中国海装风电机组,多个区域第一是怎样炼成的?
作者:每日风电 2021/08/30 浏览:3778 企业

在中电联公布的2020年度电力行业风电运行指标对标结果中,中国船舶集团海装风电股份有限公司(以下简称“中国海装”)西北地区新疆自治区(达坂城地区)蝉联区域机组可利用率指标最优主机厂外,西北地区青海省、华北地区河北省(承德地区)也摘得桂冠。

 

从西北青海、新疆的戈壁滩到华北塞罕坝国家森林公园的林地,自然条件差别巨大,中国海装的风电机组,是如何完美跨越,将多个区域第一炼成的?

 

一、西北戈壁上的增效绝招

 

中国130万平方公里戈壁滩。主要分布在新疆、内蒙、甘肃、宁夏,气候干旱,空气干燥,寒暑变化剧烈,年温差40°C以上。日照丰富,风力强劲。

 

传统的不毛之地,造就了一批风光资源得天独厚的新能源资源大省、发展大省。国家统计局数据表示,青海省2020年累计风电产量61.7亿千瓦,风电装机843万千瓦。2020年,青海省已经成为我国新能源装机占比最高的省份。

中国海装青海冷湖项目一期地处青藏高原北部的戈壁滩上,海拔2780~3000m,年平均空气密度0.897kg/m3,最低气温零下35℃,年均沙尘暴日数3.4d,年均雷暴日数3.4d,这样的极端环境,给风电机组控制、运行带来极大挑战。中国海装针对高海拔、低空气密度的特殊环境条件,定制化开发了系列控制技术以适应此类地区较为恶劣的环境条件。

 

*MetePro发电量提升技术

 

空气密度、湍流、地形、季节气候等实际环境因素时刻影响机组的发电能力。中国海装对机组实际运行环境和标准设计工况进行对比分析,全面校核机组实际运行载荷和标准设计载荷的差异,提出根据环境条件而自适应的MetePro智能控制器,开发其潜能,进一步“压榨”机组发电能力。

*叶片失速补偿控制技术

 

受空气密度变化的影响,叶片翼型运行攻角会达到或大于失速攻角,导致叶片失速,严重影响风能吸收效率。针对这一问题提出基于叶片失速、以空气密度为变量的变桨功角控制算法,避免失速现象发生,提高风能吸收效率。通过分析叶片失速特性,确定空气密度变化与攻角的关系,建立空气密度与叶片桨距角函数,通过实时空气密度对叶片运行角度进行修正,避免进入叶片进入失速攻角区域,防止机组进入失速区,机组始终工作在机组稳定区域,提高风能利用效率。

*变转速范围最佳叶尖速比跟踪控制技术

 

风电机组设计的标准工况致使用于控制的转速转矩曲线也是在标准空气密度下完成设计的,但在海拔较高、冬夏温差大、昼夜温差大的地区,空气密度变化大,风电机组长期未工作在最佳Cp的工作状态下。针对这一情况,我司经过分析验证后提出了变转速范围最佳叶尖速比跟踪控制技术,即在控制参数中引入空气密度参量,对标准空气密度下的转速转矩曲线的变转速区进行实时修正。通过修正,控制机组工作在不同的状态点,实现机组最佳Cp实时追踪,最大限度发挥机组的产电能力。通过该技术的应用,可提升风电机组1.5%的发电量。

在这样的技术加持下,中国海装的青海冷湖一期项目十五台2MW机组在2017-2021年运行期间,以优秀的机组性能和可靠性,创出精品工程,实现了安全零事故,平均年总发电量91297045.75kW·h,风机可利用率99.60%,在青海全省机组可利用率上独占鳌头。

在来自风电财经2014-2019全国各省风电年利用小时数统计中,六年间31省平均1914.67h,最优2639h,冷湖项目风机年利用小时数3043.23h,是平均数据的1.59倍。

 

二 华北林区里的稳固秘籍

 

中国海装河北承德腾源阴河、四道沟、德源项目位于国家级旅游景区塞罕坝国家森林公园处,风机布置在海拨1700m的林场之上,全年平均风速在7.39m/s。项目安装了72台2.0MW风电机组,在19年6月至21年8月三年运行中,三个项目年平均利用率达到99.72%,2020年平均满发小时数2744.31h。获得华北河北省(承德地区)区域机组可利用率第一。

8月23-24日,习近平总书记在承德考察,高度赞扬塞罕坝林场建设。

 

翩翩飞舞的白色风力发电机和无垠的绿色林海相映成辉,以不同的形式、共同的目标构建成一副中国生态文明建设史画卷。

中国有2.35亿公顷林地,低风速资源丰富,而且远离居民聚集区,有利于风电建设,但是林场消防安全要求级别高,塞罕坝这样的北方林场更是冬季寒冷,年积雪日数达到169d,易发生覆冰,这样的环境,中国海装机组应对同样不在话下。

 

*风力发电机组自动消防系统

 

目的在于防止风力发电机组发生火灾,造成巨大的经济损失、环境和社会影响。由于风力发电机组运行环境特殊,自动消防系统安全责任重大,自动消防系统必须设计严谨,做到机组实际运行进行消防火灾。为应对不同地域和业主要求,中国海装致力于打造环境友好型机组,开发风电机组自由匹配的司自动消防系统,采用四级配置、探测多元、精选灭火介质、全方位信号监控等综合解决方案。自动消防系统呈独立系统,具备防护区域火灾探测、独立灭火的功能,具备报警灭火联防联动功能,同时与主控实现联动,实现火灾探测、灭火状态监测等功能。

 

*叶片除冰技术

 

控制方面,通过振动监测、叶片在线监测、功率曲线监测、气象数据监测,通过软件算法结合的加入实现叶片结冰检;在硬件方面,中国海装叶片表面均喷涂有疏水憎冰涂料,使用的材料为有机氟碳防结冰涂料,同时叶片有一定覆冰运行能力,随着技术开发深入,将陆续实现的叶片放冰、除冰等技术方案。

习近平总书记视察承德时说:“抓生态文明建设,既要靠物质,也要靠精神”。恶劣环境下中国海装卓越的机组表现,同样离不开优秀的有奋斗精神的机组运维。

 

冬季戈壁滩上,哈气成冰,大风携着冰雪,直往衣服里钻,沙尘暴天气能见度极低,沙子裹着碎石劈头盖脸;林场巡视琐碎漫长,几十斤的测量仪器动不动扛着往返几十里,一年到头剪不上几次头发;为了防患未然和应对突发情况,更经常迎朝霞送残星,两班不息,确保问题不间断及时处理。无数攻坚克难、团结拼搏、精益求精的故事随岁月散于风中,也坚实地凝于风里。

在中国广袤国土上,从海洋到高山,从戈壁到林地,从沙漠到草原……,都有中国海装的足迹,定制化的产品,经受住了各种环境考验,已建成风电项目两百多个。全国八大总装基地,七个运维事业部覆盖全国辐射国际,为全版图服务提供保障。

 

“海陆统筹,向海图强”的中国海装,正以一流风电整机制造商的技术底蕴,秉承“严谨求实、团结协作、拼搏奉献、勇攀高峰的”深潜精神,恪尽央企责任,为实现我国双碳目标蓝图下辉煌的大国气象奉献力量。

 

来源:中国海装

                   
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