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我國風電裝機連續五年翻番增長。圖為山東省榮成市成山鎮風電場。記者
郭緒雷/攝 |
歷經“風馳電掣”般快速發展的中國風電產業，在“十一五”末登上一個輝煌的“高地”——風電裝機總容量達4473.3萬千瓦，超過美國成為世界第一；與此同時，風場事故頻發、風電并網難、棄風現象嚴重等一系列問題也開始集中爆發。業內人士戲稱，中國風電產業開始進入“痛風”時代。
為破解風電發展之“痛”，華能新能源股份有限公司近日組織本系統生產負責人和業務骨干、并邀請風電行業安全管理專家及設備制造商代表，在華能通遼風力發電有限公司(簡稱華能通遼風電)召開現場會，共謀風電產業安全健康發展之道。
據了解，成立于2007年底、短短三年半時間風電總裝機核準規模突破120萬千瓦的華能通遼風電，被認為是中國風電快速發展的一個縮影。其在風電場安全運行、開發“抽水儲能”求解“棄風”難題等方面的種種探索，受到業界的普遍關注。
建設“檢修維護中心”，保障風機安全運行
6月14日，風光旖旎的內蒙古科爾沁草原上，一排排銀白色的風機輕盈旋轉。
一臺正在運行的風機突然出現故障，迅速趕來的維修人員兵分兩路，一人站在位于地面的箱式變壓器前拉閘搶修，另外兩人則登上高高的風機機艙查找故障原因。
此時，險情發生了，在箱式變壓器前的維修人員突然被電流擊倒，而高高的機艙里冒出滾滾濃煙，隨即竄出一股火苗。須臾間，機艙門迅速打開，甩出兩條逃生繩，兩位維修人員順繩索從高空滑落至地面，其中一人打電話呼叫救護車，另一人則迅速伏在觸電倒地的同伴身前實施緊急搶救……
隨后響起陣陣掌聲告訴人們，這不是真實的風電場事故，而是華能通遼風電在其寶龍山風電場舉行的一次風電場安全生產應急預案演練。
來自華能新能源股份有限公司和國家安監總局相關領導，風電行業有關專家及風電設備制造商代表近百人觀看演練。一位當地安監部門的專家現場發表評價稱：“風電場突發事件處置得當，現場救援及時正確。華能通遼風電公司風電場應急預案演練成功。”
“來自國內多個風電場的信息表明，我國風電產業在歷經‘十一五’快速發展之后，開始進入事故多發期。”華能通遼風電總經理馬玉剛在接受《經濟參考報》記者采訪時說，許多風電開發企業意識到，盡快建立高水平的風機檢修維護隊伍，及時消除風電場事故隱患，已成為保障風電場安全運行的關鍵。華能通遼風電未雨綢繆，于2010年底成立了風電檢修維護服務中心。
據介紹，作為華能新能源公司旗下首家風電檢修維護機構，華能通遼風電檢修維護中心一方面將為華能風電場培養檢修技術人才，逐步實現風電行業自主檢修，保障風機健康運行；另一方面，還將按照市場化運行機制，面向蒙東及東北地區的風電開發企業提供市場化服務，以此提升企業的可持續發展能力和贏利水平。
打造“智能化管控系統”，建設電網友好型風電場群
“在經歷了大規模的建設高潮之后，中國的風電產業在運營管理上正面臨著前所未有的壓力和挑戰。”馬玉剛告訴記者，2010年底，當華能通遼風電公司風電裝機突破百萬千瓦，并由此成為國內第一家在一個市級行政區劃內投資建成的百萬千瓦級風電開發企業時，他們開始從生產管控入手，探尋風電場健康發展之道。
于是，一個名曰“風電場智能化管控系統”的研究項目在通遼風電公司悄然浮出。
“如果說成立檢修維護中心是應對風電場出現故障時能夠迅速行動的市場搶險服務隊，那么‘風電場智能化管控系統’則是旨在科學分析研究風電場運營全過程的基礎上，構建一個智能體結構的風電機組功率預測、狀態監測和故障處理決策支持平臺。”馬玉剛說，風電企業運營期的主要工作是檢查、維護和維修，目標是在盡量減少運行成本的前提下提高風力發電機的可利用率。打造智能化管控系統，就是要實現風電場生產運營管理的精細化、規范化和智能化，進而實現電網友好型風電場群。
據馬玉剛分析，在當今全球倡導低碳環保的大趨勢下，風電不僅被認為是清潔能源利用形式，而且已成為世界增長最快的可再生能源。特別是隨著風電技術日趨完善，單機容量越來越大，結構也越來越復雜，如何保證大功率風電機組安全運行已成為風電產業能否健康發展的關鍵。
然而，來自國內一些風電場的事故報告為風電產業健康發展敲響了警鐘。
業內專家分析認為，一方面，風電設備制造企業在急速擴張中暴露出許多產品質量問題。原因是整機制造企業和零部件制造企業產品質量控制的手段較低，產品批量投產后，性能不夠穩定。幾乎所有整機制造企業的產品在試運行階段和交付業主后均出現過質量問題。
另一方面，已安裝運行的風電場，大部分采用的是非常簡單的監測手段。自動監測的范圍小，監測的指標簡單，缺乏對信號的自動分析，大多依賴于人工巡檢和故障后處理。
正是在此背景下，華能通遼風電開始了“風電場智能化管控系統”的研發。馬玉剛介紹說，這一管控系統，將以風電設備可靠性為中心的維修理論(RCM)和設備故障預測與健康管理理論(PHM)為指導，以風電場健康狀態檢測、可靠性判斷和故障智能預警為主線，采用數據挖掘技術和專家系統技術，實現風電場各環節的信息鏈智能化傳遞和管理。
“特別是隨著大部分風電場風電機組質保期的陸續結束，未來幾年將是考驗我國風電設備質量的關鍵時期。”華能新能源公司安全生產部經理裴勵由此認為，華能通遼風電“智能化管控系統”項目的研究對于保障風電場設備健康、穩定、高效運行具有重要意義。
開發“抽水儲能”項目，求解風場“棄風”難題
《經濟參考報》記者在采訪中了解到，通遼風電于今年1月與通遼市扎魯特旗政府簽訂了抽水儲能風電項目開發投資協議，擬開發扎魯特旗“風水聯調、抽水儲能、電網友好型風電示范場”。
通遼風電副總工程師陳庚告訴記者，經初步勘察，扎魯特旗巴雅爾圖胡碩鎮山區，一方面風資源豐富，交通運輸方便，適宜建設大型風電場，規劃總裝機規模超過100萬千瓦；另一方面，在風場東南部有阿日昆都冷河與烏布昆都冷河交匯，年徑流量約1.65億立方米，具備建設抽水儲能電站的地形條件，規劃抽水儲能總裝機達80萬千瓦。
據了解，抽水儲能被業內認為是當前技術成熟度最高、儲能效率最好的儲能方式，特別是在風電場附近配置抽水儲能裝置，利用抽水儲能電站的儲能特性，不僅可減少風電隨機性和波動性，平衡風電發電量的不均衡性，同時還可將風電轉化為水能送出，有利于電網運行調峰，減少風電等新能源對電力系統的沖擊，對保障電力系統的安全穩定運行意義重大。
“但實際上，我們開發抽水儲能項目實屬無奈之舉。”馬玉剛告訴記者，“因為，除了風電機組面臨運行安全壓力以外，風電并網難、特別是并網機組的‘棄風’問題，已成為困擾我國風電產業健康發展的一大瓶頸。”
據了解，盡管東北電網和蒙東電網為風電并網和消納做出積極努力，蒙東地區風電上網比例在東北也屬最高，但由于東北地區電源結構和電網結構不合理，風電場“棄風”現象仍十分突出。特別是今年一季度，限電問題尤為嚴重。數據顯示，通遼地區目前已開發風電裝機僅占全地區風資源量的20%，下一步風電產業開發空間雖然很大，但因限電棄風，開發商投資風電的積極性已受到影響。
馬玉剛說：“正由于此，華能通遼風電不得不另辟蹊徑，謀劃抽水儲能項目。”
“雖然抽水儲能項目可實現‘風水聯調’，就地改善電源特性，對破解決風電并網和‘棄風’問題，特別是對保障電力系統安全穩定運行意義重大，但通遼扎魯特旗項目在推進過程中依然困難重重。”馬玉剛告訴記者，根據目前相關法規，抽水儲能電站建設還需要得到電網公司在電力接入和運行方式等方面的許可，特別是要獲得國家發改委在電價等方面的政策支持。