導(dǎo)語:
河北省圍場縣某750kW機(jī)組風(fēng)電場,自樣機(jī)技改完成一年后,技改機(jī)組的年等效利用小時數(shù)較歷史同期提升95%,每年可為風(fēng)電場增加70萬元的凈利潤。
該項目中應(yīng)用的750T深度技改解決方案,為750kW 機(jī)組風(fēng)電場的存量資產(chǎn)增值提供了實施路徑。
位于河北省承德市北端的圍場縣,是我國風(fēng)能資源為豐富的地區(qū)之一,某清潔能源領(lǐng)軍企業(yè)投資建設(shè)的750kW機(jī)組風(fēng)電場(下稱“該風(fēng)電場”)即坐落于此。
2008年,該風(fēng)電場一期項目裝備的數(shù)臺金風(fēng)GW750機(jī)組全容量并網(wǎng),至今已平穩(wěn)運(yùn)行近13年,持續(xù)向華北電網(wǎng)輸送著清潔的綠色能源。
該風(fēng)電場負(fù)責(zé)人表示:“和國內(nèi)大多數(shù)在2010年之前投運(yùn)的風(fēng)電場類似,這里的風(fēng)資源優(yōu)勢得天獨(dú)厚,上網(wǎng)電價是0.54元/kWh,可以說是享有著‘政策紅利’!
然而,隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步以及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,新機(jī)型的風(fēng)能利用效率穩(wěn)步提升。相比之下,投運(yùn)13年的老舊風(fēng)場就顯得相對“落伍”,以當(dāng)前主流技術(shù)對存量機(jī)組進(jìn)行系統(tǒng)性改造,挖潛技術(shù)進(jìn)步紅利,助力存量資產(chǎn)提質(zhì)增效,大有可為。
改與不改,進(jìn)退兩難
據(jù)了解,目前老舊風(fēng)場的置換升級,“以大代小”是業(yè)主普遍選擇的解決方案之一。但有業(yè)內(nèi)專家指出,老舊風(fēng)場在置換機(jī)組上需直面“政策”和“財務(wù)”兩方面的風(fēng)險。老舊機(jī)組技改需從地方電網(wǎng)消納能力、電力市場化程度、地方環(huán)評水保政策、土地的綜合利用、拆除設(shè)備的循環(huán)利用、碳排放和交易等多維度評估經(jīng)濟(jì)性和社會效益,繼而定制解決方案。
風(fēng)電場面臨著兩難的選擇:如果不做機(jī)組置換,隨著服役時間的增長,設(shè)備老化、零部件故障等一系列影響機(jī)組可利用率和運(yùn)營效益的問題會日益突出;如果實施增容更新,首先要參照新建風(fēng)電項目實施核準(zhǔn)管理,其次,在增容的實施中,征地、環(huán)評等審批流程復(fù)雜、漫長。而舊機(jī)組剩余價值未有效發(fā)揮和新機(jī)組制造帶來的增量碳排放,也是資源浪費(fèi),這也是有擔(dān)當(dāng)?shù)那鍧嵞茉窗l(fā)電企業(yè)在業(yè)務(wù)決策時需要重點(diǎn)考量的問題。
換型改造,提檔升級
平價上網(wǎng)時代,如何以少的投入成本,借助現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源和電價優(yōu)勢獲取更高收益,是早期投運(yùn)的兆瓦級以下機(jī)組風(fēng)電場業(yè)主的核心訴求。
對此,北京金風(fēng)慧能技術(shù)有限公司(下稱“金風(fēng)慧能”)早在2018年就組織了20余人的研發(fā)團(tuán)隊,對750kW老舊機(jī)組進(jìn)行提質(zhì)增效攻關(guān)。依托金風(fēng)科技1.5MW直驅(qū)機(jī)組產(chǎn)品平臺,開發(fā)出“750T深度技改解決方案”(下稱“750T方案”)。
750T方案的核心是利用原機(jī)位點(diǎn),將定槳失速型風(fēng)機(jī)升級為變槳變速型風(fēng)機(jī),更換葉輪,使葉片直徑增至77米,掃風(fēng)面積增大137%,從而大幅度提升低風(fēng)速段的發(fā)電功率和風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。
金風(fēng)慧能風(fēng)機(jī)優(yōu)化產(chǎn)品線總監(jiān)岳健表示:“750T方案可在不改變單機(jī)容量的前提下,保留原基礎(chǔ)、大部分塔筒和機(jī)艙,有效提升發(fā)電量和機(jī)組安全性,實現(xiàn)友好并網(wǎng),是適合該風(fēng)電場的解決方案!
他進(jìn)一步表示:“事實上,750T方案還可以幫助提高老舊風(fēng)場全面梯次技改的經(jīng)濟(jì)性。該方案更換的直徑77米葉片可以采用臨近風(fēng)電場GW77-1.5MW機(jī)組的葉片,而GW77-1.5MW機(jī)組葉片可替換為直徑87米葉片,從而大幅提高兩個風(fēng)電場的總收益,而技改總投入降到低。隨著我國存量風(fēng)電項目逐年增加,梯次技改市場前景可期!
科學(xué)部署,實施
老舊機(jī)組,早改早受益。
金風(fēng)慧能在對該風(fēng)電場全場數(shù)十臺機(jī)組的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),以及各個機(jī)位點(diǎn)的風(fēng)速進(jìn)行對比分析后,基于為項目業(yè)主解決燃眉之急、提升電場安全性和將技改效果大化這幾點(diǎn)考慮,雙方共同敲定:選定其中一臺故障頻次高且實測風(fēng)速低的機(jī)組作為技改機(jī)組。
該方案既能解決業(yè)主的現(xiàn)實需求,又能與現(xiàn)場風(fēng)資源條件充分結(jié)合,發(fā)揮750T方案“提升全風(fēng)速段、特別是低風(fēng)速段發(fā)電功率”的核心優(yōu)勢。
技改的實施周期每縮短一天,就能為風(fēng)電場多創(chuàng)造一天的發(fā)電收入。
“750T方案已經(jīng)應(yīng)用在國內(nèi)很多項目中,積累了豐富的實施經(jīng)驗。為了給項目業(yè)主減少停機(jī)損失,我們在確保施工安全和質(zhì)量的前提下,采用科學(xué)的施工部署與合理的人員、物料安排,將技改的作業(yè)周期從10天壓縮到了7天”, 岳健在回顧此次技改項目時特別強(qiáng)調(diào),“每次技改項目的實施,都是一場與時間的賽跑!
該風(fēng)電場負(fù)責(zé)人也由衷地贊嘆:“從主吊進(jìn)場到并網(wǎng)運(yùn)行,只用了7天時間,這個效率確實超出我們的預(yù)計。比原計劃提前3天并網(wǎng),僅這一項就帶來近萬元的發(fā)電收入,技改節(jié)省的工期,對我們來說就是真金白銀!
技改效果,立竿見影
各項數(shù)據(jù)和測試結(jié)果表明,750T方案的科學(xué)性和有效性在樣機(jī)改造中得到了充分印證。
該風(fēng)電場負(fù)責(zé)人表示,技改機(jī)組在風(fēng)資源利用率、發(fā)電量收入和并網(wǎng)性能方面都有顯著的提升。尤其是在發(fā)電量和收益提升層面,與原機(jī)組歷史發(fā)電數(shù)據(jù)對比顯示,技改機(jī)組的年等效利用小時數(shù)提升95%,每年可增加70萬元的凈利潤。
技改機(jī)組為何能展現(xiàn)出這樣的成效?
首先,在發(fā)電量提升層面,由于變槳變速技術(shù)和優(yōu)控制策略的助力,機(jī)組在全風(fēng)速段、特別是低風(fēng)速段的發(fā)電功率和風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率得到顯著提升。
對比技改前、后的功率曲線,可以發(fā)現(xiàn):在額定風(fēng)速以下時,機(jī)組變速運(yùn)行,實現(xiàn)了的連續(xù)路徑控制;在額定風(fēng)速以上時,機(jī)組采用變槳運(yùn)行,基本維持滿發(fā)功率。
在風(fēng)能利用率方面,除了掃風(fēng)面積增大之外,在偏航自校正技術(shù)的作用下,風(fēng)輪能夠準(zhǔn)確偏航對風(fēng),提升了機(jī)組捕獲風(fēng)能的能力。
而新增的變流器,使機(jī)組具備了“一次調(diào)頻”“高穿”等功能,實現(xiàn)友好并網(wǎng);振動控制技術(shù)的應(yīng)用,抑制了機(jī)組的振動水平,提升了機(jī)組的穩(wěn)定性和耐久性。
同類風(fēng)場,廣泛適用
更重要的是,750T方案不僅適用于這一家風(fēng)電場,對于國內(nèi)的750kW、780kW、850kW機(jī)組老舊風(fēng)場同樣適用,是兼具經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境性考量的解決方案。
750T方案已經(jīng)在內(nèi)蒙古達(dá)茂、湖北大悟、遼寧鐵嶺等多地的750kW機(jī)組風(fēng)電場得到成功應(yīng)用,不但延長了機(jī)組的服役時間,更有效提升了發(fā)電量,實現(xiàn)新能源友好并網(wǎng)。
據(jù)統(tǒng)計,在上述項目中,750T方案的增量全投資內(nèi)部收益率可達(dá)到10%至16%,為老舊風(fēng)電場資產(chǎn)增值注入了新的活力。