总装机容量25.8万千瓦,年发电量约6.8亿千瓦时,可节约标准煤约20万吨、减少二氧化碳排放约56万吨,在四川省凉山州的山脊之上,国投集团雅砻江流域水电开发有限公司(简称“雅砻江公司”)腊巴山风电项目的风机正源源不断生产“绿色”电能。面对高海拔、地形复杂等挑战,雅砻江公司建设者克服重重困难,实现项目高效建设与运维,讲述着在山巅追风逐光的奋斗故事。
在四川省凉山州德昌县海拔2,200米至3,400米之间的山地上,坐落着国家首批大型风电光伏基地项目——国投集团雅砻江流域水电开发有限公司腊巴山风电场。在这里,一台台风机整齐地矗立着,在云端中迎风转动,旋转的叶片发出低沉的嗡鸣声,正在源源不断地向千家万户输送清洁电源。
腊巴山风电项目于2022年6月开工建设,2023年9月正式投产发电,是川渝地区“十四五”以来投产最大的风电项目,也是“十四五”以来雅砻江流域水风光一体化基地首个开工建设、首个建成投产的风电项目,对于加快打造雅砻江流域水风光一体化基地,助力构建多能互补的新型能源体系,实现“双碳”目标具有积极推动作用。
近年来,风电机组趋于大型化,叶轮直径越来越大,传统的叶轮整体吊装面临安全隐患、施工受限等多重挑战。腊巴山风电场地处高海拔山地,地形陡峭,森林植被覆盖率高,吊装施工高峰期正值大风季节,施工窗口期平均每天不到8小时,且大部分在凌晨。加之项目采用的风机叶轮直径达172米,扫风面积超2.3万平方米,相当于3.2个标准足球场的面积,工程建设整体存在吊装难度大、风险高和有效施工窗口期极短等困难。
攻坚克难,打造高海拔风电“标杆”
在此情境下,如果仍采用传统的叶轮整体吊装方式,吊装允许风速上限仅为8米/秒,吊装窗口期短,且主吊及辅吊布置难度加大,吊装平台面积也将更大,挖填方量随之增加。而采用单叶片吊装则能巧妙解决以上问题,单叶片吊装受风速和地形的限制更小,吊装风速上限可提高至10米/秒,充分延长吊装作业窗口期,并且无需地面组装叶轮,可节约至少30%的用地面积。
腊巴山风电风机单个叶片长84米,叶片连接螺栓数量多达数百颗,吊装过程中需要在离地110米的高空将每一根螺栓严丝合缝对接,同时保证叶片不发生磕碰,对现场吊装施工水平要求极高。项目建设者叶波表示:“冬季大风时节,吊装时间非常有限,风一大,危险就大了。我们不仅要齐抓人员和设备安全,还必须精准抓住每天仅有的小风时段,按计划安全高效完成工作。”
↑腊巴山风电项目单叶片吊装
为保障首次单叶片吊装顺利进行,雅砻江公司与各参建单位深入研究,总结前期整体吊装及国内其他风电场单叶片吊装经验,强化吊装风险管控。同时,利用风速预测和现场测风,精准抓住有效作业时段,确保安全高效完成吊装工作。期间,“大国工匠年度人物”入围人选、全国五一劳动奖章获得者、腊巴山风电项目经理李现臣年近六旬,且伴有高血压等基础病,身体状况几近透支。为了抢抓施工窗口期,他每天通过视频会议推进项目,工作短信、微信每天有上百条之多。榜样的力量,激励着年轻一代的“追风人”。项目部“80后”副经理杨希带领青年员工扎根现场,不畏严寒,不舍昼夜,不遗余力地组织协调道路维护工作,保障运输通畅,“老天爷不给力,我们自己必须给力!不管雨要下多久,施工准备工作绝不能停,不能错过任何一个施工窗口!”寒风裹着细雨,浸透了建设者身上的棉袄,在大家有畏难情绪时,他坚定地说道。
在各方的不懈努力下,2023 年初,项目首次实施单叶片吊装,顺利在百米高空完成精准对接,成为四川省内首个成功实现单叶片吊装的风电项目,为山地风电项目施工建设提供借鉴。
数智运维,解锁智慧风电场“密码”
与水电站控制系统不同,电网对风电场的调度不会直接到每一台机组,而是将风场所有风机作为整体统一调度,因此需要打造统一控制系统。这套系统类似于“前沿阵地指挥官”,负荷分配是否合理,检修计划是否恰当,风场能否发挥最大潜能,都取决于“指挥官”的能力。来风预测、设备状态感知以及数据分析决策等关键技术,是“指挥官”的核心竞争力。
为进一步提高风场效能,雅砻江公司与东方风电公司成立“联合创新体”,以风机设备智能化为主要突破口,全力打造基于“iPACOM系统”的新一代全生命周期数字化智能型高海拔山地风电场。技术研发期间,“联合创新体”很多成员都吃住在单位,一门心思扎进研究,沉浸式探索人工智能、大数据技术,不断探索开拓新技术在风电系统的应用场景。从项目统筹设计再到具体实现,每个环节都严格把关,力求完美。
↑腊巴山风电项目实现智能运维调度
“iPACOM 风机智能系统”将物联网、工业大数据、人工智能等与风电生产系统融合,以数据一体化推动业务融合,形成行业先进的智能风机、智慧风场一体化解决方案。通过与风机同步投运,“iPACOM 风机智能系统”能够实现三大功能。一是增电量,深挖机组潜能,提升设备可利用率,助力发电量提升;二是减故障,强化设备健康诊断评估,实现故障消除的智能辅助决策,为全生命周期无故障运行护航;三是提效率,加强生产系统对接融合,协助风场优化运维管理流程,为实现无人风场创造条件。
“风机智能系统的定制化开发,实现了腊巴山项目‘发电量高、无人值守、智慧运营’的先进性能,为我国风电项目高质量发展树立了典范,将持续促进我国风电产业技术进步。”世界风能协会副主席、中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩评价道。
带动就业,为民族地区发展再添“引擎”
腊巴山风电项目率先在四川省内应用了5兆瓦级风电机组,主要设备生产、制造、装配均在凉山州完成,有力带动了当地能源装备制造产业链发展。腊巴山风电项目建设期间,为凉山州财政贡献税费约6,000万元,提供工作岗位1,000 余个 , 投产后每年还将贡献税费约4,000万元,助力乡村振兴战略实施和民族地区经济社会发展。
腊巴山风电建设者李日火便是典型代表。李日火是当地人,一直以务农为生,如今女儿上大学,肩上担子便重了。腊巴山风电项目向本地居民提供了大量的工作岗位,他赶去报了名,每月能收入六七千元。“只会干农活,到了工地真是两眼一抹黑。”李日火红了脸。参建各方对本地工人照顾有加,捆扎钢筋、混凝土养护,大伙手把手教,李日火越干越熟。他感动道:“这是想把技术留下来,让我们多条致富的路啊!”谈及以后的打算,李日火胸有成竹地表示,有了技术,到哪都吃香。
↑腊巴山风电项目风电机组在四川省凉山州生产、制造
“雅砻江公司高标准、高质量推进腊巴山风电项目工程建设、属地化资源合作和施工管理,推动地方经济发展,增加了地方财政收入,提升了当地群众务工技能,对造福当地经济、社会发展具有重要意义。”凉山州德昌县发展和改革局局长张强表示。
来源 | 国投集团《2023可持续发展报告》 国投在线 雅砻江水电