令人關注的是，以“新煤炭、新石油、新電網”戰(zhàn)略布局智慧能源變革的遠景集團，正致力于通過技術創(chuàng)新推進平價風電像春風一樣吹拂神州大地。
基于對智慧能源變革思想和行為的認知，遠景集團將風電定義為“新煤炭”、電池定義為“新石油”、智能物聯(lián)網定義為“新電網”。“新煤炭”側重于生產側，而“新石油”主要位于消費側的電動汽車領域，“新電網”則要高效提升電網的連接和平衡。
未來，當風電等可再生能源成為“新煤炭”，動力電池成為“新石油”，能源系統(tǒng)將變得碎片和隨機，需要通過物聯(lián)網和人工智能來提供更廣泛和更智能的連接和平衡。這是一個全球性的能源變革趨勢，國家電網提出的泛在電力物聯(lián)網建設正是響應和引領這一趨勢的行動。
回到平價風電，通俗點說，就是在中國大陸，無論是哪兒，風電上網電價都可以做到和當?shù)氐拿弘娡瑑r。這樣一來，自帶清潔光環(huán)的風電，就比自帶污染基因的煤電有了更強的持續(xù)競爭力。
可現(xiàn)實問題是，風電能做到平價的地區(qū)有多廣，這關鍵的一點決定了平價風電的天花板有多高、項目的落地性和競爭力有多強、是否具備足夠規(guī)?；膹椭颇芰Α?/div>
假若風電能在所有可開發(fā)區(qū)域做到平價，帶給人們足夠的溫暖、光明和經濟的動能，那它就成了新的煤炭。這時，人們可以說物質的煤炭永垂不朽，而風電技術則會永遠向前。
致力于技術創(chuàng)新讓風電成為新煤炭，并以可預測的方式降低風電度電成本，是遠景能源秉承的創(chuàng)新理念，即使風電走進了平價的門口，他們依然篤信技術創(chuàng)新會催生比平價更低的風電，那是真正意義的“物美價廉”。
平價需要自主創(chuàng)新的風電機組產品
更高可靠性和更高發(fā)電效率的風電機組產品是靠技術創(chuàng)新來實現(xiàn)的。
在遠景能源看來，風電的本質是技術，平價風電場景更需要有經濟性的技術創(chuàng)新。這就不難理解，為什么遠景能源的設計工程師們一直在尋找能為風電機組帶來最優(yōu)價值輸出的技術創(chuàng)新，以期把更優(yōu)系統(tǒng)成本和更高發(fā)電效率的期許轉化為可觀的客戶價值。
8月12日，在河北風電場并網的遠景能源950V雙饋三電平3MW級新機型，就屬于這樣的技術創(chuàng)新案例。
與傳統(tǒng)雙饋兩電平電氣傳動技術相比，雙饋三電平電氣傳動技術可使雙饋風機變頻器輸出更多的開關狀態(tài)組合、更高的電壓等級，這為提升風電機組發(fā)電性能和降低度電成本帶來更多的自由度，不僅創(chuàng)造出更高的客戶價值，也推進了風機技術的進步。
對于風電開發(fā)商而言，這個三電平技術應用創(chuàng)新的意義，在于它能為平價風電帶來看得見摸得著的“降本”和“增效”。
國家電投某區(qū)域公司的相關負責人專門到河北風電場考察了這款機型。他認同這樣一組數(shù)據(jù)：三電平3MW級機組，年滿發(fā)小時數(shù)提升1個百分點，按照年滿發(fā)2500小時測算，單臺風電機組一年就可增加8萬千瓦時的發(fā)電量。從直接降低投資成本的角度衡量，這款機型可以減少地埋電纜使用量25%以上，若針對更大容量的風電機組，箱變采購成本還有5%的下降空間。
另外，雙饋三電平風電機組輸出更低的諧波，大幅度改善電能質量，提升了并網友好性。從運維角度看，由于三電平的變頻方案可以做到0共模電壓，從源頭上扼制共模電壓對電機軸承的影響，因此，從根本上消除了電機軸承被電蝕的風險。
由此不難發(fā)現(xiàn)，雙饋三電平應用創(chuàng)新不是一個單一的事件，而是一個風電場系統(tǒng)工程變革的過程，涉及到地埋電纜用量、箱變物料成本優(yōu)化和輸變系統(tǒng)效率的持續(xù)改進。
不止是客戶，整機企業(yè)也給予這款新機型格外的關注。“基于成熟技術的應用創(chuàng)新，讓人有理由期待雙饋技術路線還能產生一次生產力變革，進而延展雙饋風電機組的效率邊界。”
據(jù)調研，三電平技術應用于雙饋風電機組在全球還屬首次，它的難度在于對雙饋三電平變頻器拓撲結構復雜特性的把握、軟硬件的協(xié)同設計和系統(tǒng)優(yōu)化。業(yè)內資深專家認為，“三電平應用成功的背后，在于遠景能源掌握了發(fā)電機全套設計能力，并通過變壓器及電纜系統(tǒng)的整合來確保電氣傳動鏈系統(tǒng)最優(yōu)設計。”
需要補充的是，遠景能源自主開發(fā)設計和制造變頻器已有十多年的歷史。正是由于對變頻器技術擁有完全的自主知識產權，整機開發(fā)團隊才可以根據(jù)新的風電機組特性，在程序設計、參數(shù)設計等算法開發(fā)的核心環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)整合。
所以，平價對高效風電機組產品的剛需，還要看整機商自主開發(fā)與設計創(chuàng)新的自我解鎖能力。一位風電開發(fā)企業(yè)負責人評價說，“在風電因政策窗口刺激而開發(fā)速度有所加快的情境下，遠景能源仍然執(zhí)著于通過產品創(chuàng)新來探求更低的度電成本，始終把風電開發(fā)商的未來風險和收益放在首位，這種持續(xù)為客戶創(chuàng)造價值的創(chuàng)新精神很可貴！”
更多平價項目才是春
假若用花開比作風電平價項目，那么“一花獨放不是春，滿園春色才是春”便是當下中國平價風電情境的真實寫照。未來，更多的平價風電項目落地生根，平價風電的春天才會真正到來。
平價風電先行于陸上，細分場景下遠景能源的陸上風電機組會以怎樣的度電成本姿勢讓平價風電到達更多地區(qū)？在“三北”地區(qū)，遠景能源3.4MW、3.6MW、4.3MW中高風速、低湍流機型，其度電成本在0.15——0.25元/千瓦時；在華北、華中、華東地區(qū)，遠景能源2.5MW、2.65MW、3.0MW低風速、低湍流、高剪切機型，其度電成本在0.28——0.38元/千瓦時；在華南、西南部山地，遠景能源2.65MW、3.0MW、3.2MW低風速、高湍流機型，其度電成本在0.35——0.45元/千瓦時。
人們認知平價風電是從百萬千瓦級基地項目開始的。
以內蒙古某130萬千瓦基地項目為例，遠景能源某款機型滿發(fā)小時數(shù)為3817小時，度電成本為0.2009元/千瓦時,資本金內部收益率為24.09%。通過風電場尾流優(yōu)化、數(shù)字化風電場設計技術，該款機型的滿發(fā)小時數(shù)提升到3869小時，度電成本降低至0.1879元/千瓦時，資本金內部收益率提升至28.02%。
為什么遠景能源能將平價風電做到這樣的程度？“遠景能源風電機組全風速發(fā)電技術對于低度電成本、高資本金內部收益率的支撐作用功不可沒。”遠景能源風電機組系統(tǒng)工程負責人解釋說，“從結果上看，遠景能源全風速發(fā)電技術不僅可以智能識別風電機組的葉片結冰和污染程度，不斷修正葉片氣動模型，并且還能通過自適應控制與廣譜IPC，實現(xiàn)全風速發(fā)電量1%——3%的提升。”
當然，這也得益于遠景智能風電機組的高可靠性。
提及風電機組的高可靠性，遠景能源測試驗證負責人強調說，“從機組高可靠性閉環(huán)驗證的角度看，在遠景能源高保真系統(tǒng)實驗平臺上進行的樣機邊界測量、實驗設計和動態(tài)加載系統(tǒng)實驗達成了機組的高可靠性。”
值得一提的是，遠景能源建立了部件測試驗證內部標準，有些測試標準的內容高于國際標準，從設計輸入和目標風況兩個緯度來充分驗證部件的強度。
另外，遠景能源的100余臺深度測試樣機覆蓋各種地形風況，每臺測量樣機有幾百個傳感器接入測量系統(tǒng)，沉淀了各種風電機組的運行行為和載荷邊界，形成遠景能源獨有的高可靠性設計和測試邊界。
這樣的測試驗證，也從智能風電的維度響應和支持了平價風電場將平價進行到底。遠景能源的智能風電技術有四個非常重要的價值體現(xiàn)，也就是可以看得見、摸得著的價值點：當風電機組和風電場可以在運行時優(yōu)化的，就不要用人工維護；能早期維護的，不要晚期維修；發(fā)現(xiàn)提升發(fā)電量的機會，應毫不猶豫地實現(xiàn)；電量、性能和收益透明化。
顯然，這樣的價值結構支撐和擴展了平價風電的發(fā)展空間，更多的平價項目會讓平價風電有更美好的明天。因此，人們也更有理由關注明天的風電機組和今天有何不同？
用進化的視角來看，通常講，風電機組的設計基于的是同一標準，但做出來的產品卻分布到成千上萬個不同的機位點上，經歷不同的地形、氣侯、風況，形成的健康曲線也各不相同。請注意，遠景能源的智能感知技術能把風電機組運行過程中的健康曲線透明化，再通過智能干預來及時解決機組的健康問題。實際上，這是風電場智能運維進化的關鍵一步。
這一步，也推進了風電機組開發(fā)與設計智能進化的閉環(huán)。簡明點說，就是根據(jù)機組運行的特征數(shù)據(jù)，結合故障樣本回溯到設計模型里，用虛擬樣本還原并補充運行信息，認知問題規(guī)律，并通過可以復現(xiàn)和模擬關鍵部件真實工況的臺架試驗找到問題的邊界。正是這些臺架實驗的標定，有效幫助遠景能源風電機組設計團隊通過EnOSTM2.0平臺實現(xiàn)問題趨勢及邊界的透明化。
明天的智能風電機組會像特斯拉汽車那樣，每年都可以通過升級軟件不斷提升性能與安全，不斷使客戶的風電資產保值和增值。這樣的機組，顯然可以幫助風電在更多的區(qū)域實現(xiàn)平價。
平價需要贏得更多發(fā)電權
正如規(guī)模產生效益一樣，基地項目場景是平價風電的首選，但規(guī)模也有其脆弱的一面，過去的基地項目已經證明了這一點。“理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感”這句令人熟透的話，用來描述過去基地項目的現(xiàn)狀也算合適。
歷史能夠用來啟迪當下的基地項目。據(jù)遠景能源綜合解決方案負責人介紹，遠景能源項目團隊通過風電場透明化后評估發(fā)現(xiàn)電網限電損失、機組性能損失和故障損失是導致基地項目高比例電量損失的三大成因。
也正因此，這位負責人建議業(yè)主在未來基地項目建設中，除了要選擇高發(fā)電性能、高可靠性和并網更友好的風電機組外，還可以考慮用發(fā)電側儲能解決方案來減少電網限電損失。歸結到一句話，就是通過贏得風電場更多發(fā)電權來保障和提升基地項目的發(fā)電量收益。
對基地項目來說，需要考慮和解決兩個現(xiàn)實問題。
一個問題是，面對區(qū)域自治下的風電基地電網，什么樣的風電場能夠支撐發(fā)電權？遠景能源用“體格壯、有主見、開外掛”的并網技術，解決基地并網面臨的高電壓穿越與一次調頻挑戰(zhàn)。
“體格壯，抗擾性強，”遠景能源并網技術負責人解釋說，遠景能源批量交付的雙饋和全功率兩類機型具備高電壓穿越認證報告，風電場EMS系統(tǒng)一次調頻性能指標優(yōu)于電網要求。
有主見，強調的是弱網穩(wěn)定性，遠景能源大基地振蕩監(jiān)測與智能抑制系統(tǒng)，可以精準監(jiān)測到振蕩并將其消滅在萌芽狀態(tài)。
開外掛，就是配備風電側遠景能源儲能，不僅可提升大基地特高壓利用率，進而減少棄風，還能提升負荷中心的調節(jié)能力，以防范大擾動。
舉一個遠景能源風儲協(xié)同的案例。某40萬千瓦風電場的24小時實測數(shù)據(jù)顯示，加配10%功率的儲能后，風儲協(xié)同不僅使月度預測準確率提升12%，還有效提升風電場的頻率適應性，增強了電網調頻能力和穩(wěn)定性。
當然，基地項目要贏得更多的發(fā)電權，還需要風電機組與機群狀態(tài)監(jiān)測技術的支持，以便能夠在享有發(fā)電權的時段，讓風電場做到全力發(fā)電，實現(xiàn)風電場發(fā)電收益的最大化。
遠景能源的風電機組與集群監(jiān)測系統(tǒng)有兩個最為顯著的特點，一個是機群站端的智能應用，簡單說就是風電機組向機群大腦報告本機健康及產能狀況，機群大腦給出這臺機組的最優(yōu)出力規(guī)劃，兩者構成了機群智能運行平臺，做到了電量、性能、收益透明化。
另一個是風電機組價值的持續(xù)交付，遠景能源風電機組智能監(jiān)測應用包括葉片、變槳軸承、主軸承、齒輪箱、偏航、結構及螺栓、電氣、塔筒及基礎等多個監(jiān)測應用包，這項可持續(xù)升級的監(jiān)測應用服務，保障了風電場的持續(xù)安全健康運行。
舉個葉片應用包的例子，比如凈空監(jiān)測，當風速變化時，因為扭矩的變化導致葉片凈空也在變化，當葉片與塔筒的凈空距離接近5米時，風電機組進入報警狀態(tài)，這時整個控制策略自適應地發(fā)生了變化：三支葉片開始進行不對稱變槳卸載，把凈空又拉回到5米以上的安全距離。
遠景能源風電機組智能監(jiān)測應用價值的持續(xù)交付，也讓基地風電場贏得更多發(fā)電權有了底氣。
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