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8MW海上风机“黑启动”背后的故事

北极星风力发电网  来源:上海电气    2020/7/8 11:59:44  我要投稿  

北极星风力发电网讯:“成功了!成功了!我们‘黑启动’成功了!”现场工程师们难掩心中的兴奋与喜悦。6月8日,广东汕头阵雨初歇,三江之水奔涌入海,濠江大桥上车来车往一切如常。不同寻常的是,桥下不远处,伴随着一台高耸入云的“大风车”的缓缓转动,这里已经成了欢乐的海洋。

被质疑时的默默承受,技术攻坚时的不舍昼夜,“等风来”时的望眼欲穿,所有的情绪都在这一刻被点燃了,也释然了。看着全集团朋友圈里都在刷着“国内首台8MW海上风机‘黑启动’发电成功”消息,感觉一切都值得。

那一天,率先在朋友圈里发出消息的是上海电气风电集团广东分公司总工程师、汕头智慧能源示范项目的技术经理、这次“黑启动”的负责人彭明博士。

8MW海上风机成功“黑启动”,汕头智慧能源示范项目具备了全面运营的条件。这不仅是一个项目的胜利,更是上海电气集团旗下各相关单位联合作战的一次“团战”胜利。这不仅是中国海上风电领域的一个里程碑,也是中国新能源史上的一个奇迹。

这绝对值得骄傲和欢呼,现场团队攻克了多项世界性难题,把所有人认为的“不可能”变成了成功。风机的“黑启动”在此前有的成功的案例寥寥可数,而这么大兆瓦的风机“黑启动”,在此前尚无先例,就在准备“黑启动”的前一天,还是有很多技术大咖不看好能够成功。但他们,就是成功了。

看着同事们成功的喜悦,一个身影默默退出人群,悄悄回到休息室。为了这个项目连轴转,半个月来没吃过几次热乎饭,没睡过几次囫囵觉。他太累了。他就是彭明。

1、样机机位点犯了愁

“其实,我们开始也没想要做个这么大的智慧能源示范工程,只是想为8MW海上风机寻找一个样机机位点。没成想,后来厂房屋顶光伏、锂电池储能、钒液流储能、智能微网的概念和元素不断拓展和加入,成为了工业园‘能源互联网+’的上海电气方案,做着做着就做成了一个超级工程。”当聊起做这个超级项目的初衷时,彭明的话里戏谑中又带着几分成功后的云淡风轻。

时间拨回到2018年。上海电气8MW海上风机开始推向市场,将成为上海电气征战中国海上风电市场的又一利器。

可问题来了。所有的机型在批量化生产前必须进行样机验证,新引进的8MW海上风机也不例外。为了尽快进行样机验证,以便迅速占领大功率海上风电市场,就必须找到可以树立样机的机位点。

没有自建风场,树立样机只能去找开发商的风场。可经过多方协商,依旧无果,时间也在一天天流逝。当时的竞争对手们也在紧锣密鼓地研发8MW海上风机,上海电气若想继续保持“海上第一”、继续引领海上市场,必须尽快树立样机。内外压力叠加,8MW样机机位点让大家犯了愁。

正当众人一筹莫展时,广东市场的突破给这一问题的解决带来了新的契机。

“2017年,风电集团获悉广东省将发布海上风电相关发展规划,其中粤东地区有很大的市场空间,尤其是汕头市的风资源潜力很大。基于对海上风电市场的灵敏嗅觉,集团迅速反应行动。通过集团高层与省市政府的多次商谈,终于取得了在广东汕头开发海上风电的先机,这也为开拓广东海上风电市场打开了局面。”上海电气风电集团广东分公司总经理陈辉说道。

进入广东市场、开辟汕头“根据地”也为后来的智慧能源项目找到了落地生根的温床。

2、“滚雪球”滚出超级大工程

广东市场迎来突破,8MW海上样机机位点难题迎刃而解,同时得到解决的还有当时4MW海上风机高低穿测试机位点难题。可以说,这一招“进军广东”盘活了风电集团海上风电全盘战略布局。

两台海上风机怎么演变成“风光储充荷”一体的智慧能源项目的呢?答案是“滚雪球”。

当得知风电集团在广东汕头的计划后,上海电气集团领导有了一个更宏伟的想法。广东汕头地处亚热带,风、光等可再生资源丰富,产业园区用电负荷大,是增量配电网和可再生能源渗透的典型场景,是不是可以将上海电气在综合能源领域的优势充分发挥出来,树立一个上海电气集团在未来能源发展格局中的示范项目呢?

上海电气集团各路技术专家们开了个研讨会,果然有了新的火花。于是一个构建风、光、储、充一体,网-源-荷-储综合管理,“自发自用、余电上网”,在高比例可再生能源渗透的同时,保证严苛的供电可靠性和电能质量的智慧能源示范项目雏形就形成了。

经过风电、输配电、电气国轩、中央研究院四方共同研究完善,智慧能源项目蓝图也愈发清晰、成熟。这也为打造全国最大的智慧能源示范项目积攒了足够的底气。

2018年9月,智慧能源项目正式启动;10月,风电集团与汕头市濠江区政府签订试验样机合作协议;11月,上海电气股份公司正式立项。

前期工作顺利展开,但理想很丰满,现实很骨感,一切都没那么简单。

跟着现场电气工程师刘永明,看到了已经成型的智慧能源系统项目。但在建设过程中可并没有那么容易。

刘永明介绍道,现在看到的两台风机树立的地方曾经是一片池塘,土地权属复杂,用地协调也颇费周折。此外,池底淤泥给风机地基浇筑提出了极大挑战。风电集团项目团队、广东省电力设计院的工程师们以及现场施工单位经过多套方案论证,最终选择用围堰的方式施工。四周围堰防止周围江水倒灌,然后将池塘水和淤泥抽干,然后通过钢筋混凝土将地基筑牢。风电集团旗下的之恒新能源刚成立不久就扛起了重任,一出手就是挑战高难度。最终在各方齐心协力下,两台风机成功完成吊装。

“当时建设过程中确实遇到了各种困难,受台风等因素影响,大部件供应、运输都遇到了困难。幸好有集团领导的理解和汕头基地的大力支持,一个个问题也迎刃而解。” 之恒新能源现场项目经理刘军说道。

3、偏向虎山行

与诸多难题相比,更难的是“黑启动”技术难题。就是在不依靠外电的情况下,依靠自身恢复微电网并实现发电。

可当时,这么大容量发电设备的“黑启动”,全球很多人都尝试过,公开报道的案例基本都在仿真阶段。这次智慧能源项目是要挑战各种世界性难题,“明知山有虎,偏向虎山行”。

“当时国内风机成功实现‘黑启动’的规模基本是在2兆瓦的容量级别,咱们上来就是8兆瓦,技术难度非常大。当时我心里是没有十足把握的。老实讲,光伏的黑启动有80%的把握,风机的黑启动我只有50%的把握。”彭明说道。

技术团队日以继夜不断论证攻关,尝试了一个又一个的方案,终于打通了一个个技术难点。在相关产业集团齐心协力、项目团队技术攻坚下,光伏发电“黑启动”成功,风电“黑启动”成功,智慧能源项目整体孤岛调试也得以顺利完成。

智慧能源项目的成功,意味着上海电气完全掌握了多能互补条件下高比例可再生能源渗透的涉网技术、网源荷储一体的综合能源系统技术、微网能量调度等综合能源关键技术。

综合能源系统凭借着其提高能源利用效率、促进可再生能源利用以及提高能源供应安全的优势,近年来在欧美发达国家中发展迅速,引发了欧美国家能源系统的深度变革,并成为各国新的战略竞争焦点。作为中国能源装备领域“航空母舰”、国家清洁能源骨干企业,上海电气积极发挥自身优势,展开未来能源创新探索。汕头智慧能源示范园区项目是上海电气的一次成功的综合能源系统集成创新,上海电气完全具备了为客户提供成熟智慧能源综合解决方案的能力,也为中国综合能源创新发展树立了新的标杆。

据彭明透露,智慧能源项目预计今年7月底将开始全面运营。


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