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在中電聯(lián)公布的2020年度電力行業(yè)風(fēng)電運(yùn)行指標(biāo)對標(biāo)結(jié)果中，中國船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司（以下簡稱“中國海裝”）西北地區(qū)新疆自治區(qū)（達(dá)坂城地區(qū)）蟬聯(lián)區(qū)域機(jī)組可利用率指標(biāo)優(yōu)主機(jī)廠外，西北地區(qū)青海省、華北地區(qū)河北�。ǔ械碌貐^(qū)）也摘得桂冠。

從西北青海、新疆的戈壁灘到華北塞罕壩國家森林公園的林地，自然條件差別巨大，中國海裝的風(fēng)電機(jī)組，是如何完美跨越，將多個(gè)區(qū)域煉成的？

一、西北戈壁上的增效絕招

中國130萬平方公里戈壁灘。主要分布在新疆、內(nèi)蒙、甘肅、寧夏，氣候干旱，空氣干燥，寒暑變化劇烈，年溫差40°C以上。日照豐富，風(fēng)力強(qiáng)勁。

傳統(tǒng)的不毛之地，造就了一批風(fēng)光資源得天獨(dú)厚的新能源資源大省、發(fā)展大省。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)表示，青海省2020年累計(jì)風(fēng)電產(chǎn)量61.7億千瓦，風(fēng)電裝機(jī)843萬千瓦。2020年，青海省已經(jīng)成為我國新能源裝機(jī)占比高的省份。

中國海裝青海冷湖項(xiàng)目一期地處青藏高原北部的戈壁灘上，海拔2780~3000m，年平均空氣密度0.897kg/m3，低氣溫零下35℃，年均沙塵暴日數(shù)3.4d，年均雷暴日數(shù)3.4d,這樣的極端環(huán)境，給風(fēng)電機(jī)組控制、運(yùn)行帶來極大挑戰(zhàn)。中國海裝針對高海拔、低空氣密度的特殊環(huán)境條件，定制化開發(fā)了系列控制技術(shù)以適應(yīng)此類地區(qū)較為惡劣的環(huán)境條件。

#1

*MetePro發(fā)電量提升技術(shù)

空氣密度、湍流、地形、季節(jié)氣候等實(shí)際環(huán)境因素時(shí)刻影響機(jī)組的發(fā)電能力。中國海裝對機(jī)組實(shí)際運(yùn)行環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)工況進(jìn)行對比分析，全面校核機(jī)組實(shí)際運(yùn)行載荷和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)載荷的差異，提出根據(jù)環(huán)境條件而自適應(yīng)的MetePro智能控制器，開發(fā)其潛能，進(jìn)一步“壓榨”機(jī)組發(fā)電能力。

#2

*葉片失速補(bǔ)償控制技術(shù)

受空氣密度變化的影響，葉片翼型運(yùn)行攻角會達(dá)到或大于失速攻角，導(dǎo)致葉片失速，嚴(yán)重影響風(fēng)能吸收效率。針對這一問題提出基于葉片失速、以空氣密度為變量的變槳功角控制算法，避免失速現(xiàn)象發(fā)生，提高風(fēng)能吸收效率。通過分析葉片失速特性，確定空氣密度變化與攻角的關(guān)系，建立空氣密度與葉片槳距角函數(shù)，通過實(shí)時(shí)空氣密度對葉片運(yùn)行角度進(jìn)行修正，避免進(jìn)入葉片進(jìn)入失速攻角區(qū)域，防止機(jī)組進(jìn)入失速區(qū)，機(jī)組始終工作在機(jī)組穩(wěn)定區(qū)域，提高風(fēng)能利用效率。

#3

*變轉(zhuǎn)速范圍葉尖速比跟蹤控制技術(shù)

風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)工況致使用于控制的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線也是在標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下完成設(shè)計(jì)的，但在海拔較高、冬夏溫差大、晝夜溫差大的地區(qū)，空氣密度變化大，風(fēng)電機(jī)組長期未工作在Cp的工作狀態(tài)下。針對這一情況，我司經(jīng)過分析驗(yàn)證后提出了變轉(zhuǎn)速范圍葉尖速比跟蹤控制技術(shù)，即在控制參數(shù)中引入空氣密度參量，對標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線的變轉(zhuǎn)速區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。通過修正，控制機(jī)組工作在不同的狀態(tài)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組Cp實(shí)時(shí)追蹤，大限度發(fā)揮機(jī)組的產(chǎn)電能力。通過該技術(shù)的應(yīng)用，可提升風(fēng)電機(jī)組1.5%的發(fā)電量。

在這樣的技術(shù)加持下，中國海裝的青海冷湖一期項(xiàng)目十五臺2MW機(jī)組在2017-2021年運(yùn)行期間，以優(yōu)秀的機(jī)組性能和可靠性，創(chuàng)出精品工程，實(shí)現(xiàn)了安全零事故，平均年總發(fā)電量91297045.75kW·h,風(fēng)機(jī)可利用率99.60%，在青海全省機(jī)組可利用率上獨(dú)占鰲頭。

在來自風(fēng)電財(cái)經(jīng)2014-2019全國各省風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)中，六年間31省平均1914.67h，優(yōu)2639h，冷湖項(xiàng)目風(fēng)機(jī)年利用小時(shí)數(shù)3043.23h，是平均數(shù)據(jù)的1.59倍。

二 華北林區(qū)里的穩(wěn)固秘籍

中國海裝河北承德騰源陰河、四道溝、德源項(xiàng)目位于旅游景區(qū)塞罕壩國家森林公園處，風(fēng)機(jī)布置在海撥1700m的林場之上，全年平均風(fēng)速在7.39m/s。項(xiàng)目安裝了72臺2.0MW風(fēng)電機(jī)組，在19年6月至21年8月三年運(yùn)行中，三個(gè)項(xiàng)目年平均利用率達(dá)到99.72%,2020年平均滿發(fā)小時(shí)數(shù)2744.31h。獲得華北河北�。ǔ械碌貐^(qū)）區(qū)域機(jī)組可利用率。

8月23-24日，習(xí)近平總書記在承德考察，高度贊揚(yáng)塞罕壩林場建設(shè)。