这个风电场凭什么能在贵州独占鳌头

2404 小时，这是中国电建贵阳院织金三塘风电场（简称“三塘风电场”）2015 年的利用小时数，比贵州全省均值的2062 小时高出342 小时，位居该省第一。据了解，这个装机规模4.8 万千瓦、设计年发电量9895 万千瓦时的风电场，去年的实际发电量达到了1.1539亿千瓦时。与此同时，全场机组年平均可利用率达到98.5%，远高于考核指标。

今年以来，这一良好势头得以延续。风电场的统计数据显示，1 月—7 月累计发电8587.6 万千瓦时，已经完成全年目标的86.8%。尤其是3 月以来，月发电量均高于1100 万千瓦时，7 月更是高达1694 万千瓦时。

有业内专家在获悉上述信息后表示，三塘风电场可以说是我国南方地区复杂地形低风速风电场开发的一个样本，它的成功经验值得借鉴。日前，本刊组织的“最美风电场”活动采访组便来到三塘风电场，探寻其成功运营背后的故事。

找一个好地方

三塘风电场坐落于贵州省毕节市织金县三塘镇境内，场址区高程在2000 米—2250 米之间，属于山地低风速风电场。由于山区地形复杂，风速、风向受影响很大，不同区域的风资源存在显著差异。业内普遍认为，对于此类地形下的风电场开发，测风以及微观选址做得是否细致将是直接决定投运后能否实现预期收益的关键因素之一。

三塘风电场的业主和设计方——中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司（简称“贵阳院”）对此可谓拥有深刻的“领悟”。“我们院作为水电、风电等可再生能源勘测设计单位，深知风电场开发前期工作的重要性，并在项目资源分析、设计方面积累了丰富经验。”贵阳院新能源发电总公司（简称“新能源发电总公司”）总经理朱美洲向本刊记者介绍。

设计阶段，该院充分发挥自身优势，在通过长时间反复测风掌握大量风资源数据的基础上，借助先进的软件系统对数据进行分析，初步确定了机位点。但在朱美洲看来，“现有的软件对复杂山区风资源的分析计算还存在局限性”。为了将每个机位点都布置到最佳位置，贵阳院在微观选址时还与整机商等密切合作，分别采用多种不同软件计算复核，并在此基础上联合进行实地勘测。

这一过程可谓困难重重。上山之前，勘测人员针对可能遇到的问题做了很多准备，比如考虑地处高山群中，信号十分差，只能依靠GPS 进行导航，工程师提前已规划好主路线及备选路线，并将初步选定的机位点输入到GPS 中。但真正进入到实地后，勘测的艰辛仍然大大超出了他们的预想。由于机位点分布于山脊之上，都是被茂密植被覆盖的荒无人烟之地，勘测人员只能一边开路，一边爬山，有时一天也只能爬完几个机位点。期间还曾出现过险情。“贵州地区的天气多变，大雨说来就来，电闪雷鸣，有一次闪电劈到一位同事的附近，非常危险，此后雨天我们再也不敢爬山了。”一名工程师心有余悸地向记者回忆当时情形。

即使如此，实测也是严格按照要求进行，高标准完成对每个机位点的实地踏勘。正是通过这种艰苦环境下的细致工作，才确保了每个机位点都是优中选优，也为三塘风电场投运后的高效表现奠定了坚实基础。

选一款好机型

做好测风和微观选址，只是给了风电场一个好的底子。要想保障发电量，还需给它配上好的硬件，风电机组则是关键因素。

“这个风电场采用了24 台明阳风电的MY2.0-110/85机型，从实际表现来看，发电效率很不错，运行也很稳定。”三塘风电场场长刘艳恒向记者介绍。

据了解，MY2.0-110/85 属于明阳风电的高原型风力发电机组机系列，专门针对高原地区的气候和环境特点而研发，具有定制化、易调试、少维护、高利用率等特点。

对于高原风电场而言，由于风速和风向多变，要高效捕捉风能，机组必须能够灵敏地感知到各种细微变化，并迅速做出应对，这就要求机组更加智能。在专家看来，“机组智能与否，关键就看控制策略是否先进。控制策略相当于机组的‘大脑’，只有‘脑子’灵活了，机组才能更‘聪明’。”

“我们机组搭载的是明阳风电自主研发的控制策略，实践中，这套系统表现得很高效和可靠。”明阳风电相关技术负责人告诉记者。据他介绍，该系列机型采用先进的机组自寻优控制策略、非对称载荷扇区独自变桨控制策略以及强阵风防超速控制策略，可以根据外界风速和模型估计风速变化，自动寻找最优桨距角和最优增益，使机组的Cp 保持最优；并通过实时估计阵风的强烈等级，合理调整叶片的变桨速率，从而有效避免因强阵风等引起的超速故障。“这有力地保证了机组在恶劣环境下的运行可靠性，也提高了发电效率。”据测算，与传统控制策略相比，仅采用机组自寻优控制策略就可以将发电量提升5% 以上。

该负责人还透露，在此基础上，明阳风电正在研制具有自学习能力的第四代控制策略——MBC（Model BasedControl），即基于模型的控制。它可以使每台机组能够根据周边的位置感知风速、风向、湍流，再根据风的情况来调整控制策略。“通过实验风电场实测显示，它能够提升5%—10% 的发电量。”

此外，针对高原地区雷雨天气多以及湿度大，易形成凝露的气候特点，明阳风电优化了机组结构：整机按照最高雷电防护等级——LPL I 级防护设计，并严格控制机舱的密闭性，为机舱内控制柜增加加热除湿装置。

“目前，我们遇到的主要问题就是结冰。”刘艳恒在“最美风电场”活动现场与明阳风电技术人员交流时提出，“一般从12 月持续到次年的3 月，一年的结冰期可能会超过40 天。”

对此，明阳风电上述负责人表示，该公司目前最新研发出的防冻除冰技术是让叶片自带加热功能。“这项技术已经在贵州的一个风电场试运行，通过红外检测，叶片前缘的温度始终保持在5 摄氏度以上。”

挑一个好搭档

除了自身性能外，机组要保持高可靠性，另一个重要的保障就是基于状态的运维。“我们选择与明阳风电合作，除了整机技术，也是看重了他们的运维服务能力。通过为大量在运机组提供服务，明阳风电已经积累了丰富的运维经验。”朱美洲在谈及与明阳风电的合作初衷时表示。

这也得到了刘艳恒的佐证，“这个项目的质保期是4 年，由于我们团队的不少人刚毕业不久，因此在质保期内主要以学习为主。通过一年多来与明阳风电的合作，我们学到了很多东西。”

在三塘风电场，记者观察到，业主方和整机商之间的合作是十分愉快的。目前，该风电场共有13 名运维人员，其中4 名来自明阳风电。虽然他们分属两家企业，但在刘艳恒看来，“更像是一个公司不同部门的员工”。

这为双方展开紧密合作营造了良好氛围。明阳风电驻场运维负责人冉希勇向记者介绍，目前双方会在每周和每月召开周会和月季会，共同解决遇到的问题。“其实我们的目标是一致的，就是尽力降低发电成本，保障项目有好的产出，我们也在为此做出各自的努力。”

比如，为了实现预防式运维，明阳风电在广东中山总部建立了一个大数据中心，目前已经有包括三塘风电场在内的60 个风电项目接入其中。据悉，在这套系统中，通过实时监测每台机组关键零部件的核心指标，可以得到机组的详细运行信息，专业技术团队通过大数据分析方法建模比对，并进行运行异常预警。“这样，运维人员就可以根据气象预报，选择在风小时进行检修，真正实现基于状态的运维。”一名明阳风电的资深工程师说到。

预防式运维带来的另一个改变是提高了备品备件的利用效率。通过预判机组的运行状态，可以为备品备件的准备预留出充足时间，避免物资的长时间积压。事实上，明阳风电一直在通过各种手段减少呆滞库存。比如，该公司目前在贵州设立了一个二级备件库，区域内的所有风电场作为三级库可以共享二级库中的资源。“这样就改变了过去因各个库之间相互独立所造成的重复购买，进而导致有些物料在仓库中摆放很久都没用的尴尬局面。”冉希勇表示。

“这方面，我们也在积极向明阳风电学习。”刘艳恒告诉记者。他透露，按照部署，贵阳院所属的风电场都将实现自主运维。“贵阳院计划在‘十三五’末实现风电装机100 万千瓦。现阶段，正投入大量资金进行培训学习，为今后的自主运维做准备。”未来，该院除了准备建一个区域性的备品备件库外，还打算与大唐、华能、中广核等共享备件库。

“无论是提高仓库的开放性，还是基于机组运行状态数据来提前确定备件的数量和种类，都会大大降低备品备件的资金占有量。”刘艳恒说。

做一个好邻居

风电之所以为世人所广泛接受，一个很重要的原因便是它与生俱来的“绿”，这不仅指风电所利用的风能是绿色的，同时风电开发的各个环节也都是力求做到环境友好，充满着人文关怀。

三塘风电场所在的双羊山，层峦叠嶂，各种植被错落生长，万里碧空下，登高望远，蔚为壮观。遇到浓雾升起，高山和树木在云雾中若隐若现，仿佛人间仙境，美不胜收。在这里开发风电场，不破坏环境就成为一个最基本也是最严格的要求。

记者了解到，贵阳院在设计之初即制定了一套完整的环保方案，对施工、完工后的植被恢复等做出部署。按照方案的要求，该院在微观选址时就将环保作为重要的考量因素，通过努力做好每个细节来实现经济效益和社会效益的平衡。例如，架设输电线路时，在综合考虑各种因素的基础上，力求让电力电缆的长度最短，从而最大限度地减少对山体的开挖。施工完成后，由专业的环保公司对所有开挖过的地方重新种草植树。

“目前，场区内的绿化已经基本做完，植被恢复的效果还是不错的。”刘艳恒告诉记者，“我们这里实际上已经成为一个小有名气的景点，吸引了不少旅游和摄影爱好者来此游玩和采风。很多本地人会在端午节、重阳节等带着亲朋好友到这里野餐，联络感情与欣赏美景两不误。”

在努力实现环境友好的同时，三塘风电场还积极与邻为善，为消除当地的贫困贡献自己的一份力量。由于地处山区，三塘镇部分地区的经济依然较为落后。“考虑到自身的经济实力，我们决定以中小学为切入点，以捐赠的方式来改善一些贫困学校的教学条件。”刘艳恒介绍，“去年‘六一’儿童节，我们就与新能源发电总公司的领导一同到穿硐小学组织了爱心助学捐赠活动。这所小学的学习条件十分艰苦，我们根据提前了解到的情况向学校捐赠了书包、文具等物资。”

“我也参加了那个活动，从孩子们脸上的灿烂笑容中，我深深理解了‘索取之后要懂得回报’的道理。我们的企业在某地开发资源时，就应该有‘开发一地，富裕一方’的担当，肩负起推动当地经济发展的社会责任。这类活动很有意义，我们还会坚持下去。”虽然捐赠活动已经过去了一年的时间，但朱美洲在言及当时情形时依然十分动情。