青海莫合風電場F234風力發(fā)電機組于近日成功并網(wǎng)，標志著全球一次性并網(wǎng)單體容量最大的莫合、那仁共計95萬千瓦風電場447臺風機全部投運——
清潔能源裝機7263萬千瓦、占比50.14%，首次超過集團電力總裝機的一半，穩(wěn)居國有五大發(fā)電集團之首；完成發(fā)電量290億千瓦時，同比增長18%，其中風電16億千瓦時、同比增長75%——這是國家電力投資集團交出的上半年成績單。
“海南州多能互補集成優(yōu)化示范項目全容量投產(chǎn)，標志著集團公司清潔能源裝機占比達到50%。”國家電投黃河上游水電開發(fā)有限責任公司（下稱“黃河公司”）董事長謝小平表示。我國單體容量最大的85萬千瓦莫合風電場由多能互補集成優(yōu)化工程400兆瓦風電場和450兆瓦風電場組成，前者共安裝182臺遠景能源2.2兆瓦風機。此次并網(wǎng)標志著莫合、那仁共計95萬千瓦、447臺風機的全球一次性并網(wǎng)單體容量最大的風場實現(xiàn)全部投運。
平均海拔超過3000米，年均氣溫不足5攝氏度，加之極為復雜的地形，這座風場的實際建設周期卻只用了7個月。如何產(chǎn)生的高效率？本報記者實地探訪、尋找答案。
國內(nèi)單體容量最大
經(jīng)濟與環(huán)境效益并存
炎炎夏日，身處青海省海南藏族自治州共和縣境內(nèi)的茫茫草原，卻無比涼爽。車越往高處行駛，碎石鋪成的臨時道路就越顛簸，直到人跡罕至的高山深處，一臺臺挺拔的風機佇立眼前，猶如潔白的鋼鐵森林一般裝點草原。
這里是85萬千瓦莫合風電場，由黃河公司投資建設，“項目平均海拔3000多米，站區(qū)面積約369平方公里。自2018年12月31日首臺機組并網(wǎng)發(fā)電后，我們一鼓作氣，與參建單位共同努力，確保6月底完成最后10臺風機的并網(wǎng)工作。經(jīng)過嚴密觀察，風場達到95萬千瓦額定出力，全球一次性并網(wǎng)單體容量最大的風電項目由此全部并網(wǎng)投運。”莫合風電場升壓站站長劉帥介紹。
記者進一步了解到，該項目年發(fā)電量可達18億千瓦時，與傳統(tǒng)火電廠相比，每年相當于節(jié)約標準煤約60萬噸，減少煙塵約0.76萬噸，減少二氧化碳排放約180萬噸。“截至7月24日凌晨，黃河公司在運遠景風機總發(fā)電量為5.51億千瓦時，均達到項目設計電量水平。”青海黃河風力發(fā)電有限責任公司黨委書記、執(zhí)行董事劉啟棟認為，這是經(jīng)濟與環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。
更值得一提的是，項目從去年5月開工建設，到去年底首臺機組并網(wǎng)發(fā)電，期間也不過7個月時間。“能夠保質(zhì)保量地按時完成目標，實屬不易。這是開發(fā)商、建設方及整機商共同努力的結(jié)果。”劉啟棟感慨道。
好風場離不開合理選型
及科學設計
是什么樣的經(jīng)歷，讓劉啟棟等多位參建者連連感慨？受訪者不約而同稱，高海拔、高寒條件給項目埋下諸多先天難題。
“由于海拔高、空氣密度低，低溫對風機適應性的要求比一般地區(qū)更高。當?shù)剡€時有沙塵暴，風里裹著沙子，容易對葉片、塔筒等設施造成磨損，或因大量灰塵進入風機而影響運轉(zhuǎn)，設備絕緣、密封等性能一定要好。”劉啟棟舉例，合理的風機選型、精準的微觀選址、科學的點位布置等前期工作，將直接影響后期效益。選擇合適的整機商伙伴，也因此更加重要。
“事實證明，入圍廠家的風電機組實際運行表現(xiàn)都很不錯。”劉啟棟表示，“項目還充分發(fā)揮業(yè)主、設計院及整機商的協(xié)同力量，得出最優(yōu)設計方案。比如，遠景在智能化選址方面走得靠前，他們的格林威治風電場設計平臺給出的專業(yè)意見，為我們提供了參考。”
對此，遠景能源莫合項目解決方案相關(guān)負責人也告訴記者，選址階段，工程師常在建設成本與發(fā)電量之間“進退兩難”。遠景通過自行開發(fā)的智慧風場設計平臺，為發(fā)電量評估與載荷仿真提供精細的風況輸入，結(jié)合風資源工程師實地勘探，可根據(jù)經(jīng)濟性結(jié)果快速取舍。
“莫合風電場范圍大，機位多，需要從整體出發(fā)，考慮排布對尾流的影響。普通軟件無法同時計算這么多機位，也難做到優(yōu)化排布算法。我們通過自開發(fā)尾流優(yōu)化排布模型，整體規(guī)劃排布；通過調(diào)整機位行列間距，前后排機位錯開比例、機位排布朝向等關(guān)鍵排布參數(shù)，得到滿足容量要求尾流最小的排布方式，再配合人工手動調(diào)整，可保證發(fā)電量最大化。”該人士稱。
克服重重困難保施工
智能化管理促運維
前期工作，還只是考驗的“開始”。黃河公司新能源建設部項目經(jīng)理沈元信清楚記得，施工期間，惡劣天氣、低溫缺氧、交通阻塞等困難應接不暇，“受氣候影響，施工窗口期本就很短，真正的黃金時間只有二、三季度。可偏偏去年7-8月就碰上30年一遇的強降雨天氣，降雨量突破歷史極值，給運輸、施工等造成極大干擾。我們必須搶抓一切有利條件，合理規(guī)劃、加緊施工。”
遠景能源交付團隊相關(guān)負責人也向記者證實，項目需求數(shù)量大、需求時間集中，對物料準備、生產(chǎn)組織、高效裝配均提出了極高要求。為配合業(yè)主，遠景團隊提前規(guī)劃，主動加大運力、人員等投入。僅運輸周期一項，就從24天縮短到10天。“為保證高質(zhì)量的如期交付，遠景技術(shù)指導人員全程監(jiān)督施工現(xiàn)場，確保各項作業(yè)嚴格按照標準工藝執(zhí)行。遠景自主研發(fā)的新式吊索具，大大提高卸貨、吊裝效率及吊裝穩(wěn)定性。通過結(jié)合遠景格林威治云平臺風速預測，精準安排現(xiàn)場工作，也最大程度上減少天氣影響，為項目如期投運提供保障。”
劉啟棟坦言，由于地形復雜、局地氣候變化大，現(xiàn)有技術(shù)對當?shù)仫L速的預判精度受限。加之項目覆蓋地域廣，東西長約100多公里，南北跨度達30-40公里。“在這么大的范圍內(nèi)，后期運維的難度著實不小，對運維團隊也是嚴峻考驗。”
結(jié)合現(xiàn)狀，莫合風電場現(xiàn)按“少人值守”原則設計，可實現(xiàn)電站的遠程監(jiān)控、調(diào)節(jié)及大數(shù)據(jù)分析等功能。“例如，通過遠景中央監(jiān)控系統(tǒng)，提前對機組健康度狀態(tài)進行預警；結(jié)合孔明風功率預測系統(tǒng)，對不影響機組安全運行的亞健康故障，計劃性選擇小風天氣處理；極大減少了發(fā)電量損失，可實現(xiàn)智能化運維。”遠景能源運維團隊相關(guān)負責人介紹。
“莫合風電實現(xiàn)高效率，可以說是各方共同努力的結(jié)果。”劉啟棟對此表示。
