隨著最后一臺風(fēng)機(jī)葉輪與發(fā)電機(jī)成功完成對接咬合,國家風(fēng)光儲輸示范工程二期擴(kuò)建工程(以下簡稱“二期擴(kuò)建工程”)風(fēng)場規(guī)劃目標(biāo)建成竣工,開始轉(zhuǎn)入運行調(diào)試階段,至此,二期擴(kuò)建工程光伏與風(fēng)場建設(shè)任務(wù)全部完成。國家風(fēng)光儲輸示范工程自2011年投運以來,破解了許多新能源大規(guī)模集中并網(wǎng)的難題,示范效果顯著,剛剛建成的二期擴(kuò)建工程將成為國家風(fēng)光儲輸示范工程“升級版”。
國家電網(wǎng)公司做出開工建設(shè)國家風(fēng)光儲輸示范工程二期擴(kuò)建工程的戰(zhàn)略決定,全面打造國家風(fēng)光儲輸示范工程“升級版”。
國家風(fēng)光儲輸示范工程一期(以下簡稱“一期工程”)共建設(shè)風(fēng)電9.85萬千瓦、光伏發(fā)電4萬千瓦、儲能裝置2萬千瓦,在此基礎(chǔ)上,二期擴(kuò)建工程繼續(xù)延展范圍、擴(kuò)大增容,建設(shè)風(fēng)電40萬千瓦、光伏發(fā)電6萬千瓦、儲能裝置5萬千瓦。
“建設(shè)規(guī)模擴(kuò)展”和“軟實力提升”是二期擴(kuò)建工程的兩個目標(biāo)。在保證風(fēng)機(jī)、光伏、儲能等相關(guān)裝備的技術(shù)先進(jìn)性和應(yīng)用示范性的情況下,二期擴(kuò)建工程要通過增加并網(wǎng)裝機(jī)和儲能配置形成規(guī)模效應(yīng),搭建科研平臺、建立研發(fā)中心,持續(xù)產(chǎn)出科技成果,實現(xiàn)軟實力的提升。
按照國家電網(wǎng)公司相關(guān)部署要求,二期擴(kuò)建工程在規(guī)模化、實效化、融合化的發(fā)展框架下,進(jìn)一步深入發(fā)掘風(fēng)光資源優(yōu)勢互補、集中打捆運行的特色模式,優(yōu)化儲能電池的運行控制,擴(kuò)大電網(wǎng)友好型新能源電站的示范效應(yīng),并加強大范圍風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)特性研究,深化科技引領(lǐng)效應(yīng),積極探索風(fēng)光儲輸與抽水蓄能聯(lián)合運行控制模式,切實發(fā)揮國家風(fēng)光儲輸示范工程在提高電網(wǎng)接納大規(guī)模新能源方面的示范引領(lǐng)作用。
二期擴(kuò)建工程投運后,每年將提供約12.5億度優(yōu)質(zhì)、可靠、穩(wěn)定的綠色電能,年產(chǎn)值將達(dá)到7億元左右,節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤42萬噸,減少二氧化碳排量90萬噸。
在施工過程中,工程建設(shè)者們客服了各種困難,推進(jìn)工程建設(shè)。工程所處的壩上地區(qū),春天來得晚,冬天來得早,有效工期短,施工環(huán)境苦且氣候多變。作為工程業(yè)主方,國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲示范電站有限公司始終堅持以最高的標(biāo)準(zhǔn)、最嚴(yán)的要求、最優(yōu)的施工,凝聚各方合力,精益組織各項工作落實,在既要管理好、運行好示范電站,又要全面推進(jìn)二期擴(kuò)建工程有序進(jìn)行的“兩個戰(zhàn)場”上廣集眾力、深入攻堅。
特別是進(jìn)入12月以來,壩上地區(qū)頻繁出現(xiàn)大風(fēng)嚴(yán)寒天氣,日最低氣溫均在零下15攝氏度左右,午后風(fēng)力超過5級以上,現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境極為惡劣。國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲示范電站有限公司業(yè)主項目部全體人員堅持吃住在工程建設(shè)一線,合理搶抓安排吊裝時序,在現(xiàn)場御寒物品保障充足的條件下,想方設(shè)法幫助有關(guān)施工單位協(xié)調(diào)外部吊裝資源。
一期工程亮點
國家風(fēng)光儲輸示范工程位于張家口市張北縣和尚義縣內(nèi),于2011年投運,是世界上規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、化學(xué)儲能裝置及智能輸出四位一體的新能源工程。一期工程試驗示范效應(yīng)顯著,為服務(wù)國家新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)數(shù)據(jù)支撐。
自2011年投運以來,工程已經(jīng)連續(xù)安全穩(wěn)定運行3周年。截至2014年12月25日,工程累計輸出優(yōu)質(zhì)綠色電能超過8.4億度,其中風(fēng)電5.9億度、光伏電2.5億度,儲能電0.05億度。
工程破解了許多新能源大規(guī)模集中并網(wǎng)的難題。例如,工程首創(chuàng)了風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電技術(shù)路線,建成了國內(nèi)首個智能源網(wǎng)友好型風(fēng)電場、國內(nèi)首個功率調(diào)節(jié)型光伏電站和世界規(guī)模最大的多類型化學(xué)儲能電站;實現(xiàn)了全球范疇內(nèi)首次大規(guī)模新能源聯(lián)合發(fā)電“黑啟動”;永磁直驅(qū)5兆瓦大風(fēng)機(jī)創(chuàng)造了多項行業(yè)之“最”,成為示范引領(lǐng)的新亮點。
一期工程已初步建立風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)體系,風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電互補機(jī)制及系統(tǒng)集成、風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電監(jiān)控、大規(guī)模多類型電池儲能電站集成及調(diào)控技術(shù)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。一期工程風(fēng)電場可利用率達(dá)到98%,儲能電站具備了實現(xiàn)24小時不間斷參與聯(lián)合發(fā)電的條件,并能在“平滑波動”和“削峰填谷”運行模式間靈活切換。
一期工程內(nèi)有多種不同類型的風(fēng)機(jī),對它們進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控是示范工程的一大技術(shù)亮點。工程自主研發(fā)的風(fēng)電場調(diào)控一體化系統(tǒng),可以打破不同廠家風(fēng)機(jī)通信協(xié)議互不開放、無法直接“對話”的壁壘,使風(fēng)電場上的信息實時同步傳送,讓風(fēng)機(jī)都“聽”調(diào)度的指令。
3年來,在智能電網(wǎng)技術(shù)框架下,依托一期工程,國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲示范電站有限公司牽頭編寫了國家標(biāo)準(zhǔn)4項,發(fā)布國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項;國家科技支撐計劃7大課題全部通過國家科技部正式驗收,2項國家863科技項目進(jìn)入現(xiàn)場試驗測試階段,直驅(qū)、雙饋類型風(fēng)機(jī)高電壓穿越改造實現(xiàn)重大突破,機(jī)型、倍數(shù)均為國內(nèi)首臺首次;示范工程研究成果已被推廣應(yīng)用于甘肅敦煌及青海都蘭等項目建設(shè)。
“捕風(fēng)人”的故事
二期擴(kuò)建工程風(fēng)機(jī)吊裝現(xiàn)場
二期擴(kuò)建工程風(fēng)機(jī)吊裝現(xiàn)場
國家風(fēng)光儲輸示范工程二期擴(kuò)建工程于2013年5月開工以來,參建各方實行不間斷連續(xù)作業(yè),先后投入大型機(jī)械100余臺,現(xiàn)場工作人員總計超過4000人。在施工現(xiàn)場,這些參建者都被稱為“捕風(fēng)人”。
年過半百的一線“老兵”
年過半百的吳濤是國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲示范電站有限公司總經(jīng)理助理兼工程部主任。在一期工程實現(xiàn)竣工投產(chǎn)后,吳濤放棄了后方的舒適工作環(huán)境,繼續(xù)帶領(lǐng)手下工作人員投入到二期擴(kuò)建工程建設(shè)工作中來。
作為工程現(xiàn)場主要負(fù)責(zé)人,吳濤面臨著二期擴(kuò)建工程建設(shè)有效工期短暫、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大規(guī)模工程會戰(zhàn)帶來的安全與質(zhì)量管控等重重風(fēng)險,惡劣的施工環(huán)境與工作艱辛考驗著這位工程建設(shè)“老兵”的意志信心與履職能力。
“有條件要上,沒條件創(chuàng)造條件也要上”是他的辦事準(zhǔn)則?!扒Х桨儆?、千辛萬苦”在他身上得到了真實體現(xiàn)。就拿5兆瓦大風(fēng)機(jī)吊裝來說,從2014年4月份開始,吳濤帶領(lǐng)業(yè)主項目部有關(guān)工作人員,會同業(yè)內(nèi)專家及工程技術(shù)人員逐條、逐項分析解決吊裝前后可能出現(xiàn)的問題,按照“確保成功、萬無一失”的指導(dǎo)原則,反復(fù)研究、數(shù)易其稿,擬定了周詳完備的吊裝方案,為確保5兆瓦大風(fēng)機(jī)吊裝一舉成功奠定了堅實基礎(chǔ)。
一方面,吳濤充分發(fā)揮自身資源優(yōu)勢,將各項工作有效置于工程科學(xué)、快速推進(jìn)的原則基礎(chǔ)上謀劃考量,持續(xù)加強現(xiàn)場業(yè)主項目部組織建設(shè),以全力確保二期擴(kuò)建工程2014年年底建成為依據(jù),倒排工期、科學(xué)編制三級網(wǎng)絡(luò)計劃,明確里程碑節(jié)點,同步推進(jìn)風(fēng)、光、儲、輸各項工作全面展開;另一方面,他要求所有工作人員充分發(fā)揮出一線建設(shè)的核心“大腦”與“帶頭”作用,與設(shè)計、監(jiān)理、施工單位精誠合作,迅速形成集中會戰(zhàn)局面,共同建立起團(tuán)結(jié)、戰(zhàn)斗的和諧關(guān)系。
接貨環(huán)節(jié)“零差錯”是怎樣“煉”成的?
在國家風(fēng)光儲輸二期擴(kuò)建工程施工現(xiàn)場,活躍著一支十幾人組成的物資隊伍——風(fēng)光儲物資項目部。二期擴(kuò)建工程中使用的風(fēng)機(jī)等大件設(shè)備累計多達(dá)1100余車次,物資供應(yīng)工作非常繁雜,物資的催辦、驗收等事務(wù),全部經(jīng)由他們完成。
參加工作7年的代志綱是這個項目部的副經(jīng)理。他在國家風(fēng)光儲輸示范工程張北項目現(xiàn)場已經(jīng)工作了近4年,參與了一期工程和二期擴(kuò)建工程的物資供應(yīng)工作。2014年,代志綱先后幾十次奔赴各風(fēng)機(jī)設(shè)備供應(yīng)商,全年往返各風(fēng)機(jī)制造廠行駛里程近6萬公里。
與一期工程相比,二期擴(kuò)建工程在物資供應(yīng)上的最大困難就是供應(yīng)周期短、供應(yīng)量大,這讓供貨壓力陡然增加。為了實現(xiàn)按期到貨,項目部安排專人每天更新各項物資的備料、生產(chǎn)和發(fā)運情況,對于未按計劃執(zhí)行的廠家進(jìn)行重點協(xié)調(diào)和跟蹤,隨時糾正各類偏差。
到貨是物資供應(yīng)工作中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。項目部安排三組人員分別負(fù)責(zé)到貨接收、驗收及移交工作?!暗截浗邮談?wù)必嚴(yán)格做到‘按單比對,據(jù)實入賬’,杜絕任何賬實不符的情況發(fā)生。”代志綱一直這樣要求工作人員,“如果在接貨環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯,不但會影響物資工作本身,更有可能對施工產(chǎn)生影響,容不得半點馬虎?!?/p>
一直以來,項目部的三組人員都按照這一要求,準(zhǔn)確地完成了每一次物資的接貨、驗收工作,對接收中出現(xiàn)的各類問題全部詳細(xì)記錄,據(jù)實填寫各類單據(jù),實現(xiàn)了接貨環(huán)節(jié)的“零差錯”。
5兆瓦大風(fēng)機(jī)是如何吊裝的?
我國目前主流風(fēng)電機(jī)組功率為1.5兆瓦,而直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的5兆瓦功率約是目前主流風(fēng)電機(jī)組功率的3.3倍。永磁直驅(qū)5兆瓦大容量風(fēng)機(jī)是國內(nèi)陸上單機(jī)容量最大的永磁直驅(qū)型風(fēng)機(jī),總高度100米。與傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)電系統(tǒng)相比,5兆瓦直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)沒有齒輪箱,減少了傳動消耗,提高了發(fā)電效率,尤其是在低風(fēng)速環(huán)境下,效果更加顯著。同時,該風(fēng)機(jī)不必定期更換齒輪箱油,降低了運行維護(hù)成本。
然而,永磁直驅(qū)5兆瓦大風(fēng)機(jī)安裝要求極高、難度巨大,在示范工程之前,國內(nèi)尚無成功吊裝方案借鑒。風(fēng)機(jī)設(shè)備總重743噸,葉片長度62米,最大掃風(fēng)直徑達(dá)128米。安裝時,啟動吊車需重達(dá)1250噸,吊車最長臂需達(dá)138米。
目前,國內(nèi)風(fēng)電場吊裝施工主要有兩種方式,一種是在現(xiàn)場附近設(shè)立臨時存放倉庫,風(fēng)機(jī)設(shè)備到貨后集中存放在臨時倉庫,安裝時再二次運輸?shù)降跹b點,這種方法只適合于小型風(fēng)機(jī)吊裝。
另一種是直接將風(fēng)機(jī)設(shè)備運輸?shù)降跹b現(xiàn)場存放,不再進(jìn)行二次運輸,風(fēng)機(jī)設(shè)備一次到位,節(jié)約了運輸?shù)某杀?,目?兆瓦及以上風(fēng)機(jī)均采用此方式。但此方式要求,每個吊裝場地必須具備存放一臺風(fēng)機(jī)的全部設(shè)備的條件,并留有讓大型吊機(jī)和輔助吊機(jī)進(jìn)行吊裝設(shè)備的位置。
國家風(fēng)光儲輸示范基地5兆瓦風(fēng)機(jī)吊裝也采用了第二種方法,吊裝時共動用了4臺吊車,一臺主吊、三臺輔助吊,其中主吊車起重達(dá)1250噸,吊車最長臂138米,吊裝場地面積為100米×100米,比2兆瓦風(fēng)機(jī)吊裝場地大一倍。
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