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3000小时年利用!探秘高山风电

作者:江苏金海新能源科技有限公司浏览人数:147次 更新时间:2025年04月17日

登“峰”造“极”

——从竹子山风电场看高山风电技术管理创新

  竹子山,位于云南省曲靖市西南部,山高千仞,云溪杂咏。1月底,虽已深冬,这里的山脚下却绿意盎然,生机勃勃。举目远眺,一座座白色风力发电机沿山势而立,巨大的叶片迎风飞旋,将高山上强劲的风能转化为清洁的电能。

  高山难攀,而高山风电场的建设更是难上加难。高海拔的极端环境下,如何保障风电场安全运行?在高山地区建设风电项目,又有什么优势?记者为此来到 能源集团龙源电力云南公司(以下简称“龙源云南公司”)竹子山风电场,探寻我国高山风电的独特“魅力”。

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片区电网,大部分为本地消纳,极大满足了当地电力保供需求。

  “缘”定竹子山

  从昆明驱车出发,沿途层峦叠嶂,峻岭嶙峋,使人仿佛置身于山的“海洋”。汽车行至曲靖市陆良县的山路上时,已能近距离欣赏到风机们高大挺拔的“身姿”。

  站在风电场的观景台上,望着远处连绵不绝的风机和盘旋复杂的地形,记者不禁问道:“在如此高海拔的山区开发建设风电场,最初是基于怎样的考虑?”

  竹子山风电场的建设得益于我国近年来对西南地区风能资源的积极开发和利用。作为清洁能源,风能发电在云南省乃至全国的能源结构中占据越来越重要的地位。

  云南以山地和高原地形为主,山地面积占全省总面积的88.6%,可供大型风力发电场建设的平原和丘陵资源极少。为打造 “绿色能源牌”,云南省委、省政府不甘受制于先天条件,制定《云南省在适宜地区适度开发利用新能源规划》《适宜地区适度开发利用新能源基地建设方案》《适宜地区适度开发利用新能源实施计划》等一系列政策方案,推动大批新能源基地上马开工。

  “高山风电具有诸多优势,高山地区风力资源丰富、风速稳定,且高山风电场占地面积小,对土地资源的占用较少。”龙源云南公司党委书记、董事长黄伟介绍,“在政策的有力支持下,竹子山风电项目以生态文明建设和绿色高质量发展为己任,加强与乡村振兴、生态修复、能源装备制造等领域深度融合、相互促进,助推云南省新能源产业链高质量发展,构建绿色能源新发展格局。”

  竹子山海拔2100—2600米,山风常年不断,是建设高山风电场的 地点。几年前这里还是满目山林、人迹罕至的山坳坳,如今通过挖掘风能资源这座“富矿”,周边地区百姓的用电情况得到了实实在在的改善。

  “过去县城经常停电,自从有了咱们竹子山项目,近年来供电越来越稳定。”竹子山风电场运维技术员李强兵的家距离项目地不远,在他的记忆中家中需常备蜡烛、油灯,如今,这些“复古”的照明器具已几乎派不上用场。

  据统计,竹子山风电项目年发电量达54208.8万千瓦时,可满足约80万居民全年生活用电。项目产生的电能并入曲靖片区电网,大部分为本地消纳,极大满足了当地电力保供需求。

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竹子山风电场吊装现场,正在对风机塔筒进行吊装。

  稳立崇阿,靠的是什么

  从观景台上下来,步行一二百米便到了风电场运维管控中心。进入控制室,墙上的数字化大屏幕格外醒目,屏幕上实时显示着风电场的运行情况。

  “竹子山风电场总装机容量为212.8兆瓦,共38台机组。自并网投产以来,风电场运行稳定,经济效益显著。”龙源云南公司竹子山项目部负责人王延成介绍道。

  回想来路行驶于蜿蜒小道上的颠簸情景,与这室内宽敞明亮、井然有序的“现代化”设施形成鲜明对比。很难想象,风电场的建设初期面临着怎样的挑战。

  “我们克服了重重困难,才最终建成了这个风电场。”王延成坦言,“竹子山风电场位于高海拔地区,地形复杂,地势起伏大,可供建设施工的平坦场地少,大型风电设备和建筑材料的运输,以及风电机组、升压站等设施的布局规划难度很大,同时需要修建专门的运输道路,这大大增加了建设成本和时间。”

  “云南高山地区气候多变,极易出现强风、暴雨、雷电、低温、冰冻等极端天气,给施工计划的安排和施工安全管理带来很多不便,当时经常要加班加点商讨应对措施。”谈及项目建设初期的种种,竹子山项目部副经理尹小英至今难以忘怀。

  面对严峻挑战,让风电机组稳稳屹立于高海拔地区,靠的是什么?

  答案是技术创新。

  电气系统作为发电设备关键部分,能够为风机的正常运行保驾护航。“针对高海拔空气稀薄导致的绝缘问题和高湿环境下变流器散热问题,我们对风机进行了变流器接触器改造、超温整改、风道优化设计、启停机策略优化、通信协议优化等改进,有效提升了变流器无故障运行时间。”生产技术部专责陆鹏指出。

  “同时,在机械结构的强化上我们也做了很多尝试。例如对散热系统进行改进,保证设备在高海拔低温环境下的散热需求;加强叶片防覆冰技术投入,采用涂层防覆冰、电热防覆冰、气热防覆冰等技术,尽可能降低叶片覆冰带来的危害。”陆鹏进一步补充道。

  无论是在电网端还是发电领域,覆冰现象一直是困扰能源设备安全运行的一大难题。竹子山风电项目依托技术创新,在风机叶片防覆冰技术升级方面取得了喜人进展。

  据记者了解,该项目应用智能监测与控制技术,打造了结冰检测与控制系统,并通过三维模拟软件建立叶片覆冰模型,当叶尖结冰厚度达到阈值时启动加热装置,实现快速融冰。

  项目建设期是关键,而如何确保风电场的稳定运营和高效维护同样不可忽视。由于地形复杂、气候多变,高山风电场的设备很容易受到损坏和磨损。

  “我们在运维管理上创新运用了EAM智慧运维系统,为每台机组建立设备台账,记录备品备件库存,提供标准故障代码库,通过工单记录分析运行情况,提高设备维护的准确性和效率。”调控中心副主任马锦雄介绍,“预防性维护也必不可少。我们根据高原气候特点,实施机组全面维护,精准评估每一台风电机组健康状态,开展预防性维护,把故障消除在萌芽状态,提高机组无故障运行时间。”

  为了有效实现防患于未然,项目运维还另有“秘密武器”。

  滇东维保中心安全专责邹清非告诉记者,现场的每台风机全身遍布着各类不同功能的传感器,可在线实时查看在线振动数据、设备运行数据等。风机运行过程中,这些数据实时传入数字化监控平台,平台根据数据建立故障预警模型,实现“告警”变“预警”,“被动检修”向“预知维护”转变。

  如今,依托 的技术,竹子山风电场的日常运维仅需3人,不仅大大提高了运维效率,也有效避免了人工操作存在的安全隐患。

  绿能“转动”群山 

  走出运维中心,记者回望那些迎风转动的风机,它们与周围的青山绿水融为一体,正以恒定节奏切割着云海。这座总投资11.12亿元、总装机容量超200兆瓦的高山风电场,自2021年全面并网以来,在改写着云南能源版图的同时,成为撬动区域经济社会发展的新支点。

  云南水电占比长期超过70%,但季节性枯水问题始终存在。云南省能源局有关负责人表示,云南自2021年起连续3年“缺电”暴露了“水电独大”的电力结构性矛盾。表面上看,“缺电”的原因是电源供给能力不足,深层次原因是以水电为主的电力结构应对不确定性风险的能力不足。

  竹子山年均风速6.8米/秒、有效发电小时数超3000小时的特性,正补上了能源安全的短板。目前该项目年发电量相当于节约标准煤14.6万吨,减少二氧化碳排放38.8万吨。这为当地优化能源结构,丰富能源类型,提高能源系统稳定性与安全性带来了切实助力。

  这种助力还体现在用电大户的身上。竹子山周边拥有硅基材料制造、锌冶炼及深加工、水产养殖等多类型产业集群,风电场的建成为当地企业生产降低了用电成本,显著提升了当地工业企业清洁能源使用率。

  与此同时,风电场的到来,重构了山区经济地理。王延成告诉记者,项目建设期间,属地化采购砂石等建材1.3亿元,累计吸纳当地劳动力0.5万人次;运营期固定雇佣的15名运维人员中,本地青年占比达33%。更深远的影响在于基础设施的改善——配套建设的64千米盘山公路,让沿线村庄的交通更为便利。

  值得一提的是,在为地区经济发展“谋福利”的同时,龙源云南公司也为竹子山风电场规划了一本“经济账”,推进风电场今后的运维管理走上可持续发展道路。

  黄伟指出:“为保障高山风电项目的高效运营及维护、节约成本及长期稳定运行,我们通过集中监控、区域维保和专业化管理等措施,实现了新能源场站的运检分离,生产运行管理水平和检修维护效率大幅提升,逐步由事后非计划检修转变为事前计划检修。”

  得益于精细化运营和维护模式,新能源发电场站的生产效率大幅提升。据统计,2024年龙源云南公司完成年发电量30.3亿千瓦时,年累计发电量超目标任务2亿千瓦时,连续3年完成发电量目标;风电机组故障率同比降低30%,设备无渗漏治理取得实效,安全文明生产工作质量极大提升;长周期运行365天机组达60.29%,同比提升18.72%;各项年度考核指标圆满完成,场站“疑难杂症”得到有效解决,基本实现少人、无人值守场站建设。

  “风能是一种清洁、可再生的能源,但受地理环境影响较大。因此,在如何同当地资源优势有效结合、真正挖掘出产业协同价值方面,龙源云南公司竹子山风电场项目给我们提供了新范式新思路。”中国能源建设集团投资有限公司总经济师徐进分析认为,“该项目通过发挥高山风力发电全产业链的引领作用,主动强化与乡村振兴、生态修复、产业焕新等政策的深度融合,大力培育形成涵盖风能开发、居民就业、节能降耗等产业发展的‘生态圈’,树立了企业绿色发展的新样板并带来了可观经济效益,同时在推动当地能源结构优化、助力乡村振兴、改善民生、促进区域经济高质量发展等方面产生了不可替代的作用,是一项利国利民利企的大好事,作为绿色能源转型的生动实践,为其他山区发掘适合本地特色的能源发展模式提供了有益借鉴。”

  暮色渐沉,山脊上的风机亮起航标灯,宛如一串跃动的星辰。山风掠过控制室屋顶的测风仪,在这个西南边陲的高山之巅,一曲绿色发展的交响乐正随风激荡。

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