湛江外羅海上風電項目36臺明陽智能MySE5.5機組全部投運,開啟了廣東大兆瓦海上風電新時代。
2019年12月25日,廣東能源集團湛江外羅海上風電項目(下稱“外羅項目”)現場,隨著17號機組調試工作的順利完成,36臺明陽智能MySE5.5MW機組全部并網發電,標志著廣東省首個大兆瓦級海上風電項目正式整體進入運行維護階段,廣東省海上風電發展由此向前邁出重要一步。
在外羅項目中,明陽智能與業主、總包并肩作戰經受住了嚴苛考驗,并由此向著“海上風電全球第一”的目標更進一步。作為一家領先的清潔能源整體解決方案提供商,明陽智能早在2016年就被評為全球海上風電創新能力最強企業,目前穩居海上風電整機商第一梯隊。
大兆瓦機組在廣東的首次批量應用
外羅項目總裝機容量為19.8萬千瓦,是廣東省首批示范性海上風電項目,在裝備制造、建設管理、施工工法、設備技術、防臺保護等方面,對地區乃至全國海上風能資源開發起到示范效應。梳理發現,“大兆瓦級”是人們提及外羅項目時最常用的關鍵詞,因為其安裝了MySE5.5-155機型,屬于5MW以上海上風電機組在廣東海域的首次批量化應用。
近些年,全球海上風電機組技術發展的大型化特征日趨明顯,這也是實現集約化用海、降低初始投資和后期運維成本的客觀需要。
明陽智能依托第四代機型——MySE平臺,推出了單機容量5.5~10MW海上風電機組,能夠滿足不同海域的開發需求。目前,明陽智能還啟動了10MW以上機型的研發計劃,從而讓海上風電這片“藍海”有了更“大”的想象空間。
在實際運行中,這些機組的發電效率和可靠性表現優異。安裝于福建福清興化灣海上風電場中的MySE5.5-155機組,年利用小時數超過4,500,可利用率超過99%,各項數據領跑全場。
這很大程度上得益于半直驅技術路線的優勢。首先,發電量高。調速范圍寬,可以在更寬的風速范圍內運轉在最佳的效率點,實現高效發電。其次,可靠性高。半直驅技術采用兩級齒輪箱增速,搭配中速發電機,故障率大大降低,提高了整機的可靠性。再次,體積小。MySE機型的機艙重量比相同單機容量的其他技術路線機組輕四分之一左右、長度短近一半。采用半直驅技術路線,讓機組從“出生”即攜帶著優良“基因”。
即便如此,設備投運后,仍不得不接受各種惡劣環境的考驗。比如,在我國南方海域,臺風是一個巨大的挑戰,這就要求應用于這些海域的風電機組必須具有很好的抗臺性能。
廣東地區臺風多發,植根于此的明陽智能自然對抗臺有著自己的獨到理解。通過掌握的海量數據,明陽智能的研發團隊全面分析臺風的風速、風向、湍流強度、風切變、陣風系數、機組運行狀態等,將研究成果融入到抗臺性能設計中。在進行機艙、葉片等硬件的設計時,技術團隊會通過模擬臺風從360度沖擊承載部件的工況條件計算得出載荷情況,從而讓機組符合最嚴苛的要求。
在運維階段,明陽智能會采用一套完善的臺風防御機制,從臺風季來臨前的機組排查、臺風預警發布、防御措施部署、臺風登陸防御和臺風過境恢復等階段,均有詳細的應對措施。
可以說,優秀的抗臺性能已經成為明陽智能海上風電機組的一個鮮明特征。
分秒必爭保障機組交付與并網調試
機組的交付與調試,是一場與時間的賽跑。要充分利用海上作業窗口期這段時間,整機企業必須擁有強大的交付與調試能力,這離不開合理的基地布局和細致的實施預案作為支撐。資料顯示,明陽智能在廣東珠海、陽江、汕尾、揭陽等地建立了多個制造基地,能夠很好地保障在手訂單的交付。
依托這些基地,明陽智能的團隊會按照訂單所涉及項目的建設規劃,提前1-2月評估基礎樁安裝、施工船配備等情況,并發揮多基地、多個工廠同步作業的優勢提前排產,儲備主機及大部件,確保按時交貨。
這一過程中,實現與零部件供應商的無縫銜接至關重要。圍繞半直驅技術路線,明陽智能已培育出成熟的供應鏈,其中的關鍵部件供應鏈體系與行業很少存在競爭。同時,明陽智能機組的主軸承、齒輪箱、發電機和液壓系統模塊采用標準通用連接,能夠實現在同系列機組中自由切換,增強了內部資源調配的靈活性。
機組完成制造后,就進入運輸環節。這個過程看似簡單,但容不得絲毫差錯。在物流側,明陽智能會制定“N+2”發運計劃,即提前兩個月規劃好物流運輸,并與現場緊密聯動執行,根據出現的新情況,及時調整物料交付及發運計劃,保證運輸的萬無一失。
吊裝時,作為指導單位,明陽智能則結合設備的特點和其他項目的經驗,優化工藝流程,制定風險應對預案。例如,為解決葉片吊裝溜尾難度大的問題,明陽智能的團隊優化設計出超長葉片組拼吊梁,通過葉中自動脫鉤裝置完成吊具拆除工作,使得人身和設備安全得到保障,提高了安裝效率。
通常而言,海上氣候環境瞬息萬變,開展機組調試耗時費力,但在外羅項目的首批機組并網調試中,明陽智能的調試團隊創造了上電后僅用5.5小時就使5臺機組順利并網的佳績。這首先得益于機組的高可靠性。明陽智能機組采用航空級的可靠性設計理念,在基因中注入了高可靠性;制造環節中,通過對進料、過程、入庫及出廠等的嚴格檢驗,確保產品達到100%合格。同時,為了使產品零故障出廠,明陽智能還搭建了完備的整機、部件檢測實驗室,且配套設計“零故障出廠”的設計驗證和產品確認流程。
需要注意的是,明陽智能海上風電機組的設計特點在很大程度上便利了調試工作。它們的傳動鏈、風輪、偏航等系統均采用模塊化結構設計,相對獨立。這樣,現場技術人員可以在機組吊裝、電氣設備安裝等環節中,對各系統進行模塊化調試及功能的測試。機組吊裝完畢,子系統調試也基本同步完成。
2019年12月18日21:24,在黑夜中隨著葉輪的徐徐轉動,13#機組順利并網,廣東能源外羅項目利用短暫的窗口期進行的調試工作至此圓滿結束。在此次調試并網過程中,明陽智能調試團隊克服外羅海域復雜海況,在2天作業窗口期內爭分奪秒,創造了12臺機組全部順利并網的又一佳績。
此外,機組的上電前檢查、上電、添加冷卻水工作與調試并網等是密不可分的,并且必須遵循一定的先后順序。為了最大程度利用寶貴的“窗口期”,明陽智能已經形成了科學完善的現場管理體系,每項工作都有對應的標準操作指南(SOP)和核查清單(Checklist),并結合現場海況及機組情況,將人員分為上電前檢查、上電、添加冷卻水以及調試等小組。各組緊密配合,快速有序推進機組的并網工作。
眼下,伴隨外羅項目的全場投運,運用先進的技術手段和管理模式來提高運維效率,將是明陽智能團隊下一階段重點探索的方向。在明陽智能看來,珠海桂山、三峽福建興化灣、江蘇大唐濱海、廣東能源湛江外羅……每個項目的并網,都是一個新的起點。這些經驗的積累,有力地支撐著明陽智能更加廣泛地參與到廣東以及全球海上風電發展中。