近日,浙江臺州大陳島定制化機組改造項目成功并網(wǎng)交付。該項目為全球柔性低頻輸電示范工程——臺州35千伏柔性低頻輸電工程提供了全球首臺低頻風機作為電源輸出,為海上柔性低頻輸電成功探索出電源側(cè)的一體化關(guān)鍵技術(shù)和風電裝備,對未來大規(guī)模開發(fā)中遠海風電資源具有里程碑意義。
浙江臺州柔性低頻輸電示范工程(下稱“臺州柔性低頻輸電工程”)由國網(wǎng)浙江省電力有限公司(下稱“國網(wǎng)浙江電力”)牽頭,旨在通過柔性低頻輸電技術(shù),將來自臺州大陳島的海上風電輸送到陸上電網(wǎng),實現(xiàn)海上富余風電資源的利用。
作為大陳島風電場的運營方,浙江星星風力發(fā)電有限公司(下稱“星星風電”)積極響應(yīng)電網(wǎng)需求,與金風科技攜手完成此次定制化機組的改造項目,助力構(gòu)建陸地-海島-風電互聯(lián)系統(tǒng),實現(xiàn)海上風電資源的優(yōu)化配置。
低頻輸出&防臺風設(shè)計,高度定制化
大陳島項目共涉及三臺風電機組改造,其中兩臺低頻機組分別于6月3日和12日并網(wǎng),一臺工頻機組于6月30日并網(wǎng)。據(jù)該風電場負責人表示,與風資源條件接近的未改造機組相比,技改后機組的發(fā)電量提升效果顯著,圓滿達到預(yù)期技改目標。
大陳島項目因涉及低頻機組改造與海島臺風工況,從而成為一項極具技術(shù)挑戰(zhàn)性與創(chuàng)新性的定制化項目。
低頻風機是專門為柔性低頻輸電技術(shù)開發(fā)的成套技術(shù)裝備,是一種全新的風電機組電源形式,可通過全功率變流器直接輸出20Hz的低頻交流電,滿足柔性低頻輸電技術(shù)的電源側(cè)要求。在低頻場景下,風電機組電網(wǎng)側(cè)的故障穿越、無功/電壓控制、電能質(zhì)量、諧波抑制等電網(wǎng)友好性控制效果均發(fā)生改變,測試指標、測試方法均不同于工頻風機。
經(jīng)過系統(tǒng)化的技術(shù)開發(fā)迭代和建模仿真驗證,金風科技在低頻變流器及控制、低頻并網(wǎng)技術(shù)、低頻整機系統(tǒng)控保策略、低頻建模與仿真技術(shù)、低頻測試技術(shù)、取電設(shè)計技術(shù)和適海性設(shè)計技術(shù)等方面實現(xiàn)重大突破,為海上柔性低頻輸電成功探索出電源側(cè)的一體化關(guān)鍵技術(shù)裝備及實施路徑。
臺風是我國華東、華南沿海常見的災(zāi)害性天氣,大陳島技改項目須應(yīng)用防臺風設(shè)計策略,才能保障機組安全運行。在臺風區(qū)域適應(yīng)性策略上,技改機組采用了“多重防護體系”,包括臺風狀態(tài)下機組的被動安全性能和主動安全策略等,使得機組的臺風區(qū)域適應(yīng)性全面增強。
克服重重挑戰(zhàn),如期交付投產(chǎn)
在新冠疫情疊加海島特殊工況的背景下,作為大陳島項目的交付主體,金風科技全資子公司金風慧能,在交付環(huán)節(jié)所面臨的供應(yīng)鏈保障、物料進場、物流中轉(zhuǎn)等困難,是需要攻克的另一個難關(guān)。
大陳島項目自3月下旬啟動排產(chǎn)計劃后不久,作為機組核心大部件供貨地之一的上海,出現(xiàn)了新冠疫情的大規(guī)模集中爆發(fā),另外四家核心部件供貨商也因疫情供貨困難。不僅如此,在零部件與總裝廠、總裝廠與項目現(xiàn)場之間,都存在物流運輸不暢和運力不足。
對此,金風慧能的交付團隊通過研判疫情防控政策,在遵守兩地防控政策、確保防疫安全的前提下,制定周密的運輸方案和應(yīng)急預(yù)案,實現(xiàn)運力的優(yōu)匹配和調(diào)度,終在5月17日,成功將首批物料按時送抵臺州龍門港物料堆場。
物料抵達堆場后,還需轉(zhuǎn)運至遠在37海里(約69公里)外的大陳島。不僅運輸成本高,且存在因潮汐變化帶來的不確定性。對此,交付團隊依據(jù)尺寸和重量,將物料進行合理搭配,大限度減少運輸頻次,為項目業(yè)主節(jié)約船運費用。
在物料供應(yīng)問題得到圓滿解決后,在島上運輸和安裝調(diào)試等現(xiàn)場交付階段,大陳島項目又面臨一系列難題。
大陳島屬于海島丘陵地形,地理環(huán)境復雜、天氣多變,正值梅雨和大風季節(jié),對島上運輸及現(xiàn)場吊裝都帶來不利影響。面臨交付工期緊,島上施工設(shè)備匱乏,國內(nèi)無低頻機組調(diào)試經(jīng)驗可供借鑒等難題,國網(wǎng)浙江電力臺州供電公司、星星風電與金風慧能三方通力合作,在保證安全生產(chǎn)的前提下,搶抓施工“窗口期”,攜手攻克技術(shù)難關(guān),確保臺州柔性低頻輸電工程如期投產(chǎn)發(fā)電。
浙江臺州大陳島定制化機組改造項目的圓滿交付,不僅揭開了海上風電傳輸?shù)娜蠹夹g(shù)方向之一——低頻輸電技術(shù)發(fā)展的新篇章,同時為典型區(qū)域和特殊場景下的項目交付樹立了標桿樣板。
(部分圖片來源:國網(wǎng)臺州供電公司 曹霞)