎng)在微觀選址上就綜合考慮了風(fēng)電機(jī)組位置的安全性和發(fā)電效益?！眻?chǎng)長(zhǎng)表示，茶山風(fēng)電場(chǎng)為了解在極端天氣下不同位置的風(fēng)況，風(fēng)電場(chǎng)曾架設(shè)5座測(cè)風(fēng)塔，通過(guò)不同山形下的測(cè)風(fēng)資料，準(zhǔn)確分析出風(fēng)電場(chǎng)的平均湍流強(qiáng)度、最大湍流強(qiáng)度、最大瞬時(shí)風(fēng)速、入流角等風(fēng)能特征參數(shù)指標(biāo)，選取合理的機(jī)組基座位置。因茶山風(fēng)電場(chǎng)地處臺(tái)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(jī)組，保護(hù)機(jī)組使用壽命。

風(fēng)電葉片覆冰在一些區(qū)域?yàn)榕及l(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(lái)的幾場(chǎng)大雪就曾讓整個(gè)生產(chǎn)條件變得極為艱苦，最低氣溫達(dá)－8℃，場(chǎng)內(nèi)道路多處積雪達(dá)半米以上，39臺(tái)機(jī)組中有30臺(tái)因葉片覆冰導(dǎo)致故障停運(yùn)，風(fēng)電場(chǎng)面臨自并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)最大的考驗(yàn)。

“我們將冰凍情況分成不同等級(jí)來(lái)響應(yīng)。一般情況下會(huì)讓風(fēng)輪勻速旋轉(zhuǎn)，葉片結(jié)冰之后會(huì)讓機(jī)組進(jìn)行對(duì)應(yīng)的偏航，以加速融冰。大雪之后，風(fēng)電場(chǎng)會(huì)組織生產(chǎn)人員對(duì)線路進(jìn)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(fēng)電場(chǎng)一位工作人員告訴記者，經(jīng)過(guò)幾年運(yùn)維探索，該風(fēng)電場(chǎng)已在抗冰凍方面積累了一定經(jīng)驗(yàn)。

投運(yùn)以來(lái)，茶山風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)地形及季風(fēng)特點(diǎn)，優(yōu)化機(jī)組控制策略，重新核算基礎(chǔ)載荷數(shù)據(jù)，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電容量，使得機(jī)組發(fā)電能力在額定功率基礎(chǔ)上增加4%；在夏季臺(tái)風(fēng)期間采用臺(tái)風(fēng)控制模式，冬季采用防冰凍模式，在保障機(jī)組安全運(yùn)行的前提下增加發(fā)電量。截至目前，風(fēng)電場(chǎng)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(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。