“上山”、“下海”、“低风速”是很多风电整机企业的路径选择。南车风电本着一贯稳健的作风,在海上风电方面采取的是“跟进策略”,但在“上山”和“低风速”两个方向上则是主动出击,谋求先发优势,其中又以开发高海拔机型为先导,迅速在典型高原风场创造业绩,撬动市场。南车风电总经理梁裕国之前在接受《风能》杂志采访时表示,南车风电将紧跟国家和产业的整体发展形势进行战略部署,针对风电开发市场南移的趋势,全力以赴推出适应南方市场需求的高海拔机组和低风速机组。南车风电将其整体战略目标概括为“一机两翼三市”,“一机”即加快适应市场需求的特色风电机组、大功率风电机组的开发进程;“两翼”指上游加大资本运作投入,拓展市场资源获取渠道,加快产业布局建设步伐,下游加强技术服务能力培育,以提升综合实力和创新经营模式谋求快速发展;“三市”指高原市场,国内大基地市场以及海外市场。
在业内率先提出高原型风机概念容易,但造出一款真正的高海拔机组却并非易事,在国际上并无先例可资借鉴的情况下,要自主攻克很多技术难题。高海拔地区主要指海拔2000米及以上地区,随着海拔增加,气压、空气密度和环境温度、紫外线强度等变化较大。据统计,海拔高度每升高1000米,相对大气压力就降低约12%,空气密度降低约10%,绝对湿度随海拔高度的增加而降低。高海拔地区空气稀薄,对器件的绝缘、容量、除湿等标准要求更高;此外,高海拔地区干湿季节湍流变化大,对设备的性能要求更加严格。此类气候对于风电电气设备、发电机绝缘系统、整机散热以及机组涂装等多个方面都提出较高的要求。因此,高海拔、低空气密度的环境要求从总体上对风电机组进行重新设计,而远不止于在原有机组之上的修修改改。
“志存高远”既是一种魄力,也是对自身实力的一种信心。无论从机电产品的底蕴来讲,还是从风电变流器起家的风电产品制造历史来看,南车风电在电气领域的技术能力都是过硬的。用南车风电首席专家张元林的话说,通过整合外部设计资源,在“以我为主”的基础上,南车风电技术研发团队引入了IPD集成产品开发流程,完成了整机系统设计和环境适应性设计,解决了高原型机组的六大技术难题,在1.65MW风电机组的基础上开发出了风轮直径达88米的1.5MW高海拔型机组,并于2010年率先推向市场。该机型运行环境温度在-30℃到35℃之间,适用于海拔4000米以下环境,基本覆盖了我国绝大部分可开发风电的高原地区。
张元林所说的六大技术难题,具体指高原风电场微观选址技术、抗紫外线防护技术、关键部件冷却技术、雷电防护技术、电气部件设计以及叶片防覆冰技术。以变流器设计为例,南车风电将高海拔电力机车的电气系统设计经验拓展到风电领域,研制出功率等级为1.5MW的高原变流器,不仅适用于国内90%的高原风电场,并且可以保证风电机组在高原地区恶劣的环境下能够长期可靠稳定运行。此前,国内外尚未出现针对高原环境的兆瓦级别变流器的开发运行记录,这款专门为高原环境开发的风电变流器技术处于国际领先水平。在高海拔风机的自主研发过程中,南车风电积累了七项原创性技术,使自身的核心竞争力得到巨大提升。2012年底,由中国水电顾问集团西北勘测设计研究院主编、南车风电参编的《高海拔风力发电机组使用导则》初稿审查会在北京召开。该导则将作为国家能源行业标准正式发布,不仅对各开发企业机组选型具有重要参考价值,也将为高海拔机组的规范化使用和可靠运行提供技术依据。
赢在高原
仰视山颠,肃何千千。
——宋玉(战国·楚)
目前,南车风电的高海拔机组已广泛应用在云南、贵州和甘肃等高海拔地区。本文开头描述的场景,便是南车风电的机组在云贵高原和青藏高原上众多景观的一角,在或葱郁或萧杀的高原山巅,一排排高耸的风机迎风而舞,蔚为壮观。
比景色更让人振奋的是机组出色的运行表现。截至目前,南车风电在云贵、甘肃等地共安装高原型风电机组近600台,其中近500台实现并网运行,从主要客户的反馈情况来看,机组运行数据大大超乎人们的预期,得到各开发企业的高度认可。谈到南车高原型机组的性能表现,业主表示:“机组运行非常稳定,从2011年首期项目五子坡风电场的33台1.5MW机组投运至今,满发小时数都在3500小时以上,这一数据近乎是国内最好的。”据云南五子坡风电场场长王启江介绍:“2013年,机组的可利用率达到了99.44%,满发小时数达到了3593小时,年发电量为53353.65万千瓦时。今年6月,南车又成功中标华润电力甘肃某高原风电场5万千瓦项目,前期脚踏实地的努力终于换来了市场的慷慨接纳。