一个低风速风电场的“柴米油盐”

文 | 朱怡

工作篇

一个低风速风电场的“柴米油盐”

文 | 朱怡

国电茶山风电场是本刊与壳牌共同举办“最美风电场”活动的第一站。作为一个沿海高山风电场，茶山风电场的工作生活条件与其他风电场同样艰苦，但这个风电场还具有其特别之处，如景区般优美的环境，大大高于浙江省平均水平的利用小时数，以及随时准备应对突如其来的冰冻和台风。茶山风电场因具有环境友好美、民生和谐美、风电人物美、知识传承美、运维管理美，而成为一个值得关注的风电场样本。

争论一年的陆上风电标杆上网电价调整终于在今年尘埃落定。这意味着，电价调整后，一部分风电项目吸引投资的能力将会有所下降，而这3类风资源区目前恰好是我国弃风限电和开发企业亏损较严重的地区。与此相对的是，风能资源较好、项目存量较大的第IV类资源区（业界常称为低风速地区）的投资价值将得以凸显。

不难看出，除了成本下降等客观因素，陆上风电电价调整还传达出另外一层深意，即合理引导风电投资。具体来说就是，控制风电大基地装机节奏，支持风能资源不太丰富的中东部地区发展低风速风电场，倡导分散式开发。

新手阶段，琢磨“菜谱”与掌握“火候”或许才是关键所在——像一个主厨，备齐上好食材，摆开锅碗瓢盆，将低风速风电这场盛宴越做越大。面对“十三五”的风电蓝图，风电企业在这轮低风速风电大餐中表现如何？在技术、管理和电价体系开始显露突破之光时，是否意味着低风速市场已掌握更稳健的未来？

跟随《风能》杂志主办、壳牌协办的“最美风电场”活动的探寻脚步，近年新建的国电电力宁海茶山风电场为我们提供了一个可供参考的观察样本。

建设与选型成普遍难题

梅雨季节的江南，烟雨如墨，浓淡相宜。记者从宁波市区出发，车行九曲十八弯的山路约四个小时后，一排排洁白的风电机组出现在车窗外，草木之香混合着山野之气阵阵袭来。继续前行至山顶，升压站、综合控制楼逐一映入眼帘。俯瞰群山，苍翠之间云腾雾倚，风电机组随山建，风由风轮转，仿佛置身蓬莱仙境。

时光倒退3年，这里还是一片荒芜山林。如今，这里是浙江省高山容量最大的风电项目——国电电力宁海茶山风电场。机组布置在海拔600米至800米高的山脊上,共安装39台1.5兆瓦机组，总容量58.5兆瓦。2013年 6月投运至今，该风电场累计发电量达30953万千瓦时。每年节约标煤5万多吨，淡水约45万吨，减少二氧化碳排放约15万吨、粉尘4000多吨、二氧化硫约1000万吨。

国电电力宁海茶山风电场场长告诉记者，该风电场2014年发电量为14618万千瓦时，利用小时达2499小时，比该省平均利用小时数高303小时。与此同时，发出的电量100%在省内电网全额消纳。

虽然低风速风资源区的投资价值因电价和零“弃风”得以凸显，但其开发难度却远高于前3类地区。除了风资源较差外，低风速风资源区难以找到成片的开发区域，山地众多、地形复杂，风电机组的运输和安装成为风电开发商需要克服的普遍困难。

“建设过程中，我们改建进场道路12千米，新建场内道路26千米，坡陡、弯多、岩石多等情况，都对道路修建和大件设备运输带来相当大的困难。”据一位熟悉该风电场建设的员工介绍，茶山区域夏季降雨多，冬季冰冻期长，每年有效施工时间只有5个月，按照风电项目固有的建设周期，要确保工程高质量如期投运，难度较大。“我们公司领导常驻施工现场，和大家一起爬山头，勘地形，有问题第一时间协调解决；工程采取了总包的方式，道路施工阶段采取分段进行的方式，加快建设进度；运输利用大马力设备进行牵引，利用道路及沿途吊装平台安放设备，减低中转次数及距离，有效保证施工速度。在如此复杂的条件下，用一年的时间，完成了开工到竣工的过程，创业内同类型施工进度纪录。”

此外，由于低风速地区的环境特殊性，对风电机组的技术和配置也提出了更高要求。茶山风电场处于沿海山林区域，冰冻、雷暴现象频繁，因此，选定机型应具有较好的抗台风、抗冰冻、防盐雾、防雷及较高的防腐等性能。记者了解到，该风电场所选用的国电联合动力及浙江运达厂家的机组均能满足本风电场的温度、最大风速和湍流强度的要求，具有较好的防盐雾、防潮、防腐、防雷暴等性能。同时，根据最大风速下机组设备结构所承受的动静载荷，风电机组基础的抗滑和抗倾覆稳定计算结果，结合厂家风电机组荷载资料，进一步优化机组基础结构设计。

全方位入手提升风电场运维能力

走进国电电力宁海茶山风电场的中控室，记者看到，一排并列的液晶屏上清晰地呈现着不同品牌不同型号风电机组的实时监控画面。该风电场值班专工将屏幕切换到风电生产管理系统后，每台机组的齿轮箱、变桨、风轮转速、机舱温度等实时参数尽数显示。红色字体将机组的并网、待机、启动等不同状态醒目标识出来。屏幕边缘，风电场发电瞬时值和总发电量正伴随着画面中迎风转动的叶片不断跳动变化。

记者了解到，低风速风电项目多位于风能资源丰富带的外围或地形加速作用较明显的区域，其项目场址内地形、地貌复杂。此外，我国低风速风电项目多位于季风变化明显的区域，积冰、强雷暴、台风等灾害性天气，不仅会影响项目发电收益，还会损毁风电机组和输电线路等设施。于是，冰冻、台风就成了低风速地区不得不面临的两大运维难题。

“在微观选址方面，因台风强气流突然改变带来的非常湍流是造成风电机组破坏性损害的主要原因。茶山风电场在微观选址上就综合考虑了风电机组位置的安全性和发电效益。”场长表示，茶山风电场为了解在极端天气下不同位置的风况，风电场曾架设5座测风塔，通过不同山形下的测风资料，准确分析出风电场的平均湍流强度、最大湍流强度、最大瞬时风速、入流角等风能特征参数指标，选取合理的机组基座位置。因茶山风电场地处台风多发区域，在前期选址上就避免在环境湍流大的区域安装风电机组，保护机组使用寿命。

风电叶片覆冰在一些区域为偶发性事件，但在低风速地区发生的频率则较高。2014年2月，茶山迎来的几场大雪就曾让整个生产条件变得极为艰苦，最低气温达－8℃，场内道路多处积雪达半米以上，39台机组中有30台因叶片覆冰导致故障停运，风电场面临自并网发电以来最大的考验。

“我们将冰冻情况分成不同等级来响应。一般情况下会让风轮匀速旋转，叶片结冰之后会让机组进行对应的偏航，以加速融冰。大雪之后，风电场会组织生产人员对线路进行巡视，主要检查避雷线、通讯线、引流线是否有冰冻下坠现象等。”茶山风电场一位工作人员告诉记者，经过几年运维探索，该风电场已在抗冰冻方面积累了一定经验。

投运以来，茶山风电场根据地形及季风特点，优化机组控制策略，重新核算基础载荷数据，提高风电机组的发电容量，使得机组发电能力在额定功率基础上增加4%；在夏季台风期间采用台风控制模式，冬季采用防冰冻模式，在保障机组安全运行的前提下增加发电量。截至目前，风电场综合厂用电率2.12%，设备等效可用系数99.02%，设备可利用率99.31%，一二次设备完好率控制在99%以上，创造了良好的社会和经济效益。