中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：歲末之時(shí)，醞釀已久的《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》終于掀開蓋頭。與業(yè)內(nèi)人士之前的預(yù)計(jì)一致，中東部和南方地區(qū)的低風(fēng)速分散式風(fēng)電開發(fā)成為“十三五”時(shí)期產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重頭戲。
根據(jù)最新發(fā)布的《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，“十三五”期間，預(yù)計(jì)全國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量8000萬(wàn)千瓦以上，其中，中東部和南方地區(qū)陸上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)容量將占到4200萬(wàn)千瓦以上，而“十二五”時(shí)期的主力——“三北”地區(qū)陸上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)容量則為3500萬(wàn)千瓦左右。
“如果說，5年前安徽來(lái)安風(fēng)電場(chǎng)的投運(yùn)是我國(guó)低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)的試水和破冰，那么，‘十三五’時(shí)期，中東部和南方地區(qū)風(fēng)電的規(guī)?；_發(fā)，則表明低風(fēng)速時(shí)代的全面開啟?！庇袠I(yè)內(nèi)人士對(duì)記者表示。
在即將全面開啟的低風(fēng)速時(shí)代，對(duì)于整機(jī)制造商而言，比拼的將是更高超的“馭風(fēng)”技術(shù)：如何通過技術(shù)創(chuàng)新將之前不具備經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值的低風(fēng)速區(qū)域變得具有經(jīng)濟(jì)性；如何在精益化運(yùn)維的背景和全生命周期的視角下，幫助業(yè)主節(jié)約每一分成本，提升每一度發(fā)電量。
低風(fēng)速開發(fā)成重頭戲
在“三北”地區(qū)優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源區(qū)基本劃分完畢和持續(xù)棄風(fēng)限電的背景下，進(jìn)軍中東部和南方低風(fēng)速區(qū)域已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。
《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出，加快開發(fā)中東部和南方地區(qū)陸上風(fēng)能資源，將中東部和南方地區(qū)作為為我國(guó)“十三五”期間風(fēng)電持續(xù)規(guī)?；_發(fā)的重要增量市場(chǎng)。
與之形成鮮明對(duì)比的是，在剛剛過去的“十二五”時(shí)期，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)是有序推進(jìn)“三北”大型風(fēng)電基地建設(shè)?！讹L(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》雖然提及“積極推動(dòng)中東部及南方地區(qū)分散風(fēng)能資源的開發(fā)利用，形成集中開發(fā)與分散發(fā)展并舉的格局，”但顯然，“十二五”時(shí)期風(fēng)電裝機(jī)的增量主力仍是“三北”大基地。
中投顧問的行業(yè)分析人士對(duì)記者表示，隨著風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步，6米/秒以下的風(fēng)資源也具有了開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性，但是中東部和南方地區(qū)的地形復(fù)雜多樣，選址難度大，工程建設(shè)成本相對(duì)較高，運(yùn)維成本也會(huì)相應(yīng)增加。因此，要保證開發(fā)企業(yè)的內(nèi)部收益率，盡量縮短投資回收時(shí)間，勢(shì)必對(duì)低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)技術(shù)提出了更高要求。
“低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù)的關(guān)鍵是提高風(fēng)電機(jī)組低風(fēng)速環(huán)境下的風(fēng)能利用率，降低度電成本?！币晃伙L(fēng)電開發(fā)商相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者。
高塔筒技術(shù)提升發(fā)電量
今年11月，采用遠(yuǎn)景120米高度全鋼柔性塔筒EN121-2.2MW超低風(fēng)速智能風(fēng)機(jī)分別在江蘇濱海和江蘇東臺(tái)實(shí)現(xiàn)批量并網(wǎng)運(yùn)行。12月初，跨國(guó)巨頭維斯塔斯宣布在位于山東菏澤的李村鎮(zhèn)風(fēng)電場(chǎng)將應(yīng)用137米的高塔筒技術(shù)。
近來(lái)，單機(jī)容量越來(lái)越大、葉片越來(lái)越長(zhǎng)、塔筒高度越來(lái)越高，已經(jīng)成為風(fēng)電行業(yè)一大趨勢(shì)。而對(duì)于低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)而言，增加葉片長(zhǎng)度和增高塔筒高度則是更充分利用風(fēng)能資源，提升發(fā)電量的兩個(gè)重要手段。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者，從風(fēng)中獲得的能量與葉片掃風(fēng)面積及風(fēng)功率密度密切相關(guān)，加長(zhǎng)葉片相當(dāng)于增加了葉片的掃風(fēng)面積，因而可以捕獲更多風(fēng)能，提升發(fā)電量。不過，葉片直徑增加有其極限，過大的直徑將會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)載荷增加、成本過大。
一直以來(lái)，在中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)，更傾向于利用增大葉片長(zhǎng)度的手段提升發(fā)電量?！坝捎趥鹘y(tǒng)的全鋼塔筒在增高的同時(shí)也面臨著塔筒厚度、運(yùn)輸高度及重量、制作成本等方面的限制，導(dǎo)致傳統(tǒng)的塔筒技術(shù)通常難以突破百米高度。不過，隨著國(guó)內(nèi)高塔筒技術(shù)的成熟，使得塔筒增高成為可能。”一位資深技術(shù)人士告訴記者。
“目前我國(guó)低風(fēng)速資源開發(fā)已從6米/秒下探到5米/秒，如何讓低風(fēng)速風(fēng)電項(xiàng)目盈利成為風(fēng)電技術(shù)變革中的關(guān)鍵問題。”遠(yuǎn)景能源副總經(jīng)理王曉宇博士告訴記者，“遠(yuǎn)景通過整理全國(guó)數(shù)千座測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，有些低風(fēng)速區(qū)域的風(fēng)剪切系數(shù)超過0.2，甚至達(dá)到了0.4，這是可以產(chǎn)生價(jià)值創(chuàng)造的發(fā)現(xiàn)。以風(fēng)剪切系數(shù)0.3為例，與90米傳統(tǒng)塔筒高度相比，120米高塔筒技術(shù)能夠提升300小時(shí)以上的發(fā)電收益。這意味著有更多的超低風(fēng)速區(qū)域具備了開發(fā)的可能性和更高的經(jīng)濟(jì)性?！?
據(jù)了解，目前，我國(guó)高塔筒技術(shù)路線主要有全鋼柔性塔筒和砼鋼混合塔筒兩種，全鋼柔性塔筒以造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)、供應(yīng)鏈成熟、運(yùn)輸便利、吊裝高效而著稱，其優(yōu)異的性能得益于智能風(fēng)機(jī)高超的智能控制技術(shù)，而砼鋼混合塔筒設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)控制策略沒有過多的要求，但其復(fù)雜的施工工藝和價(jià)格不菲的預(yù)制件成本壓力會(huì)延緩這一技術(shù)路線的成熟期，施工隊(duì)伍的可靠性以及成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)仍是當(dāng)前行業(yè)的短板。
沒有任何一種技術(shù)是萬(wàn)能的。上述資深技術(shù)人士提醒說，在一些起伏山地等比較特殊的地形，增高塔筒不一定能獲得更高的風(fēng)速，因此，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源和地形條件進(jìn)行針對(duì)性分析，從而判斷高塔筒技術(shù)是否確實(shí)能有效提升其發(fā)電量。
柔塔對(duì)控制策略提出更高要求
“就柔塔和鋼混結(jié)構(gòu)兩種不同技術(shù)路線而言，其適用的風(fēng)資源環(huán)境方面也略有差異?！鄙鲜鲑Y深技術(shù)人士對(duì)記者表示。
不過，在多家整機(jī)制造商看來(lái)，決定兩條技術(shù)路線市場(chǎng)接受程度的一個(gè)重要因素則是成本和經(jīng)濟(jì)性問題。柔塔技術(shù)當(dāng)前在經(jīng)濟(jì)性方面更具優(yōu)勢(shì)，但也對(duì)整機(jī)商的控制技術(shù)提出了更高要求。
上述資深技術(shù)人士告訴記者，柔塔技術(shù)在實(shí)施過程必須要解決好共振問題和擺幅問題。通常情況下，共振會(huì)引起機(jī)械和結(jié)構(gòu)的變形和動(dòng)應(yīng)力，甚至造成破壞性事故，擺幅失控也會(huì)造成安全隱患。因此，在設(shè)計(jì)控制策略時(shí)，要使葉輪在運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速跳過共振點(diǎn)。同時(shí)，要通過安裝硬件或軟件控制的方式解決擺幅的問題，使塔頂?shù)臄[動(dòng)控制在一定范圍內(nèi)。
據(jù)王曉宇博士介紹，遠(yuǎn)景能夠在不損失發(fā)電量的同時(shí)，使120米全鋼塔筒極具成本競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)，這得益于遠(yuǎn)景智能風(fēng)機(jī)控制平臺(tái)2.0的先進(jìn)算法技術(shù)：自適應(yīng)智能控制技術(shù)、模糊智能控制技術(shù)、振動(dòng)模態(tài)的辨識(shí)算法等一系列先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。正是基于這樣的先進(jìn)控制技術(shù)，使得江蘇沿海等地風(fēng)切變大且變化劇烈的風(fēng)資源區(qū)域也可以成功應(yīng)用柔塔解決方案，甚至使得80米高度4.8米/秒的高切變區(qū)域也具備了開發(fā)價(jià)值。
技術(shù)的創(chuàng)新永無(wú)止境。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，在低風(fēng)速區(qū)域成為今后風(fēng)電開發(fā)重點(diǎn)的背景下，隨著運(yùn)行業(yè)績(jī)的增多、經(jīng)驗(yàn)的積累，柔塔等高塔筒技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。反過來(lái)，高塔筒技術(shù)的進(jìn)步也將進(jìn)一步推動(dòng)風(fēng)電開發(fā)向更低風(fēng)速的風(fēng)資源區(qū)進(jìn)軍。
