银河风电缔造2.5兆瓦风电机组“神话”
添加时间：2014-11-04 11:09:53
来源：中国风电新闻网
今年前4个月，列入贵州省能源局考核的28个风电场中，盘县四格二期项目累计发电4481万千瓦时，在贵州全部风电场中排名第二，其使用的2.5兆瓦银河风电大型机组引起贵州风电行业广泛关注。盘县四格二期项目的发电量业绩表明，银河风电单机2.5兆瓦大功率机组在历经优化改良后，经受住了贵州高海拔、低空气密度条件下发电量达标的考验，走出了可喜的一步。
贵州风电的国内第一
来自贵州长征天成控股有限公司的消息显示，银河风电自2007年创立以来，始终以“制造世界上最好的机组”为使命，在消化吸收了欧洲2.5兆瓦直驱永磁风力发电机组技术的基础上，结合国内特别是西南地区的环境气候特点及风资源状况进行攻关，开发出GX93、 GX113、 GX121 2.5兆瓦直驱永磁风力发电机系列产品，走出了一条勇于探索、自主创新的发展之路。
直驱永磁技术是近年来国际上最前沿的新兴技术，具有传统传动系统无法比拟的优越性，突破了传统传动系统的速度瓶颈、精度瓶颈和成本瓶颈。直驱永磁风电机组具有发电能力更强、运行稳定性更高、运维成本更低等优点。采用直驱永磁风电机组可以使风电场全生命周期总成本更低，发电收益更高。
据贵州长征电器遵义风电产业园总经理高健介绍，2009年银河风电自主研发的2.5兆瓦直驱永磁风力发电机组成功下线并并网，是国内第一家拥有自主知识产权的大功率直驱永磁机组；2011年银河风电GX93 2.5兆瓦机型一次性通过国家电科院和德国GL共同进行的低电压穿越测试，是国内首家按照国家新并网标准完成测试的大功率机型；同年，银河风电GX93机型中标大唐桂冠盘县四格一期风场并于2012年完成了吊装并网，也是国内第一个商业化运营的单机2.5兆瓦级风电场。
“作为我国首个进入商业化运行的2.5兆瓦级风电场，该项目的成功并网预示着我国陆上风电开发即将从‘1.5兆瓦时代’全面迈入‘2兆瓦至2.5兆瓦时代’。”高健说。
然而，GX93机型在最初运行中并非一帆风顺，由于前期零部件配套产业链的不健全和加工工艺达不到要求，盘县四格一期风电场整体发电不是很理想，引发了业内对这种大型机组在贵州高原运行的质疑。
“针对2.5兆瓦产业化前期零部件配套产业链的不健全和加工工艺的更高要求，银河风电与部件供应商共同努力，成功打造出国内第一条完整的大功率直驱永磁机组配套供应链，使盘县四格二期机组可利用率达到近99%的高水平。”银河风电总经理司徒功云博士介绍说，盘县四格二期风电场于2013年年底并网发电以来，等效利用小时数在贵州已建成投产的风电场中一直名列前茅。
据司徒功云介绍，目前银河风电已形成了以北京销售公司为中心，贵州遵义、广西北海和山东威海三个生产基地为依托，辐射西南、北部湾、华东、华北及海外的发展格局。银河风电将继续细化做深GX93、GX113、GX121 2.5兆瓦系列机型，进一步降低故障率，提升可利用率和等效利用小时，强化售后服务，以质量促销售，以风场项目效益赢得客户，逐步发展为国内大功率直驱永磁机组制造的骨干企业。
司徒功云进一步介绍说，银河风电成熟的2.5兆瓦直驱技术平台，拥有国内最先进的机组设计理念和丰富经验积累。从2009年银河风电下线国内第一台2.5兆瓦GX93风电机组，到2012年贵州四格一期风电场项目成为国内第一个商业化运营、单机容量达到2.5兆瓦的风电场，再到2014年拥有19台GX93机组的四格二期项目发电量在贵州省所有运营风场中名列前茅，银河风电的2.5兆瓦机组产品已经以出色的表现经受住了贵州风电场的考验，为风电场开发商创造了更多的发电收益，最终获得了风电场开发商的认可。
机组安全过冬“秘籍”
据不完全统计，贵州地区冬季多发的凝冻现象造成机组的年发电量损失高达15%～20%。同时，叶片表面的大量结冰会引起机组的附加载荷与额外的振动，从而降低其使用寿命，并对风场维护人员的安全造成威胁。
为了解决贵州高原冬天风大，空气湿度大，冻雨天气较长，涂层技术不能完全解决叶片结冰的问题，银河风电的最新研发成果又在涂层技术的基础上，新增了叶片热空气加热技术，也就是在叶片根部加一个加热器和一个鼓机组，在检测到叶片表面结冰时启动该系统，对叶片进行加热，使叶片温度能保持在10至15度之间，从而起到融冰作用。
银河风电通过与德国某著名材料研究机构合作，经过近三年时间的反复试验，成功开发出新型“超疏水性”叶片抗凝冻涂层技术，经过几个冬季在四格现场的小叶片对比试验，结果显示，该涂层较普通涂层具有显著的抗凝冻效果。
银河风电是全球第一家采用全水冷创新技术的整机制造商。在四格项目中，全水冷创新技术的应用彻底消除了发电机中永磁体高温退磁的隐患，同时有着比传统空冷技术更高的冷却效率，保证了永磁同步发电机高效、稳定和可靠的运行。
攻克高原风场多个难点
2013年8月，盘县四格二期风电场全部19台银河风电2.5兆瓦GX93直驱永磁风力发电机组并网发电。截止目前，四格风电场一、二期项目共安装了38台2.5兆瓦大型机组。
据银河风电工程技术人员介绍，银河风电2.5兆瓦机组采用的直驱永磁及水冷却等核心技术，使其在普遍具有低空气密度、低气压及地势复杂等特点的高海拔地区应用具有明显的先天优势。
首先，低空气密度使得同等风速下的空气具有更低的能量，而GX93 2.5兆瓦机组由于无齿轮箱损耗、无励磁损失，再加上其经过气动设计优化的定制叶片，能够有效提高机组的发电效率，从而保证了四格风电场在0.92kg/m3的低密度条件下依然能够实现2100小时的年等效发电小时数。
其次，作为全球第一台采用水冷却技术的直驱机组，GX93的冷却效率不会受到空气密度降低的影响，而且全密封的机舱还能为其内部电气元件的绝缘性提供附加保障；
第三，在地势复杂的高原山区，风场内不同位置的年平均风速往往相差很多，而2.5兆瓦机组单机容量的提高使得同等装机容量风电场所需的机位数量大幅减少，因而能够让机组尽可能都安装在场内风速最高的山顶区域，从而显著提高风场的平均风速。同时，机位数量的减少对降低山区风场的道路、吊装平台及基础施工成本也有很大帮助。
“四格风电场对机组的挑战不仅仅是高海拔条件，贵州狭窄崎岖的山区道路、冬季长时间的凝冻气候以及现场常年高湿雾霾的天气，甚至运输必经道路上多次发生的泥石流山体塌方，都对项目的运输、安装及运营造成很大的难度，也对机组提出了极高的要求。”为解决山区多弯道路的长叶片运输难题，早在项目动工之前，公司运输技术团队就先对风电场进场道路进行了详细路勘，对每一个弯道，每一处桥梁，乃至路上的每一根架空线路都进行了测量与计算。路勘结果表明，如采用常规运输技术，为满足叶片运输必须的道路转弯半径，项目在道路改造及拆迁征地等方面将会产生巨大费用。对此，公司技术团队在进行深入研究之后，创造性地设计出一套对运输车辆的技术改造方案。该方案通过在叶片运输车辆上加装特制的液压传动机构，并经由控制系统实时控制，在过弯时根据情况使叶片根部支架沿垂直或水平方向进行抬升或偏转运动，从而大大降低叶片运输对于道路转弯半径的要求。该技术的成功应用，不仅解决了四格风场的叶片运输难题，降低了项目运输成本，而且为今后国内所有山区风场的长叶片运输提供了宝贵的可借鉴经验。
业界看好大机组
来自贵州省能源局的数据显示，截止今年7月底，盘县四格一期风电场今年累计发电4547万千瓦时，二期风电场今年累计发电5617万千瓦时，在全省已建成发电的28个风电场中，发电量排名仍位居前列。
深圳博达煤电开发有限公司是盘县四格风电场的业主方，公司总经理戴涛认为，经过近两年的运行，银河风电2.5兆瓦机组目前在贵州已经凸显出了较大优势，但银河风电仍积极地对其机组运行进行优化。
贵州省能源局新能源和可再生能源处处长卓军介绍说，在四格二期项目中，银河风电使用了改进的永磁同步发电机，对发电机的定子线圈绕组材料和排布，定子绝缘方式及其工艺，转子磁钢的防腐、工艺和水冷系统的设计进行了优化和改进，加强了发电机运行过程中散热和冷却性能，降低了机组运行温度，从而减少了铜损、铁损和转子涡流等损耗，发电机效率提高到了97.5%，即由此使发电量输出提高了2—3%。
卓军认为，相对来说，贵州风力资源不够丰富，本土制造的2.5兆瓦机组，可提高风力资源不足的先天缺陷，对贵州风电发展十分有益。在低风速段，四格二期风电场平均功率曲线表现得非常出色，充分体现出银河风电直驱永磁风电机组在低风速段的发电优势。
“从今年前4个月来看，除2月份95.85%相对较低外(受凝冻气候影响)，其余3个月可利用率均达到97.95%以上，四个月的平均可利用率达到98%，高于国际公认的风场97%可利用率的标准。”
据了解，四格二期风电场属于贵州省典型的山区风电场，地形条件、风况条件和交通运输等条件都较一般风电场复杂，在此条件下四格二期风电场项目高发电量和高可利用率的出色表现得益于2.5兆瓦大型永磁直驱机组的使用，细致而精确的微观选址、高效科学的运维管理、定制化的核心控制策略，以及银河风电技术团队在多个环节所进行的技术创新。
高健表示，银河风电运维团队拥有丰富的风场运维经验积累，在故障诊断与预测、运维技能与执行效率方 面表现得尤为出色。银河风电对现场运维人员进行定期技能培训和考核，确保做到现场运维的专业化、规范化和科学化管理。