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集合智慧 共建风电大基地

北极星风力发电网  来源:能者说EnergySpeaker    2019/9/25 14:53:43  我要投稿  

北极星风力发电网讯:风电的平价上网进程就像一部精彩的电影,在2019年展现了意料之外、情理之中的跌宕情节。不少风电人会在这一刻,隐约意识到自己正经历行业最好也是最坏的时代。

具体感受更偏向哪边,要看我们将立足于哪里。

如果能够解决外送或消纳问题,北方区域在平价乃至低价上网时代,必将率先占据开发市场的C位。而平价上网的试验田,正是当下如火如荼开展的风电“大基地”。

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图:正在开展前期工作的部分风电基地项目

挑战伴生机遇

“伴生远距离外送或直供电的基地项目,由于规模大可以大幅摊薄成本,更易实现平价甚至低价。”一位行业专家认为:“但平价基地与传统大基地有很大差异,更挑战技术创新能力,商业创新能力,管理创新能力。”

技术创新能力是指从风资源、风电整机、工程、并网到运营各个环节,通过推动技术创新,给平价基地项目打造坚实基础。它是全面实施平价上网大容量项目的关键,也可以说是风电持续发展的一个引擎。商业模式创新植根于更宽泛的技术创新,并可通过商业手段,将其价值深入挖掘出来并发挥到极致。

风电制氢的成本70%来源于用电成本,如果利用风电进行大规模的直供制氢,不仅在经济性上的竞争力比较强,而且能够实现氢能从制取原材料到用能,直至利用环节的绿色环保。再比如,与电解铝等高耗能产业紧密协同,采用直供电的方式在稳定基地平价项目收益的同时,协助高耗能企业控制成本,并实现绿色脱碳。相对而言,管理创新更依托于观念的转变。平价上网大大压缩了开发商盈利空间,如果还粗犷地管理投资成本,测算投资收益率,根本无法实现对项目的精细化把控,无法准确预估项目全生命周期成本与收益。

为严控风险,开发商不仅要对机组价格及发电量做把控,也需对建设和运营成本进行精算。因此,已进入建设期的乌兰察布基地项目,首次采用了以度电成本(LCOE)为核心的评标办法(50%度电成本,45%技术,5%质量)。“目前开发商已经转变合作模式,与更靠谱的设计院、整机商、施工单位在项目初期就利用LCOE工具进行深度合作,共同化解项目全生命周期中的不能承受之痛,实现集体突围。”有行业专家指出。

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图:LCOE平准化度电成本核算公式

出生决定命运

风资源决定了一个风电场的出身。若是参与平价基地项目的开发企业不能准确评估风资源,精准设计就无从谈起,精准测算与持续管控的每一步都不会踏到点上,全部工作都是在盲人摸象。

值得庆幸的是,目前最先进的风资源创新技术已经能够使我们在方案测算阶段,以更小的投入风险,对项目风资源的了解与把控程度,达到相对精准、符合平价要求的水平。金风科技一位风资源专家提到,该公司已经推出了一种创新的测风模式:将历史测风数据、风场运行数据与虚拟测风塔技术结合,进一步利用激光雷达补充测风,可以实现精准的计算结果。

“数据的分辨率达到百米级别,并且精准度达到60%区域范围和实际测风塔误差在0.15m/s以内,90%区域误差在0.3m/s以内。”上述专家说。

测风准确性达到上述程度,一是因为金风科技在New FreeMeso中集成了超过3.1万台机组、6000台测风塔、2900个气象站的50TB数据做支撑;二是因为具备超算中心的计算资源,能满足百亿级的网络计算需求。

这使平价基地项目的设计在效率、精准度、用户体验等方面,迈出更坚实的步子。

以国内首个将风电场进行实景三维规划设计的数字化平台为例,GoldFarm运用无人机三维重建技术航拍,能够快速获取高精度的三维地形地貌数据,并在此基础上进行风资源仿真、风机机型优选、精细化风电机组排布,道路与集电线路工程设计等。“利用目前流行的启发式寻优算法的遗传算法自动排布工具,能提升方案迭代优化效率70%以上;使用致动盘尾流模型,可提升尾流评估准确性48%以上;GoldFarm数字化平台则在实现精准建模、快速道路线路一体化设计同时,实现三维可视化。”金风科技上述风资源专家举例。

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图:GW155/4500MW型风电机组

设备保障收益

顺势而为、借势而起是中国文化中广被采用的行事准则,这也尤其明显地体现在风机选型中。什么样的风选择什么样的风机是最基本的原则。

以乌兰察布基地为例,该项目的一期二标段选择了金风科技GW155/4500MW等三款机型。随后,兴安盟大基地项目再次采用了GW155/4500MW型风电机组。

“在GW155/4500MW机型身上,你可以发现金风科技为平价基地项目定制化开发的共同点,包括优秀的设计基因、可靠的产品品质、良好的并网性能、最优的度电成本等。”金风科技一位产品经理认为。

值得注意的是,在目前以长距离输送为基础的大基地项目中,风电机组的电网友好性就显得非常重要。金风科技所使用的全功率变流器,响应时间短、控制精度高、适应性强。除满足电网标准外,在电压波动、高电压穿越、电能质量等方面均具有显著优势。当然,仅依靠硬件条件,风电机组是难以精细化满足不同环境条件基地项目要求的,这就需要一系列方案做支撑。比如风电机组如果搭载了EFarm智能技术,就能利用激光雷达对风速和工况提前进行匹配,降低关键部位载荷5%至10%;结合具体项目的不同应用方案,提升发电量2%及以上。要是更进一步应用了能巢系统,机组就不仅能照顾好自己,还可发挥群体协调能力,在不利因素面前,勇于“牺牲小我,成就大我”。

上述技术方案只是助力平价基地项目实现高效开发的冰山一角。仅金风科技而言,就可根据不同的需求,为项目配置诸如智能自适应控制、在线振动监测、大部件感知及分析预警、独立变桨以及从叶片到塔筒、塔基、叶根及塔筒螺栓的监测分析技术等大量先进方案。他们被深度整合,共同组成了金风智能风机乃至智慧风电场解决方案。“通过先进的测量和传感技术、建模分析技术、控制方法以及协同决策技术的应用,实现风电机组的经济、高效、可靠、安全,以及环境与电网友好的目标。”由金风科技参与编撰的《智能风机白皮书》这样描述到。

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图:风电平价基地解决方案

携手稳控风险

“紧压收益底线进行项目开发,开源节流很重要。开源是指要用高性能的机组提升产量,节流是指降低成本。当然,这一切的前提是项目能够稳定运行20年,期间不出幺蛾子。”

经历越多就越谨慎。

不少在业内摸爬滚打多年的项目管理人员心里清楚,避免和弥补幺蛾子的方法在于综合性地对项目乃至合作伙伴做把控。

在平价上网时代,开发商尤其要把控好整机商的服务保障与质量管控能力。正因此有专家认为,平价上网的推进将更为利好综合实力强、企业资信好的企业,强强联合所产生的马太效应将成为市场未来一段时间的主旋律。

“目前,金风科技在线下已实现了三级备件库网点布局,设置了4个一级、14个二级、116个三级备件库。”金风科技客户服务中心一位管理人员提到:“同时,在业务集中区域金风科技建设了6个共享服务中心,打造‘一站式’服务平台,实现集中监控、备件中心、备件维修、检测鉴定、疑难问题解决方案、技能培训等全面的服务能力。”他认为,平价上网时代对风电运营提出了“低价”与“挖潜”两方面新要求,势必将推动开发商的运营能力与整机商的服务保障能力,向集中化、共享化、智能化发展。备件库与共享服务中心“点、线、面”的配置,正是金风科技推动服务保障能力共享化的最佳实践之一。

而集中化与智能化,则通过利用金风科技新能源智慧运营解决方案,实现区域集约化管理、先进技术与大数据高级应用,将被动、粗犷、低效的运维模式从根本上予以颠覆,保障设备可靠,提升项目收益。在设备可靠性层面,金风科技永磁直驱全功率变流技术路线本身就有着更简单的传动系统,具备可靠性优势。同时,金风科技已经积累了近百款机型的研发经验,从产品设计到试验检测形成了完整的研发体系。并且金风科技不断打造其全优产业链,关键和主要零部件5A级供应商增至57家。

“2018年,金风机组质量表现整体稳定,基本高于各省风电设备可利用小时数平均值。”金风科技一位交付经理日前透露。不久前,该公司荣获2018“全国质量奖”,成为风电行业唯一得此殊荣的企业。无论是精算LCOE,还是利用创新技术对项目进行测风、评估与设计,亦或是选用适合项目的高发电能力设备,关注设备商的服务能力、综合实力,目的都是将“贴地飞行”的平价基地项目收益水平,稳定在可控范围内。在这个过程中,开发商的管理能力与管理思维的提升是重中之重。同样,选择一个优秀的伙伴进行深度合作,更是重中之重。因为正确的选择,往往带来势必事半功倍的效果。


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