风电的“秘密”:走进珠海高栏岛风电场

彼时这座被红土覆盖的偏远海岛略显荒芜,除了群山间呼啸而过海风,再难寻其他独特于珠三角沿岸海岛的记忆点,而王煜要做的工作,便是确定岛上风力资源的分布情况。

通过分析高栏岛过往十年的历史气象数据,结合王煜等一线技术人员的现场实测,其所在的珠海港股份有限公司(000507.SZ)旗下的珠海港昇新能源股份有限公司(836052.NQ)很快确定将公司的第一座风电场建在高栏岛上。

搭建线路、铺设道路、安装设备,电场建设期间,珠海港昇的工人们跑遍了高栏岛上的每一个山头,按照此前测算确定的风资源分布最佳点位布置发电机组。

从2009年底前序工程开工,到2011年6月风电场正式启用,广东第一代“风电人”仅用一年多的时间,便将66台高50米、风扇叶轮直径50米、设备总重近100吨、单台发电功率750千瓦的风力发电机,竖立在了高栏岛蜿蜒崎岖的山岭上。

2023年6月21日,已成为珠海港昇董事会秘书的王煜,重新来到了这座他当初在一线亲自参与建设的风电场。

站在技术角度看,这座风电场并没有什么特别值得外界关注的焦点。王煜表示,作为一座已经并网运行12年的“老”电场,不论是纵向对比公司旗下其他新并网风电场,还是横向对比近两年内行业内新建标杆电场,高栏风电场设备性能都已不能算先进了。

不过,在以风电光伏为代表的新能源发电装机屡创新高的当下,像高栏风电场这般“稀缺”的老电场,却又无时无刻不在提醒着业内“新能源建设的本源目的是什么”。

“风电场建设安全第一,生态优先、绿色发展,建风电场首先是具备一定的经济效益,然后可能才受益于政策或环保目标推动,近两年风电光伏装机增速,核心原因是技术上具备了成本竞争力和可持续能力。”王煜如是说。

高栏岛风电场的主控室屏幕上,统计了该电场2012年并网以来的发电量,截止到2022年末高栏的累计上网电量约8.7亿千瓦时,累计节省标准煤近28万吨,按照0.689元/度的上网电价计算,总投资约4亿元的高栏风电场,已累计产生约6亿元的发电收益。

“高栏风电场稳定运行12年,不管是在安全上,还是在经济性上,都已经证明了风电经得起考验,可以替代旧能源。”珠海港昇生产经营部经理李军说。

高栏岛,在珠三角沿岸是比较小众的旅游景区,岛上的白沙滩绵延数里,沿岛海域碧蓝如镜,山间林木茂密翠绿。

本因靠自然风光而吸引游人休闲的偏远海岛,却因其成为今年初大火电视剧《狂飙》取景地,以及岛上高耸的一排排风力发电机,而被更多人所熟知。

2022年6月,是高栏风电场并网运营的第12个年头,这座小海岛上的新地标,眼下正为激荡前行的风电行业,提供着独有的示范价值。

“到今年风电场的累计发电量应该已经超过9亿度了,并网运行至今无一重大安全责任事故,电量也基本全额上网,没有出现过‘弃风限电’的情况。”高栏风电场场长陈伟强表示,电场运营12年以来,早已收回当初的投资成本,66台风力发电机运维保养情况良好,除了经济效益外,也为公司培养了一批精于风电建设、生产运维的专业人才。

风力发电是一种利用风动能转化为电能的新能源发电技术,李军说,高栏岛上一共配备了66台功率为750千瓦的风力发电机,它们分布在岛上的崇山峻岭之间,通过三条集电线路汇聚到升压站,然后将绿色清洁的电能源源不断汇入电网。

“风力发电机简单来说,由塔筒、叶片、风机、发电机、控制系统以及基座构成,其中基座和塔筒是发电机的支撑结构,用于将发电结构抬升到合适的高度,以便更好地获取风能,叶片则是风电机组最显眼的结构,(单台风电机组)1/3的成本都在叶片上,而叶片和发电机则是将风能转化为电能的主要结构。”李军介绍说。

据其解释,当风流经风力发电机的叶片时,由于叶片的特殊形状和轮廓设计,风流在叶片表面产生了压力差,这种压力差会产生一个向上的力作用在叶片上,从而使叶片获得旋转的力矩,将风能先行转换为机械能,而叶片的转动又会通过风机主轴传递至发电机处,通过电磁感应原理再将机械能转化为电能,得到的电能再通过电场配套的电缆、电塔及变压设备送至电网。

据了解,对于眼下大部分风力发电机来说,当风速达到3m—5m/s时即可开始发电,此外,风电机的控制系统,还可以通过对叶片角度的调节,使得叶面始终正对风吹来的方向,从而最大化发电机的输出功率。

“电场进行风力发电机招标时,技术方面的核心衡量指标就是功率曲线,比如风速到三米的时候,有的设备就可以启动了,有的设备吹5米叶片还转不起来,就不行。”李军说。

考虑到高栏风电场建成于12年前,面对“其电场设备进口自哪个国家”的询问,出乎意料的是,李军表示,早在2006年,国家能源主管部门便有针对风电场建设的国产化率要求,因此,高栏风电场的66台风力发电机均为国产,由浙江运达风电股份有限公司提供。

“风电技术这块国内进步很快,通过改进叶片设计和材料、提高转子和发电机的效率,以及优化传动系统等方面的创新,现在的风机有着比岛上这些老风机更高的单台功率,更广泛的风速范围,噪声和震动也更小。”王煜表示。

站在36号风力发电机下,俯瞰高栏岛全貌,眼前是一幅庞大而壮观的景象,高耸的塔筒直插云霄,横亘于蓝天下的一排排风机正随海风而转动,叶片快速旋转切割气流所形成的低沉嗡鸣声回荡在山岭间。

“今天的平均风速应该有10m/s,是非常理想的,平常大部分时间风力都在3m/s-5m/s之间。”在不依任何设备的情况下,仅依靠个人感知,李军就回答了关于风速情况的疑问。

而随后来到岛中高栏风电场主控室,控制系统的屏幕上所反映的36号发电机风速数据,也正如他在发电机下粗略感知一般,为10m/s。

在李军看来,作为一名长年累月奔波于项目一线的“风电人”,粗略感知风力算不得什么“高深”本领,在高栏风电场常驻的每一位运维人员基本都能做到。王煜亦表示,在规模化的风电场中,建设并网仅仅是第一步,搭建成熟的运维团队,做好电场精细化管理才是发挥电场效益的核心因素。

“风电也好、光伏也好、火电也好,都只是利用能源方式的不同,其本质上都是电力工业,风电场所需具备的技术条件和管理措施和传统电厂类似,但是运维人员又没那么多,所以需要‘一人多岗,一专多能’。”王煜说。

在高栏风电场的主控室,除了显示全电场66台风电机及配套设备运行情况的中控屏外,还有十个分屏,从电机运行、发电功率到电网信息等风电场全链路数据均被事无巨细地监控和记录。

陈伟强透露,高栏风电场的日常运维便是从主控室出发,根据管理系统所反馈的信息,对岛上所有的电力设备进行维护。

“(高栏岛)电力设备我们每年有两次定期年检,会对全部设备进行系统性检查,日常运维就是基于管理系统的动态监控,哪里报问题就去哪里处理,风电场还驻有专门的运维班组,通过轮班安。

风电的“秘密”:走进珠海高栏岛风电场

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