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華能張北風電場:打造標桿項目靠什么?

2022-08-26 來源:《風能》雜志 瀏覽數:78

高發電效率與可靠性的機組、數字化技術的應用、緊密的合作,一個都不能少。

  華能張北風電場:打造標桿項目靠什么?
  
  高發電效率與可靠性的機組、數字化技術的應用、緊密的合作,一個都不能少。
  
  “張北的風,點亮北京的燈”,今年年初外交部新聞發言人介紹“綠色奧運”理念時的一句話,瞬間將張北縣與風電推上了熱搜。張北縣及其所在的河北省張家口市,是我國華北地區風能資源最豐富的地區之一。截至2021年,張家口風電裝機容量達到1644萬千瓦,位居全國之首,該市也成為我國唯一的國家級可再生能源示范區,風電已在當地釋放出廣泛的價值。“張北的風”既產生出源源不斷的綠色電能,點亮了“千家萬戶的燈”,更為帶動地方社會經濟發展注入綠色動能。
  
  近日,《風能》雜志組織的“最美風電場”媒體報道團來到張北縣,實地探訪了由華能新能源股份有限公司(下稱“華能新能源”)與三一重能股份有限公司(下稱“三一重能”)等聯手打造的華能張北風電場,以此為樣本深入探尋風電企業如何以創新為支點,推動效率與可靠性的提升,實現風能資源的高效利用。
 
  風電的帶動作用顯著
  
  從張家口市區驅車兩個多小時,便來到了位于張北草原邊的華能張北風電場。碧藍天空下,幾十臺巨大的風電機組徐徐轉動,與周圍的草木、羊群相映成趣,呈現出一派草原好風光。
  
  據了解,華能張北風電場總裝機容量為24.2萬千瓦,其中安裝了三一重能的16臺SE14630機型、1臺SE12120機型。投運以來,面對較差的風能資源條件,這些機組保持著高效運行。
  
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  一組數據可以作為佐證??紤]到場址區地勢低洼,項目通過采用140米高度柔塔等,2022年1—7月,在平均風速僅有4.73米/秒的情況下,利用小時數已達1386小時,全年有望突破2000小時,甚至高于周邊部分風能資源條件更好的項目。2021年,憑借優異的表現,華能張北風電場從近90個場站中脫穎而出,被評為華能集團的十大標桿場站。
  
  至此,華能新能源在張家口地區再添一個風電標桿項目。截至2022年上半年,該公司在張家口市投產新能源項目78.15萬千瓦。從全國范圍來看,其已投產的新能源裝機容量達到1759萬千瓦。其中,風電裝機容量為1472萬千瓦。
  
  時至今日,依靠規?;_發,風電的社會經濟價值開始全面顯現。
  
  華能新能源股份有限公司總經理趙建勇以華能新能源在張家口地區的風電開發為例介紹說,除了貢獻稅收外,當地基地型風電項目的建設,發揮了產業鏈帶動作用,有效促進風電裝備制造業及配套產業聚集。在開發過程中,混凝土、鋼筋、山皮石、鋼材等建筑材料盡可能“就地取材”,積極拉動當地制造業、建材市場發展。同時,在已建成項目的生產運維、檢修維護等工作中,加大對本地用人用工力度,促進地方就業。此外,在北京冬奧會舉辦期間,華能新能源通過張北地區新能源項目成功開展冬奧綠電交易3000萬千瓦時,為冬奧會張家口賽區供應綠色電力。
  
  三一重能副總經理、營銷公司總經理余梁為則表示,三一重能在各地的產業園對當地社會經濟發展起到了良好的帶動作用。比如,吉林省白城市通榆縣曾是國家級貧困縣。2009年,三一重能進駐當地,經過十多年的發展,2021年的銷售額突破10億元,成為該縣規模最大的企業,對當地經濟、就業、周邊產業的拉動作用明顯。
  
  進入“十四五”,在中央推動落實碳達峰與碳中和目標的背景下,從國家到地方均在為大力開發風能資源創造條件。例如,張家口市相關主管部門于8月12日發布公告稱,自9月1日起,將風電項目由核準制調整為備案制。此類利好消息促使風電企業普遍看好張家口地區的風電發展前景,加快了在當地的業務布局。
  
  據趙建勇透露,華能新能源在張家口地區已取得風光建設指標項目20萬千瓦,儲備了百萬千瓦基地項目100萬千瓦和陽原二期項目20萬千瓦。而按照規劃,到2025年華能新能源的風電裝機規模將達到2000萬千瓦。
  
  三一重能也在張家口地區謀求擴大產能。三一重能葉片公司張家口基地項目總靳濤告訴《風能》,張家口基地是三一重能在北方地區的最重要工廠之一。“我們正在跟當地政府洽談,計劃對基地進行改造,以更好支持未來對北方風電市場的開拓。”
  
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  同時,三一重能還針對“三北”風電市場的需求,加緊推進大容量機組、箱變上置等技術的研發。目前,其6.25MW機型已經實現批量裝機,即將推出更大單機容量的機型。此外,三一重能已交付200萬千瓦左右采用“箱變上置”技術的機組。
  
  對于接下來的發展,趙建勇認為各方需要重點關注以下問題:一是風電大規模開發與生態環境保護、用地(海)規劃、電網接入消納的統籌協調問題;二是地方政府、風電企業應在保證產業鏈各環節獲得合理利潤的前提下,共同推動降低風電度電成本;三是推動風電技術基礎性研究、核心技術研發、關鍵制造工藝進步。
  
  他建議,政府層面有必要規范以市場為導向的產業環境,加強頂層設計及統籌,保持產業政策穩定,加強行業監督,合理引導產業投資,防范系統風險;地方政府應創造良好的營商環境,努力降低非技術成本。風電企業要加大產業協同,推動管理和技術創新,加強行業自律。電網企業應按照構建新型電力系統的要求,嚴格落實可再生能源發電全額保障性收購制度。
 
  高可靠性才是硬道理
  
  全面平價時代的到來,對風電機組的可靠性提出了更高要求。
  
  “至少必須保證能發時盡發。尤其是隨著風電參與市場化交易、清潔供暖的比例越來越高,當拿到發電權后,設備決不能掉鏈子。”華能新能源河北分公司檢修中心副主任(主持工作)兼張北中心站站長王向偉表示。
  
  在現場記者看到,2021年,17臺三一重能機組的平均可利用率達到99.77%;2022年1—7月升至99.98%。
  
  談及三一重能機組的質量,王向偉給予了肯定:運行可靠性高,未發生過非計劃停運情況。
  
  “雖然現場很辛苦,但相對來說三一重能的團隊是幸福的。他們的工作可以按計劃開展,非計劃的事很少。這樣,就能夠騰出時間去學習,提升自身技能。”他說。
  
  
  余梁為指出,“無論市場如何變化,三一重能始終堅守安全與可靠性底線。經歷2020年的‘搶裝’后,我們的機組沒有發生過一次質量安全事故,這是非常值得我們驕傲的。”
  
  針對產品質量提升,三一重能做了大量工作。比如,設計上充分考慮項目所在地的特殊地理環境因素,主要部件均采用國內外知名品牌產品。選料上舍得下本,設計上比較合理,可以說是三一重能機組保持高可靠運行的秘訣之一。
  
  對于核心大部件,三一重能同樣高度注重其品質。靳濤告訴《風能》,圍繞葉片制造,該公司構建起一套較為完善的質量管理體系。在生產環節,除了傳統手段外,三一重能正在探索應用視覺檢測等最新的技術。此外,其還建立了葉片實驗中心,開展疲勞測試等,實際測試的要求和內容要遠高于相關國際與行業標準。
  
  為了進一步提高設備的可靠性,目前三一重能正在聯合部分開發商合力打造“無故障風場”。
  
  “簡單來說,就是通過先進控制系統、智慧運營等,最大限度降低風電場發生故障的頻次。”余梁為表示,“這并不是說完全不發生故障,但我們會設定一個對運行安全要求比較高的標準,以此督促我們不斷提高設備的可靠性。”
  
  他透露,今年三一重能計劃在全國打造10座“無故障風場”。
  
  全面向數字化要效益
 
  運用數字化技術提高各個環節的智能化與智慧化水平,是風電行業一直在推進的一項重點工作,它被業界視為未來持續實現降本增效的一大關鍵路徑。目前,這項工作初見成效。
  
  在華能張北風電場的中控室,記者看到大屏幕上動態顯示著所有機組的運行狀態、出力預測、風速等信息,現場人員的手機里不時收到提示信息。在背后支撐這一切的是,華能新能源于2020年建成的國內首個自主可控、全部國產化硬件實時數據的智慧運維系統平臺。
  
  該平臺擁有自主知識產權,配置首套千萬點容量國產秒級實時數據庫,實現全區域、全機型、全數據采集,實時匯總、計算、分析數據信息。通過與區域集控中心數據、管理互聯互通,以運維中心系統平臺、生產管理系統、高階應用、應急指揮系統等為基礎,完成對8個區域100多個風光場站的實時監管。
  
  平臺建立了智能故障診斷和預測模型,不斷優化現有處理方法,提出最優解決方案,發揮數字化對運維的預警、提效作用,逐步完成從傳統的被動檢修模式向主動的預防性檢修轉變。
  
  平臺全面部署了生產管理移動應用系統,可以實現移動兩票辦理、缺陷管理、安全管理、物資管理等線上管理,解決了生產管理數字化“最后一公里”問題。
  
  目前,平臺還在引入更先進的智能圖像識別、智慧安防系統、無人機等技術,將逐步實現場站的“少人值守、無人值班”或“無人值守”。
  
  數據顯示,這套系統能夠提前20天對機組大部件進行精確故障預警,促使故障率下降了30%以上,故障處理時間縮短29%以上。
  
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  在余梁為看來,智能化、智慧化水平的高低,也將是決定整機制造企業能否在未來激烈的市場競爭中勝出的一個重要要素。
  
  基于這樣的認識,三一重能加大了相關的投入。“我們在這塊投入的資源非常大,因為風電機組本身就是無人化的產品,智慧化是它的一個剛性需求。我們開發出很多算法,包括預測故障的算法。”
  
  此外,三一重能還在著力建設“智慧工廠”,即通過引入工業機器人、視覺識別技術、信息化系統等,來實現整機、葉片、電機生產線的自動化與智能化。三一重能位于北京市昌平區南口鎮、河北張家口市張北縣、吉林白城市通榆縣的產業園均在推進相關工作。
  
  據余梁為介紹,將于今年年內全面投產的三一重能湖南韶山產業園,更是按照三一“燈塔工廠”智能制造標準,打造的一座“風電葉片智能制造超級工廠”。項目年最大生產能力達1000套葉片,年產值約20億元。
  
  由此產生的價值是顯而易見的。三一重能提供的數據顯示,采用上述方案后,在大幅減少車間工人數量的同時,生產效率提高了近50%,產品不合格率下降了50%。
  
  此前,三一重能憑借這方面的出色表現,成功入選了“2021年智能制造標桿企業”名單,是唯一一家獲此殊榮的風電企業。
 
  
  “建立兄弟般情誼”  
 
  
  項目投運后,雙方人員全力投入到現場運維工作中。記者走訪時注意到,現場人員以晚班會、專題討論會、培訓以及傳幫帶等形式,展開了緊密的協作。
  
  王向偉告訴《風能》,華能新能源按照“四個一樣”的原則對外包單位進行管理,三一重能的服務人員被納入場站管理之中。
  
  經過近兩年的磨合,雙方團隊的關系得到了升華。
  
  “我經常講,雖然我們穿的是華能的工作服,他們穿的是三一的工作服,但雙方已經建立起兄弟般的情誼。大家在這個荒荒無人煙的地方工作生活,大門一關,我們就是一家人。” 王向偉說。
  
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  這也成為華能新能源與三一重能之間良好合作關系的縮影。
  
  據悉,圍繞風電項目開發,華能新能源與三一重能建立了戰略合作伙伴關系。合作過程中,雙方給予了彼此最大限度的支持。這一點,在2020年的“搶裝潮”中得到淋漓盡致的體現。
  
  為人津津樂道的一個故事是,2020年華能位于山西的某風電場在投入大量資金后,原定主機供應商卻供貨嚴重滯后,項目面臨停工停產。得知情況后,三一重能董事長周福貴當機立斷表示:“在確保已簽訂單合同按時交付的前提下,只要三一重能還有能力,我們就一定要想盡一切辦法、克服一切困難伸出援手。”同年8月,華能與三一重能簽訂供貨協議。為保障按時供貨,三一重能決定停掉自建項目的供貨,調動資源為華能項目排產。9月排產,10月初開始供貨。12月29日,項目全部風電機組并網,替開發商挽回了巨額經濟損失。
  
  這樣的故事也在華能張北風電場上演過。
  
  據王向偉回憶,華能張北風電場是2020年“搶裝潮”期間完工的項目之一,建設過程中遇到的最大難題是機組、吊車等資源的鎖定。“三一重能的供貨是有保障的,當時大概有價值80多萬元的物料,他們接給我們支援過來了,相關的手續是后補的”。
  
  施工中,雙方更是通力合作。
  
  “在安裝某臺機組的機艙時,出現了角度不對的問題。如果我們都圖懶省事的話,就得把機艙拆下來調整角度后再重新安裝。”王向偉說,“但在嚴格遵守操作規定的前提下,本著搶時間點、搶窗口期、節約成本的原則,雙方采取一些非常規措施,很好地解決了問題,至少讓機組提前三天實現并網。”
  
  
  正是這些點滴積累,為雙方不斷深化合作夯實了堅實基礎。
  
  據趙建勇透露,接下來華能新能源與三一重能計劃進一步拓寬合作領域:一是圍繞存量風電機組提質增效強化合作??偨Y張北“無故障風場”的成功經驗,加大其他項目的技改力度;二是圍繞產業合作獲取資源進行合作。發揮華能新能源的電力投資運營優勢與三一重能的裝備制造優勢,通過產業協同獲取資源,實現互利共贏;三是圍繞“走出去”開展合作。雙方將積極獲取海外新能源項目合作開發機會,發揮各方優勢,拼船出海。
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三一重能
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