不曾想这个春日,春风不再似剪刀,却似青龙偃月刀。4月11日至14日,我国多地出现极端大风天气,华北、西北地区东部、东北地区中部、等地最大阵风风力普遍8级以上,内蒙古、甘肃、山西、河南等局部地区阵风风力达11~13级。同时,受大风和传递路径影响,内蒙古西部、宁夏、甘肃中部1及陕西、山西、河北等多地出现沙尘暴或强沙尘暴。黑龙江、吉林、辽宁、河北等多地出现雨夹雪、暴雪或大暴雪。
极端天气之下,我们的风电机组表现如何?能否经受住考验?大风过后,笔者对中船科技旗下中船海装各大风场进行了探究。
发现,此次中船海装位于内蒙古、山西、陕西、黑龙江、吉林、辽宁、河北、河南、江苏等地的71个项目2550台机组均通过极端天气的“硬核”考验、平安无恙。同时,各大项目部还化危为机,将机组调整到最佳发电状态,让它们在大风中跳起“能量之舞”,其中 39个项目机组平均可利用率超99.8%,10个风电项目实现满负荷运行。
巧借大风
这些项目发电量创新高
大风天气带来危机的同时,也为项目收益带来了机遇,催生发电高峰。中船海装各大项目部在收到大风预警信息后,立即组织对风机机组进行全面排查,并开展预防性维护工作,及时消除设备潜在隐患,确保每台机组以最佳状态迎接大风的考验,让华能江苏大丰、国家电投山西繁峙、深能太仆寺旗等项目机组实现效能最大化和发电量创新高。
华能江苏大丰400MW海上风电项目位于江苏省盐城市大丰区毛竹沙海域,风电场中心离岸距离约55公里,其中一期安装了20台“海装造”5MW海上风电机组,于2019年10月并网发电。

运行五年多来,20台机组一直保持高效稳定发电,平均可利用率超99%。该项目也由于离岸距离远、施工难度大、机组发电量高等原因,先后荣获“中国电力优质工程奖”和“国家优质工程奖”。

4月12日至14日期间,历经超9级大风的洗礼,这些机组不改“英雄本色”,持续满负荷运转,平均可利用率达到100%,单日发电量提升30%,展示了真正的“国优”风范。
国家电投山西繁峙二期项目位于忻州市繁峙县东侧的砂河镇境内,海拔高度在1270m-2170m之间,总装机容量为102MW,共安装30台中船海装3.4MW风电机组,于2020年12月全容量并网发电。

该项目曾凭借年利用小时和无故障运行天数在同类型高山风场中排名第一而入选“2023年度无故障风电场管理成果名单”。
4月11日至14日期间,超10级大风来袭,30台机组保持高速运行,平均可利用率达到99.94%,发电量再攀新“高”。
江苏国信H2海上风电项目坐落于江苏省南通市如东县海域东北部,场区中心离岸距离约50公里,项目总容量350WM,共安装70台“海装造”5MW海上风电机组,于2021年12月全容量并网发电。

4月12日至14日期间,超9级大风来袭,根据风电场实测数据,最高风速达27米/每秒,逼近安全风速临界值。期间,70台机组均平稳运行,安然无恙,平均可利用率达到99.81%。
大荔官池50MW风电项目位于陕西省渭南市大荔县,共安装20台“海装造”2.5MW风电机组,于2020年12月底实现并网发电。

4月11日至13日期间,超8级大风来袭,20台机组运行良好,平均可利用率达99.8%,单台机组可利用小时数均大于70小时。
华能陕西靖边一二三四期风电项目位于陕西省榆林市靖边县乔沟湾乡,共安装100台“海装造”2MW风电机组,于2011年全容量并网风电。

4月11日至14日期间,超10级大风来袭,最高风速达29米/每秒,对已经运行14年的老旧机组带来巨大威胁。然而,这些机组在极端环境下依然运行稳定,平均可利用率达99.88%。
深能太仆寺旗一标段200MW风电项目位于内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗千斤沟镇六面井村,安装了59台“海装造”3.4MW风电机组,于2021年全容量并网发电。

4月11日至14日期间,超10级大风来袭,59台机组平均可利用率达99.97%,可利用小时数超85小时,展现出超强稳定性。
多重防护
打造环境友好性风电机组
超2500台机组能够在大风、沙尘暴、暴雪的极端环境下平稳运行,除了提前调整设备运行模式,开展预防性维护,消除风险隐患外,机组本身的防护设计也不容小觑。
低温防护设计:为适应低温环境,中船海装通过机组材料选型、控制策略优化、提高加热系统效率等多项措施,提升了机组的低温环境适应能力。如机组的塔基控制柜、机舱控制柜、变频器、轮毂中的变桨控制柜、齿轮箱、发电机、滑环等部件均配备了加热功能,能自动检测环境温度并在低温环境下自动启动加热。

中船海装低温机型的工作温度为-30~+40℃,生存温度为-40~+50℃,热机工况下机组可在-35℃环境下安全运行;常温机型的工作温度为-20~+40℃,生存温度为-30~+50℃,热机工况下机组可在-30℃环境下安全运行。
同时,为了避免因超低温运行带来的风险和发电量损失,可通过传感器及零部件运行状态监测的超低温控制策略,当环境温度低于机组运行温度时逐步降低机组功率,当环境温度低于机组生存温度时风电机组自动切出,以保障机组安全性。
沙尘防护设计:针对沙尘环境,中船海装风电机组通过全系统防沙尘设计、整机防护措施和零部件防护设计,形成对沙尘的层层防护。

如机组机舱进风口与出风口之间设计了专属通道,负压使沙尘尽可能沿着风道排出,进风口设计有棉纱防尘,而且塔筒内空气穿过各层平台缝隙缓慢上升进入机舱,气流路径长且曲折,在此过程中绝大多数沙尘颗粒得到充分沉降,机舱整体防尘效果明显。
机组叶片、塔筒、机舱罩、导流罩、齿轮箱、主控柜、变流器柜、传动链旋转部件、轴承部件等零部件均从材料、防腐、防护等级方面进行了防尘设计,确保机组在遭遇沙尘暴天气时能够安全稳定运行。