近日，本刊記者獲悉，發(fā)軔于水電、已有71年發(fā)展歷史的中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司(下稱“中國電建西北院”)，自20世紀90年代初涉足風電領域以來，新能源業(yè)務版圖迅速壯大，截至2020年年底在國內(nèi)參與開發(fā)的風電裝機容量達到4000萬千瓦，約占全國風電總裝機容量的18%。其投資建設的都蘭風電場（包括樂邦風電場、浩渺風電場、砥礪風電場）等項目成功投運，產(chǎn)生出良好的經(jīng)濟與示范價值。
“可以說，在中國的可再生能源領域，我們既是‘先驅(qū)者’，也是‘踐行者’。”中國電建西北院副總經(jīng)理張楓表示。
日前，本刊組織的“最美風電場”活動報道組來到浩渺風電場，探尋中國電建西北院如何攜手中車株洲電力機車研究所有限公司（下稱“中車株洲所”），以創(chuàng)新為突破口，打破資源與環(huán)境的局限，實現(xiàn)高海拔地區(qū)風能資源的有效利用，用科技之光照亮西北地區(qū)綠色發(fā)展之路，為國家戰(zhàn)略轉型賦能。
比經(jīng)濟效益更重要的是經(jīng)驗
都蘭風電場，位于青海省海西州都蘭縣境內(nèi)，總裝機容量為19.95萬千瓦，包括樂邦風電場的4.95萬千瓦、浩渺風電場的5萬千瓦，以及砥礪風電場的10萬千瓦。其中，樂邦風電場于2017年8月并網(wǎng)發(fā)電；浩渺風電場于2018年9月并網(wǎng)發(fā)電；砥礪風電場一期（5萬千瓦）于2019年12月并網(wǎng)發(fā)電，二期（5萬千瓦）于2021年4月并網(wǎng)發(fā)電。
該項目場址區(qū)海拔高度超過2900米，年平均風速6米/秒左右，屬于典型的高海拔低風速風電場。加上地處戈壁之中，項目的施工難度很大。
中國電建西北院投資運營公司青海區(qū)域總站長贠康泰以浩渺風電場為例向記者介紹，機組吊裝作業(yè)正值冬季，最低氣溫在-20℃左右，且工期十分緊張，大部件運輸還需要穿過涵洞等。針對這種情況，業(yè)主方通過加強與交通運輸部門的協(xié)調(diào)，以及同產(chǎn)業(yè)鏈上下游對接，就近制造、采購重要部件等方式，確保了工程如期并網(wǎng)。
投運后，浩渺風電場的運行水平穩(wěn)步提升。
2019年，在5.8米/秒的平均風速下，全場發(fā)電超過10800萬千瓦時，年利用小時數(shù)達到2162小時。在與周邊其他5個項目的對標中，浩渺風電場的年利用小時數(shù)較第二名高出162小時，被中電聯(lián)評為“AAA級”風電場。
2020年，在年平均風速僅為5.64米/秒的情況下，這座風電場共發(fā)電9906萬千瓦時，年利用小時數(shù)為1981小時。
2021年上半年，在6.24米/秒的平均風速下，浩渺風電場發(fā)電5064萬千瓦時，利用小時數(shù)接近1013小時，全年有望突破2000小時。
在經(jīng)濟效益之外，基于自身的職能定位，業(yè)主方更看重的是項目開發(fā)所產(chǎn)生的示范價值。
“從國家政策體系的完善，到行業(yè)的發(fā)展，再到項目的落地，設計院在其中起著承上啟下的紐帶作用，扮演著‘智囊’的角色。”張楓指出，“我們投資這些項目，并非僅著眼于經(jīng)濟收益，而是希望打通整個產(chǎn)業(yè)鏈條，從中獲取寶貴的經(jīng)驗，為政府部門做決策、行業(yè)進行創(chuàng)新提供支撐。”
作為專業(yè)勘測設計機構，從1994年至今，中國電建西北院先后承擔過4個國家級千萬千瓦級風電基地的規(guī)劃工作以及10多個國家和地區(qū)一批重大風電項目的總承包業(yè)務，一舉奠定了自己在風電領域的地位。
“十四五”，我國風電產(chǎn)業(yè)全面走向平價上網(wǎng)，西北地區(qū)更是早已成為主戰(zhàn)場。但結合實踐來看，都蘭風電場等項目的棄風限電現(xiàn)象較為嚴重，解決好并網(wǎng)消納問題仍是西北地區(qū)新能源高質(zhì)量發(fā)展面臨的最緊迫任務。
對此，張楓建議：一是加快外送通道建設，盡快推出具有約束力的可再生能源配額制與綠色電力證書交易機制。二是適度承接煤制氣、煤制油等附加值較高的高耗能產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展基于能源行業(yè)的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)。三是推動風光水互補、風光熱儲一體化等不同形式的能源基地建設。
五款機型同場盡顯技術底蘊
遠觀都蘭風電場，在碧藍如洗的蒼穹下，廣袤戈壁一望無垠，巍峨群山似水墨畫，風電機組迎風轉動，場面蔚為壯觀。
據(jù)了解，該項目前三期工程安裝了中車株洲所生產(chǎn)的 WT1500D93H70、WT2000D121H85、WT2200D131H90、WT2500D136H90、WT3600D146H100五種機型。
眾所周知，西北高海拔地區(qū)的空氣密度低、紫外線強、風沙大、強雷頻繁，中車株洲所的技術團隊根據(jù)環(huán)境特點對機組進行了大量針對性設計，比如機艙罩和輪轂罩選用抗紫外線性能好的膠衣材料；增加防雷接閃點的數(shù)量，擴大葉片中防雷下引導線的截面積；提高機艙控制柜和塔基柜內(nèi)加熱器的功率。從運行情況來看，這些措施發(fā)揮出不錯的效果，機組平均可利用率保持在99%以上。
“我們公司用的第一臺風電機組就是中車品牌，他們的機組性能不錯，故障率低。”贠康泰說。
值得一提的是，WT3600D146H100機組投運時，曾創(chuàng)下我國已安裝風電機組的最大單機容量及風輪直徑、最高安裝海拔的紀錄，引發(fā)廣泛關注。
據(jù)中車株洲所風電事業(yè)部技術中心副主任巫發(fā)明介紹，這款機組是中車株洲所依托3.x MW平臺研發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權的最新一代陸上風電旗艦產(chǎn)品。3.x MW平臺的單機容量可在3.0~3.6MW之間柔性調(diào)節(jié)，匹配的風輪直徑為146~160米，適用于“三北”大基地、中東南部低風速地區(qū)。
在環(huán)境適應性方面，3.x MW平臺采用防風沙、抗紫外線的全新設計，顯著增強機組抵御惡劣環(huán)境的能力；自然通風的水冷設計大幅提升機組的冷卻效率，并降低運行噪聲。
在發(fā)電性能方面，借助渦流發(fā)生器以及動態(tài)重組超級雙饋技術，3.x MW平臺可以自適應調(diào)度匹配到最優(yōu)發(fā)電狀態(tài)，充分挖掘風能資源潛力。
此外，3.x MW平臺具有的模塊化設計特點，很好地解決了高海拔地區(qū)的大容量機組吊裝難題。通過運用分體吊裝技術，將機架、傳動鏈作為獨立吊裝模塊，機艙的組裝可在高空中完成，降低了對吊裝環(huán)境、設備的要求。
結合都蘭風電場的實際運行情況，中車株洲所的技術團隊還對WT3600D146H100機組開展了技改升級，將其風輪直徑由146米增至160米，進一步提升機組的發(fā)電性能。
5種機型同場運行，從側面反映出中車株洲所在高海拔風電機組技術方面的深厚底蘊。
早在2009年，這家企業(yè)就啟動了高海拔風電機組的研發(fā)，相繼推出1.5MW、2MW、2.5MW、3.x MW平臺，并在甘肅的當金山風電場、云南的五子坡風電場等項目中表現(xiàn)不俗。
憑借豐富的積累，中車株洲所還參與編寫了能源行業(yè)標準《高海拔風力發(fā)電機組技術導則》（NB/T31074-2015），并牽頭制定國家標準《高海拔型風力發(fā)電機組》（GB/T37921-2019）。
有意思的是，中國電建西北院也是兩部標準的主要參編單位，足見兩家企業(yè)的合作之緊密。
“我們與中車株洲所之間的合作，一是愉快，二是深入。我們在都蘭風電場安裝5種機型，也意在為他們提供試驗場地。”張楓指出。
談及未來，他認為產(chǎn)業(yè)鏈應當實現(xiàn)更緊密的融合，分享部分關鍵的原始數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化整機的冗余設計，帶動工程投資成本的下降。
為了優(yōu)化冗余設計、切出風速等，中國電建西北院與中車株洲所已經(jīng)達成合作意向，將共同開展相關研究。
高質(zhì)量服務贏得客戶的肯定
服務，往往十分考驗一家企業(yè)的綜合實力。尤其是在項目現(xiàn)場，企業(yè)的組織協(xié)調(diào)能力、規(guī)章制度、文化理念，以及員工素養(yǎng)等會經(jīng)受全面的檢驗。
記者在走訪中了解到，中車株洲所的服務能力獲得了業(yè)主方的高度認可。“我們雙方之間的合作屬于兄弟式的，在現(xiàn)場服務方面，他們派的人員很完備，技術力量很強，服務態(tài)度好、效率高。”贠康泰評價道。
一個不爭的事實是，吊裝與調(diào)試工作不僅僅決定著項目并網(wǎng)時間，還會在很大程度上影響到機組投運后的表現(xiàn)。
按照中車株洲所風電事業(yè)部都蘭風電場項目經(jīng)理季曉世的理解，如果建設期不能做到高標準、嚴要求，盡早消滅遺留問題，那么運營期就將成為問題的爆發(fā)期，勢必拖累項目效益。
據(jù)他介紹，中車株洲所要求項目現(xiàn)場人員必須跟蹤參與建設過程中的所有關鍵項點，并制定了嚴格的工作規(guī)范，如佩戴執(zhí)法記錄儀，全程錄像；用手機拍照，留存重要場景的照片。服務經(jīng)理會結合影像資料，向己方人員、業(yè)主和其他參建方提出工作改進意見。這些材料會同步上傳至公司的管理系統(tǒng)中，由專人定期檢查，作為員工考核的依據(jù)。
同時，項目團隊還采取提前干預的策略，即提前完成下一個環(huán)節(jié)的部分工作，如在驗收環(huán)節(jié)中處理部分調(diào)試項點。
“公司要求，能提前做的工作，絕不往后拖。”季曉世強調(diào)。
這些措施，為保障機組后期高效、可靠運行奠定了基礎。
目前，都蘭風電場已經(jīng)進入質(zhì)保期。日常運營中，雙方既各司其職，又密切合作。在現(xiàn)場，會召開每日晨會、周例會和月例會；在公司層面，主要是開展技術交流、培訓。
“我們會跟業(yè)主說，如果他們的員工想學習機組維護，只要具備作業(yè)資質(zhì)，就可以跟著去現(xiàn)場。”季曉世補充道，“目前公司對于現(xiàn)場運維進行區(qū)域化管理，要求部門及區(qū)域內(nèi)相關負責人每個月與客戶進行電話溝通，每個季度必須至少與客戶見一次面，及時了解對方的需求，并協(xié)調(diào)資源響應。”
近年來，數(shù)字化技術在風電行業(yè)快速滲透，成為提升運維效率的重要抓手。中車株洲所也在積極探索，借助智能運維系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)技術分析電氣參數(shù)的變化趨勢，判斷機組的健康水平，精準定位缺陷，制定合理的檢修計劃，利用小風天或者棄風限電時段進行預警故障的處理，實現(xiàn)預防式運維。
季曉世告訴記者，為了更好地支撐都蘭風電場的運維工作，中車株洲所在項目所在地設立了一個二級備品備件庫房，可以輻射周邊數(shù)個省份的風電項目。
贠康泰表示，“中車株洲所對我們的支持力度非常大，他們將二級庫房建在都蘭風電場，對我們肯定是非常有利的。”
“可以說，在中國的可再生能源領域，我們既是‘先驅(qū)者’，也是‘踐行者’。”中國電建西北院副總經(jīng)理張楓表示。
日前，本刊組織的“最美風電場”活動報道組來到浩渺風電場，探尋中國電建西北院如何攜手中車株洲電力機車研究所有限公司（下稱“中車株洲所”），以創(chuàng)新為突破口，打破資源與環(huán)境的局限，實現(xiàn)高海拔地區(qū)風能資源的有效利用，用科技之光照亮西北地區(qū)綠色發(fā)展之路，為國家戰(zhàn)略轉型賦能。
比經(jīng)濟效益更重要的是經(jīng)驗
都蘭風電場，位于青海省海西州都蘭縣境內(nèi)，總裝機容量為19.95萬千瓦，包括樂邦風電場的4.95萬千瓦、浩渺風電場的5萬千瓦，以及砥礪風電場的10萬千瓦。其中，樂邦風電場于2017年8月并網(wǎng)發(fā)電；浩渺風電場于2018年9月并網(wǎng)發(fā)電；砥礪風電場一期（5萬千瓦）于2019年12月并網(wǎng)發(fā)電，二期（5萬千瓦）于2021年4月并網(wǎng)發(fā)電。
該項目場址區(qū)海拔高度超過2900米，年平均風速6米/秒左右，屬于典型的高海拔低風速風電場。加上地處戈壁之中，項目的施工難度很大。
中國電建西北院投資運營公司青海區(qū)域總站長贠康泰以浩渺風電場為例向記者介紹，機組吊裝作業(yè)正值冬季，最低氣溫在-20℃左右，且工期十分緊張，大部件運輸還需要穿過涵洞等。針對這種情況，業(yè)主方通過加強與交通運輸部門的協(xié)調(diào)，以及同產(chǎn)業(yè)鏈上下游對接，就近制造、采購重要部件等方式，確保了工程如期并網(wǎng)。
投運后，浩渺風電場的運行水平穩(wěn)步提升。
2019年，在5.8米/秒的平均風速下，全場發(fā)電超過10800萬千瓦時，年利用小時數(shù)達到2162小時。在與周邊其他5個項目的對標中，浩渺風電場的年利用小時數(shù)較第二名高出162小時，被中電聯(lián)評為“AAA級”風電場。
2020年，在年平均風速僅為5.64米/秒的情況下，這座風電場共發(fā)電9906萬千瓦時，年利用小時數(shù)為1981小時。
2021年上半年，在6.24米/秒的平均風速下，浩渺風電場發(fā)電5064萬千瓦時，利用小時數(shù)接近1013小時，全年有望突破2000小時。
在經(jīng)濟效益之外，基于自身的職能定位，業(yè)主方更看重的是項目開發(fā)所產(chǎn)生的示范價值。
“從國家政策體系的完善，到行業(yè)的發(fā)展，再到項目的落地，設計院在其中起著承上啟下的紐帶作用，扮演著‘智囊’的角色。”張楓指出，“我們投資這些項目，并非僅著眼于經(jīng)濟收益，而是希望打通整個產(chǎn)業(yè)鏈條，從中獲取寶貴的經(jīng)驗，為政府部門做決策、行業(yè)進行創(chuàng)新提供支撐。”
作為專業(yè)勘測設計機構，從1994年至今，中國電建西北院先后承擔過4個國家級千萬千瓦級風電基地的規(guī)劃工作以及10多個國家和地區(qū)一批重大風電項目的總承包業(yè)務，一舉奠定了自己在風電領域的地位。
“十四五”，我國風電產(chǎn)業(yè)全面走向平價上網(wǎng)，西北地區(qū)更是早已成為主戰(zhàn)場。但結合實踐來看，都蘭風電場等項目的棄風限電現(xiàn)象較為嚴重，解決好并網(wǎng)消納問題仍是西北地區(qū)新能源高質(zhì)量發(fā)展面臨的最緊迫任務。
對此，張楓建議：一是加快外送通道建設，盡快推出具有約束力的可再生能源配額制與綠色電力證書交易機制。二是適度承接煤制氣、煤制油等附加值較高的高耗能產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展基于能源行業(yè)的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)。三是推動風光水互補、風光熱儲一體化等不同形式的能源基地建設。
五款機型同場盡顯技術底蘊
遠觀都蘭風電場，在碧藍如洗的蒼穹下，廣袤戈壁一望無垠，巍峨群山似水墨畫，風電機組迎風轉動，場面蔚為壯觀。
據(jù)了解，該項目前三期工程安裝了中車株洲所生產(chǎn)的 WT1500D93H70、WT2000D121H85、WT2200D131H90、WT2500D136H90、WT3600D146H100五種機型。
眾所周知，西北高海拔地區(qū)的空氣密度低、紫外線強、風沙大、強雷頻繁，中車株洲所的技術團隊根據(jù)環(huán)境特點對機組進行了大量針對性設計，比如機艙罩和輪轂罩選用抗紫外線性能好的膠衣材料；增加防雷接閃點的數(shù)量，擴大葉片中防雷下引導線的截面積；提高機艙控制柜和塔基柜內(nèi)加熱器的功率。從運行情況來看，這些措施發(fā)揮出不錯的效果，機組平均可利用率保持在99%以上。
“我們公司用的第一臺風電機組就是中車品牌，他們的機組性能不錯，故障率低。”贠康泰說。
值得一提的是，WT3600D146H100機組投運時，曾創(chuàng)下我國已安裝風電機組的最大單機容量及風輪直徑、最高安裝海拔的紀錄，引發(fā)廣泛關注。
據(jù)中車株洲所風電事業(yè)部技術中心副主任巫發(fā)明介紹，這款機組是中車株洲所依托3.x MW平臺研發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權的最新一代陸上風電旗艦產(chǎn)品。3.x MW平臺的單機容量可在3.0~3.6MW之間柔性調(diào)節(jié)，匹配的風輪直徑為146~160米，適用于“三北”大基地、中東南部低風速地區(qū)。
在環(huán)境適應性方面，3.x MW平臺采用防風沙、抗紫外線的全新設計，顯著增強機組抵御惡劣環(huán)境的能力；自然通風的水冷設計大幅提升機組的冷卻效率，并降低運行噪聲。
在發(fā)電性能方面，借助渦流發(fā)生器以及動態(tài)重組超級雙饋技術，3.x MW平臺可以自適應調(diào)度匹配到最優(yōu)發(fā)電狀態(tài)，充分挖掘風能資源潛力。
此外，3.x MW平臺具有的模塊化設計特點，很好地解決了高海拔地區(qū)的大容量機組吊裝難題。通過運用分體吊裝技術，將機架、傳動鏈作為獨立吊裝模塊，機艙的組裝可在高空中完成，降低了對吊裝環(huán)境、設備的要求。
結合都蘭風電場的實際運行情況，中車株洲所的技術團隊還對WT3600D146H100機組開展了技改升級，將其風輪直徑由146米增至160米，進一步提升機組的發(fā)電性能。
5種機型同場運行，從側面反映出中車株洲所在高海拔風電機組技術方面的深厚底蘊。
早在2009年，這家企業(yè)就啟動了高海拔風電機組的研發(fā)，相繼推出1.5MW、2MW、2.5MW、3.x MW平臺，并在甘肅的當金山風電場、云南的五子坡風電場等項目中表現(xiàn)不俗。
憑借豐富的積累，中車株洲所還參與編寫了能源行業(yè)標準《高海拔風力發(fā)電機組技術導則》（NB/T31074-2015），并牽頭制定國家標準《高海拔型風力發(fā)電機組》（GB/T37921-2019）。
有意思的是，中國電建西北院也是兩部標準的主要參編單位，足見兩家企業(yè)的合作之緊密。
“我們與中車株洲所之間的合作，一是愉快，二是深入。我們在都蘭風電場安裝5種機型，也意在為他們提供試驗場地。”張楓指出。
談及未來，他認為產(chǎn)業(yè)鏈應當實現(xiàn)更緊密的融合，分享部分關鍵的原始數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化整機的冗余設計，帶動工程投資成本的下降。
為了優(yōu)化冗余設計、切出風速等，中國電建西北院與中車株洲所已經(jīng)達成合作意向，將共同開展相關研究。
高質(zhì)量服務贏得客戶的肯定
服務，往往十分考驗一家企業(yè)的綜合實力。尤其是在項目現(xiàn)場，企業(yè)的組織協(xié)調(diào)能力、規(guī)章制度、文化理念，以及員工素養(yǎng)等會經(jīng)受全面的檢驗。
記者在走訪中了解到，中車株洲所的服務能力獲得了業(yè)主方的高度認可。“我們雙方之間的合作屬于兄弟式的，在現(xiàn)場服務方面，他們派的人員很完備，技術力量很強，服務態(tài)度好、效率高。”贠康泰評價道。
一個不爭的事實是，吊裝與調(diào)試工作不僅僅決定著項目并網(wǎng)時間，還會在很大程度上影響到機組投運后的表現(xiàn)。
按照中車株洲所風電事業(yè)部都蘭風電場項目經(jīng)理季曉世的理解，如果建設期不能做到高標準、嚴要求，盡早消滅遺留問題，那么運營期就將成為問題的爆發(fā)期，勢必拖累項目效益。
據(jù)他介紹，中車株洲所要求項目現(xiàn)場人員必須跟蹤參與建設過程中的所有關鍵項點，并制定了嚴格的工作規(guī)范，如佩戴執(zhí)法記錄儀，全程錄像；用手機拍照，留存重要場景的照片。服務經(jīng)理會結合影像資料，向己方人員、業(yè)主和其他參建方提出工作改進意見。這些材料會同步上傳至公司的管理系統(tǒng)中，由專人定期檢查，作為員工考核的依據(jù)。
同時，項目團隊還采取提前干預的策略，即提前完成下一個環(huán)節(jié)的部分工作，如在驗收環(huán)節(jié)中處理部分調(diào)試項點。
“公司要求，能提前做的工作，絕不往后拖。”季曉世強調(diào)。
這些措施，為保障機組后期高效、可靠運行奠定了基礎。
目前，都蘭風電場已經(jīng)進入質(zhì)保期。日常運營中，雙方既各司其職，又密切合作。在現(xiàn)場，會召開每日晨會、周例會和月例會；在公司層面，主要是開展技術交流、培訓。
“我們會跟業(yè)主說，如果他們的員工想學習機組維護，只要具備作業(yè)資質(zhì)，就可以跟著去現(xiàn)場。”季曉世補充道，“目前公司對于現(xiàn)場運維進行區(qū)域化管理，要求部門及區(qū)域內(nèi)相關負責人每個月與客戶進行電話溝通，每個季度必須至少與客戶見一次面，及時了解對方的需求，并協(xié)調(diào)資源響應。”
近年來，數(shù)字化技術在風電行業(yè)快速滲透，成為提升運維效率的重要抓手。中車株洲所也在積極探索，借助智能運維系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)技術分析電氣參數(shù)的變化趨勢，判斷機組的健康水平，精準定位缺陷，制定合理的檢修計劃，利用小風天或者棄風限電時段進行預警故障的處理，實現(xiàn)預防式運維。
季曉世告訴記者，為了更好地支撐都蘭風電場的運維工作，中車株洲所在項目所在地設立了一個二級備品備件庫房，可以輻射周邊數(shù)個省份的風電項目。
贠康泰表示，“中車株洲所對我們的支持力度非常大，他們將二級庫房建在都蘭風電場，對我們肯定是非常有利的。”
