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高海拔风电如何实现高效益?

导读: 十年前,当高原风电还是风电开发禁区的时候,华能集团成为“第一个吃螃蟹的人”,成功在云南开发了全国首个高海拔风电场,打破了云贵川高原地区不适宜建风电场的传统观念,也正式拉开了云南风电开发的大幕。

十年前,当高原风电还是风电开发禁区的时候,华能集团成为“第一个吃螃蟹的人”,成功在云南开发了全国首个高海拔风电场,打破了云贵川高原地区不适宜建风电场的传统观念,也正式拉开了云南风电开发的大幕。如今,华能集团在云南投运了20多座风电场。作为其中的代表项目,大理五子坡风电场以高发电量成为滇西地区的标杆风场。他们在高原风电开发和运维上获得了哪些经验?如何做到风机利用小时数远超可研设计的利用小时数?又是如何兼顾经济效益和生态效益?

发电表现远超预期

“风、花、雪、月”并称大理四绝为世人所知。苍山洱海间的风让下关成为著名的“风城”,也为大理风电开发提供了基础性条件。

位于大理州大理市、巍山县、弥渡县交界的山脊和台地上的五子坡风电场,海拔在2600米左右,投运首年可利用小时数即超过3600小时,成为当年的全国发电冠军。2016年风机利用小时数超过3700小时,在空气相对稀薄、年平均风速7米/秒左右的情况下发电超过5亿千瓦时;2015年风机利用小时数超过4000小时,发电超过6亿千瓦时。

根据中国能建云南院此前的可研数据,五子坡风电场的可研年平均风速为8米左右,空气密度约为0.853kg/m3,可研设计的年平均可利用小时数为2800小时。这意味着,五子坡风电场的表现已远远超出预期。该项目凭借骄人的业绩获得国家优质工程奖、中国电力优质工程等多项国家级奖项。

华能新能源云南分公司综合部经理夏彦喆介绍说,五子坡风场规划了四期,已投运三期,装机总容量14.85万千瓦,安装了99台中车株洲电力机车研究所有限公司(简称“中车株洲所”)提供的WT1500 1.5兆瓦风电机组。工程概算总投资约15亿元,实际总投资约12亿元,工程单位千瓦造价约8300元/千瓦时,节省投资近3亿元。

针对工程区地形地貌复杂,成风机理差异大,气候条件多变,地质灾害多发,交通运输条件差等恶劣条件,作为设计单位,中国能建云南院在微观选址、场内道路、吊装平台、风机基础、升压站及集电线路等多方面都提出了系统、科学、经济合理的设计方案。

“在五子坡风电场的建设过程中,我们并非单纯的设备供应商。在前期预可研阶段,我们也与业主、设计院所密切沟通,不断优化解决方案。针对高原的雷暴、紫外线强等特殊条件,在机组的设计过程中融入了个性化的因素,相当于提供了定制化服务。”中车株洲所技术中心主任王靛告诉记者。

华能新能源云南分公司规划部经理庞军说,正是在业主单位、设计院所、设备提供商的通力合作下,针对高海拔特点,前期做了很多诸如防雷、绝缘等适应性设计,最终为风电场的优异表现奠定了坚实基础。

设计、选型、运维更具针对性

“风电场发电量高,是多种因素共同作用的结果。”五子坡风电场场长王启江告诉记者,“首先,风场的风资源条件相对较好,风速比较均匀、风向比较固定。其次,与合理的前期设计、精准的微观选址、科学的机组选型、精细的风场运维密切相关。再次,五子坡风场是第一个接入云南省省调直调的风场,外送通道条件非常好。”

五子坡风场一期项目于2010年开始建设,1.5兆瓦风机是当时的主流机型。“那时,专门运用于高海拔地区的1.5兆瓦风机非常少,中车株洲所在轨道交通领域积累了丰富的高海拔运行经验,他们将这些经验复制到风机设备制造中。”夏彦喆说,“风机选型主要根据风电场的风速情况及湍流强度等因素综合考虑,优化选用大叶片、变桨变速的机型保证风机的功率和经济效益最大化。风机的布置根据风电场风能资源条件、地形条件等因素综合考虑,结合已经运行的高山风电场经验,风机布置采取沿山脊单排布置为主,部分风能资源好的区域采用前后排左右错开的方式多排布机。”

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