“低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組在中國(guó)首先得到重視，被認(rèn)為是用‘中國(guó)式智慧’解決細(xì)分市場(chǎng)需求的最佳體現(xiàn)。低風(fēng)速風(fēng)電市場(chǎng)大幅推動(dòng)了低風(fēng)速設(shè)備的發(fā)展。”

    4月21日，在2017超低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展研討會(huì)上，中國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)理事長(zhǎng)楊校生說(shuō)，“隨著我國(guó)低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，中東部和南方資源區(qū)的風(fēng)電已經(jīng)步入規(guī)模化發(fā)展，預(yù)計(jì)‘十三五’期間，中東部和南部省份低風(fēng)速或超低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)，將成為建設(shè)重點(diǎn)。”

    精細(xì)化評(píng)估和設(shè)計(jì)是前提

    雖然低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)已成為趨勢(shì)，但在華電旗下湖北金源水電發(fā)展有限責(zé)任公司副總經(jīng)理何江茂看來(lái)，低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，比如，低風(fēng)速機(jī)型對(duì)風(fēng)能的捕獲和轉(zhuǎn)換能力;復(fù)雜地形的風(fēng)資源評(píng)估和微觀選址;道路運(yùn)輸及吊裝施工;用地與環(huán)保;規(guī)模和經(jīng)濟(jì)性等。

    湖北武穴大金風(fēng)電場(chǎng)由華電湖北發(fā)電有限公司投資建設(shè)，位于湖北省武穴市境內(nèi)，使用40臺(tái)明陽(yáng)MY2.0-121/85機(jī)組，項(xiàng)目容量80兆瓦。其中，北區(qū)項(xiàng)目于2015年6月27日開(kāi)工建設(shè)，同年12月29日并網(wǎng)發(fā)電。運(yùn)行至今在平均風(fēng)速5.0米/秒的情況下，年等效滿發(fā)2066小時(shí)，機(jī)組可利用率99.3%，居同區(qū)域同資源條件下低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)前列。

    為了更好地探索低風(fēng)速風(fēng)電的開(kāi)發(fā)建設(shè)和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，為其他低風(fēng)速區(qū)域提供樣板和借鑒，本次研討會(huì)上，華電集團(tuán)和明陽(yáng)集團(tuán)啟動(dòng)了武穴大金低風(fēng)速示范風(fēng)場(chǎng)項(xiàng)目，正式宣布將攜手打造低風(fēng)速領(lǐng)域的典型示范。

    華電湖北發(fā)電有限公司黨組書(shū)記、董事長(zhǎng)章明表示，作為華電集團(tuán)公司在湖北區(qū)域的首個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目——湖北武穴大金風(fēng)電場(chǎng)，通過(guò)科學(xué)的風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)、精確的微觀選址、合理的機(jī)組選型和精細(xì)的運(yùn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年核準(zhǔn)、當(dāng)年投產(chǎn)的任務(wù)目標(biāo)，取得了當(dāng)年盈利的優(yōu)異成績(jī)。截至目前，風(fēng)電場(chǎng)各項(xiàng)建設(shè)及性能指標(biāo)均位于中東部低風(fēng)速山地風(fēng)電場(chǎng)前列。

    根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《2016年風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行情況》，截至2016年底，湖北省累計(jì)并網(wǎng)容量201.03萬(wàn)千瓦。“十三五”期間，湖北將新增風(fēng)電裝機(jī)350萬(wàn)千瓦。武穴大金風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)無(wú)疑對(duì)于湖北乃至全國(guó)的低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)都具有借鑒意義。

    作為武穴大金風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主單位代表，何江茂在分享武穴大金風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)說(shuō)，建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)是個(gè)系統(tǒng)工程，從精細(xì)化風(fēng)資源分析到合理的場(chǎng)內(nèi)道路以及輸電線路設(shè)計(jì);從合理規(guī)劃到縮短建設(shè)周期;從機(jī)組選型到后期的高效運(yùn)維，最終發(fā)電量的提升與多個(gè)環(huán)節(jié)密切相關(guān)。其中，精細(xì)化的設(shè)計(jì)、選擇匹配的機(jī)組、智慧高效的運(yùn)維幾個(gè)環(huán)節(jié)顯得尤為重要。對(duì)于低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，更要強(qiáng)調(diào)對(duì)風(fēng)資源的精細(xì)化評(píng)估。

    在中南電力設(shè)計(jì)院項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師尚雄斌看來(lái)，為實(shí)現(xiàn)低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)收益率最大化的目標(biāo)，一方面要提升年發(fā)電量，另一方面要合理降低工程造價(jià)水平。

    明陽(yáng)集團(tuán)首席技術(shù)官?gòu)垎��?yīng)說(shuō)，與7.5米/秒的年平均風(fēng)速比，5-6 米/秒的年平均風(fēng)速下產(chǎn)能將降低30%以上，使低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)處于投資可行性的邊緣，精細(xì)化的風(fēng)資源評(píng)估及機(jī)組載荷分析對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的收益影響敏感度越來(lái)越高，也越來(lái)越受到業(yè)主的重視。

    整機(jī)協(xié)同創(chuàng)新和大容量或是趨勢(shì)

    “針對(duì)低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，更需要好馬配好鞍，根據(jù)風(fēng)資源情況選擇最適合的機(jī)型;重視微觀選址，把每臺(tái)風(fēng)機(jī)放在最適合的位置上。”尚雄斌說(shuō)。

    何江茂認(rèn)為，武穴大金電場(chǎng)發(fā)電表現(xiàn)居同區(qū)域前列，就是因?yàn)楸�承了為�?dāng)?shù)仫L(fēng)資源選擇最適合的機(jī)型的理念。MY2.0-121/85機(jī)型按照“高發(fā)電量、高可靠性、低度電成本”的目標(biāo)定位進(jìn)行設(shè)計(jì)，重點(diǎn)方向是提高低風(fēng)速區(qū)段的風(fēng)能捕獲效率，其設(shè)計(jì)正適應(yīng)了當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源狀況需要。

    張啟應(yīng)告訴記者，伴隨低風(fēng)速風(fēng)電的開(kāi)發(fā)，業(yè)主對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)收益率也更加敏感。這要求風(fēng)電的整機(jī)制造技術(shù)也要隨之不斷創(chuàng)新才能滿足市場(chǎng)的需求。

    “風(fēng)電機(jī)組葉輪直徑的不斷提升，以捕獲更多風(fēng)能;分段葉片技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，適應(yīng)復(fù)雜地形的運(yùn)輸條件;基于風(fēng)電場(chǎng)特征提升輪轂高度，針對(duì)性使用柔性塔筒與混合塔筒技術(shù)獲得更高的風(fēng)速;研發(fā)風(fēng)電整機(jī)輕量化技術(shù)，降低運(yùn)輸與吊裝成本同時(shí)也降低風(fēng)電機(jī)組造價(jià)。”張啟應(yīng)認(rèn)為，“低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)要求風(fēng)電整機(jī)在各個(gè)零部件和相關(guān)鏈條上都進(jìn)行同步創(chuàng)新，而不能僅僅局限于某一個(gè)部件或環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新，否則難以適應(yīng)低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)的需要。”張啟應(yīng)表示，低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)要求風(fēng)電整機(jī)制造商能夠提供“全A”的整體解決方案。

    “針對(duì)超低風(fēng)速、山地區(qū)域特有的氣候、風(fēng)況、地形條件等自然環(huán)境特征，要在現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)投資經(jīng)濟(jì)模型下實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的預(yù)期收益，必須使用大兆瓦、高效率、小體積、低重量、便于運(yùn)輸、吊裝安全的風(fēng)電機(jī)組，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)整體投資不增加的情況下，提升發(fā)電量，降低度電成本。”在談到風(fēng)速不斷下探對(duì)風(fēng)機(jī)制造的要求時(shí)，張啟應(yīng)告訴記者，為適應(yīng)這一市場(chǎng)需求，明陽(yáng)專門研發(fā)MySE系列大容量半直驅(qū)機(jī)組，在確保裝機(jī)容量的條件下，可以最大化的選擇風(fēng)速最優(yōu)的機(jī)位，以高風(fēng)速提升風(fēng)電場(chǎng)整體發(fā)電量;同時(shí)基于MySE所采用的半直驅(qū)傳動(dòng)鏈效率優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于其他類型機(jī)組，可以進(jìn)一步確保風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量實(shí)現(xiàn)整體提升，并使得年平均風(fēng)速5米/秒的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量年等效可利用小時(shí)超過(guò)預(yù)期。

    張啟應(yīng)認(rèn)為，在低風(fēng)速風(fēng)電區(qū)域，各個(gè)機(jī)位差異化的風(fēng)速，極大地影響風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量產(chǎn)出。對(duì)于目前大力發(fā)展的高塔筒技術(shù)，本質(zhì)上也是在提升風(fēng)輪處的平均風(fēng)速，如果采用大容量機(jī)組，可以有效地利用正向風(fēng)切變所帶來(lái)的平均風(fēng)速提升來(lái)推動(dòng)發(fā)電量的提升，降低全生命周期度電成本，以體現(xiàn)高塔筒的價(jià)值優(yōu)勢(shì)。

    在楊校生看來(lái)，雖然業(yè)內(nèi)對(duì)低風(fēng)速的認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一，但低風(fēng)速風(fēng)電近兩年的發(fā)展實(shí)踐表明，適合的才是最好的，每一個(gè)風(fēng)場(chǎng)都要求與其資源條件匹配的風(fēng)電機(jī)組和整體解決方案。

    低風(fēng)速更講究定制化

    “沒(méi)有兩個(gè)風(fēng)況完全相同的風(fēng)場(chǎng)，也沒(méi)有兩個(gè)風(fēng)況完全相同的機(jī)位。制造商將風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)成諸如I類、II類和Ⅲ類這樣的等級(jí)，為不同風(fēng)場(chǎng)所選擇，但根本無(wú)法滿足不同風(fēng)場(chǎng)和不同機(jī)位的要求。隨著技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)計(jì)成本的下降，個(gè)性化設(shè)計(jì)的理念是必然趨勢(shì)。”楊校生告訴記者。

    明陽(yáng)集團(tuán)市場(chǎng)本部總經(jīng)理賀小兵認(rèn)為，定制化思路，就是要在考慮風(fēng)電場(chǎng)全生命期的成本與收益的條件下，引入差異化的定制化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)整體經(jīng)濟(jì)效益的提升，度電成本的下降。

    “只有基于精確的風(fēng)資源條件和環(huán)境特點(diǎn)分析，才能為業(yè)主提供定制化整體解決方案。明陽(yáng)在每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)時(shí)，通過(guò)對(duì)前期風(fēng)資源精細(xì)化分析、后期風(fēng)機(jī)的控制策略及風(fēng)場(chǎng)定制化的參數(shù)標(biāo)定，保證了機(jī)組對(duì)低風(fēng)速下的復(fù)雜風(fēng)況能夠提前預(yù)判并做出及時(shí)響應(yīng)。”賀小兵說(shuō)。

    高塔架技術(shù)是低風(fēng)速地區(qū)比較流行的提升發(fā)電量的一種主流技術(shù)路徑。對(duì)此，尚雄斌認(rèn)為，低風(fēng)速風(fēng)電開(kāi)發(fā)是否有必要采用高塔架不能一概而論，要根據(jù)風(fēng)資源切變是否較大、以及當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)條件來(lái)定。只有針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)地形條件及風(fēng)況特征、風(fēng)切變變化幅度，采用不同高度塔筒組合方案，才能在降低基礎(chǔ)性投資的同時(shí)，減少尾流的影響，提升發(fā)電效率。

    賀小兵表示，在低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)投運(yùn)后，運(yùn)用大數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程智慧運(yùn)維技術(shù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的深層挖掘與處理，有助于縮短故障時(shí)間，降低運(yùn)維成本，提高運(yùn)維效率，大幅提升風(fēng)電場(chǎng)整體發(fā)電效率和水平。此外，后評(píng)估工作對(duì)于超低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)也更有必要，不僅可以輔助挖掘和提升已建成風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的運(yùn)行潛力，還可以提高擬建風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的決策水平、管理水平和投資效益。<