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远景能源吹响分布式风电冲锋号角

 jc_ipec 2018-09-07


远景能源一向是能源创新领域的开拓者,2012年面对高风速地区风电市场断崖式下跌的市场形势,远景能源独辟蹊径推出低风速风机,迅速占领了低风速市场,成为风电行业的一匹黑马。近年来,随着电力市场化交易的推进、国家政策的有效引导,有效改善了风电等可再生能源的消纳难题,资本对风电行业的热情重新高涨起来,远景能源再次开拓性的瞄准了一个潜力巨大、市场基础基本成熟的新市场——分布式风电。

 

5月20日,远景能源发布了业界首份《中国分布式风电白皮书》,正式吹响了分布式风电的冲锋号角。分布式风电市场的启动将深刻改变中国电力系统,远景能源CEO张雷指出:“分布式能源是先进生产力,关键是如何匹配新的生产关系。新的生产关系的关键问题是如何跟电网实现友好的互动。其实电网就是中国电信,我们就是中国微信,电信和微信,大家都需要,两者并不矛盾。”



 分布式风电启动的市场基础和政策基础已经具备

 

2018年是中国分布式风电元年。市场方面,中东南部可开发的集中式风电资源和可利用土地减少,长期以来的风电固定电价政策即将被市场竞价所替代,风机制造厂商的竞争将更为激烈,决定了风电行业必须寻找新的行业增量,迟迟未曾真正启动的分布式风电市场成为必然选择。

 

政策方面,国家能源局近期下发《分散式风电项目开发建设暂行管理办法》(以下简称《管理办法》),旨在加快推进分散式风电发展,完善其管理流程和工作机制。此外,《办法》还明确“国家关于分布式发电的政策和管理规定均适用于分散式风电项目”,这意味着分散式风电项目也可以参与市场化交易,选择就近向其他工商业用户等销售电量。这份重磅文件的下发,被看作是分散式风电将迎来发展高潮的序曲。

 

远景能源已经开始行动。2017年底,全国首个分布式风电项目在江苏江阴投运,出口电压10千伏的中压风机直接接入配电网,所发电量自发自用、余电上网,打破了经济发达城市人口集中区域无法开发风电的传统认知,中国风电产业迎来第三次变革。

 


据兴业证券研究报告显示:到2020年,中国分布式风电装机将达到20GW,每年新增分布式风电装机规模增速为100%以上,2018-2020年分布式风电新增装机规模依次为3GW、5GW、10GW。

 

分布式风电的启动将深刻改变中国电力系统

 

市场虽然处于初步启动阶段,但是远景能源却率先发布《中国分布式风电白皮书》,对外公布远景能源智能分布式风机的技术标准,张雷表示,这是因为分布式风电必须做标准,否则一哄而上,出现问题会对整个风电行业的发展造成致命打击。远景在引领安全标准,这是我们的责任心。无论是否有国家标准,我们提出更严格的、更技术的标准,用智能技术来保证分布式风电的绝对安全。

 

与集中式风电不同,分布式风电市场的发展将对整个电力系统提出新的挑战,电网如何对110KV以下的毛细血管输配网络进行调度、如何支持大量的中小用户之间的电力交易,都是新课题,这决定了分布式风电市场的发展必须立足长远,在软硬件方面都要能够真正满足用户以及电网的需求和要求。

 

“分布式能源是非常因地制宜的新能源发展策略,更贴近需求,实事求是。调度方面,分布式风电可以通过EnOS平台直接和电网对接。所以分布式风电要做的标准之一,就是如何通过统一的平台和调度对接。毛细血管交给远景,主动脉交给国网。”张雷说。



张雷认为,风机设备商、风电开发商应该打造电网友好型的分布式风电系统。“通过能源物联网的操作系统,电网不用再面对几千万个、几十万个分散的电源,EnOS平台整合好后直接面对电网。分布式能源是先进生产力,关键是如何匹配新的生产关系。新的生产关系的关键问题是如何跟电网实现友好的互动。其实电网就是中国电信,我们就是中国微信,电信和微信,大家都需要,两者并不矛盾。”

 

技术是真正的挑战

 

远景能源一直坚持的理念是“可再生能源的本质是科技”,技术的问题解决了,市场的启动和繁荣便水到渠成。

 

张雷认为,应该用实事求是的态度来看待可再生能源市场。“如果三北限电问题、通路问题解决,度电成本也很低,为什么不发展可再生能源?小村庄用电同样要实事求是,这里包含度电成本和用户使用成本,明明一台风机可以解决整个村庄的用电,小电网投资可能一度电几分钱,为什么我要花3毛钱、5毛钱给中间商?我们不能习惯于传统,远景就是要助推客观规律的发展、突破机制障碍。”

 

这和行业中很多人的观点不同,多数观察者认为,分布式风电市场迟迟未能真正启动,问题在于行业没有找到商业模式。而张雷则坦率地说,商业模式不是远景聚焦的最关键问题。“从大一统的能源时代到碎片化的能源时代,转型过程中远景的核心目的就是解决这些基础的技术挑战、安全挑战、风险挑战。”

 


因此,在其发布的《中国分布式风电白皮书》中,远景从安全设计、安全监控、安全监管、环境保护、运行维护等多个维度制定了可以量化的技术标准和安全标准。

 

张雷表示,专注于技术、专注于挑战,远景将在整个能源变革的时代洪流中,为迎接智慧能源时代到来做“助产士”。

 

附远景能源关于智能分布式风机的多项详细定义:

 

1、机头前部雷达测风

 

远景智能分布式风机的机头罩内装备有精密激光测风雷达。这与飞机机头前部的设计类似。激光雷达要实现360度无遗漏测量每个扇区的独立风速与风向。风轮平面内保持100个测点,完整刻画风轮前方的风况全貌。

 

激光雷达系统作为智能防护系统的重要技术,可精准规避风险,大幅抑制风速湍流对风机机械结构的潜在冲击和影响。预测湍流抵达风轮时间的误差小于1秒,先进智能控制保证风机遭遇湍流时运行平稳无冲击。


2、超低转速叶片安全静音运行

 

相比集中式风电机组的风轮旋转速度,智能分布式风机的叶片运行在更低的转速,这不仅可以让机组运行噪音更低,更重要的是显著降低机组结构的承载,显著提升结构设计设计的安全裕量。


3、机器视觉24小时智能监测叶片质量与运行状态

 

远景叶片在线监测系统集成了机器视觉、噪声,形变传感系统。通过机器视觉可感知叶片气动性能和刚度的持续变化,监测叶片内部的细微结构性特性的持续动态变化,通过运行噪声可识别叶片的表面的异常变化。


4、智能传感确保关键承载结构连接安全

 

风机结构通过高强度螺栓组合连接,构成风机的整体结构系统。螺栓作为结构安全的重要部件意义重大,特别是连接旋转叶片的连接螺栓以及变桨轴承的设计形式。

 

远景螺栓状态智能监测系统针对不同的大部件特点,采用机器视觉、金属监测、位移监测、沉降监测等多种科技手段,覆盖了整体承载结构所有关键部位运行状态指标的实时监测。该系统作为整机运行控制系统的一部分与风机安全系统联动运行,百分之百确保智能分布式风机在城市能够以航空级安全标准持续运行。


5、叶片融冰功能

 

智能分布式风机的叶片必须配备结冰监测和保温抗冰冻的功能,在冻雨和冰雪天气,及时发现风机叶片结冰迹象,自动切入保温抗冰冻模式,阻止附冰形成,消除高空坠物风险。


6、顶级智能电传系统全面提升各种风况发电效率

 

和所有的复杂系统一样,控制系统的先进程度将直接决定风力发电机系统的效率和性能。智能分布式风机近负荷区,其风资源禀赋相对“三北”地区较差。因此智能分布式风机的控制系统智能化需要有更为先进的技术支撑。通过激光雷达等智能传感和数据融合技术、并建立高保真的气动、机械传动链和电气传动链模型、以及基于模型的最优控制,使得各系统的协同得到显著优化,提升能量转换效率。

 

7、仿生学叶片让风机运行更安静

 

NASA的研究显示,“静音”之王猫头鹰经过亿万年的进化保持旺盛的生命力,得益于羽毛对空气旋涡的碎涡效果。当气流经过翅膀后缘发生涡旋脱落分离时,后缘穗状须边使脱离过程变离散,抑制了涡流脱离引起的气动噪声,令其能在夜间安静飞行,捕捉猎物。

 

远景仿生学叶片设计,通过航空风洞单独的实验验证,让风机运行更加安静。


8、发电机出口电压直接达到10千伏无缝连接本地配电网

 

常规风机出口电压为690伏,为此还需要额外配备占地空间为30平米的箱式变压器,再加上配套电缆的线路通道,占地更多。由于箱式变压器的防火风险,放入塔筒底部或风机内部来节省用地也并不是理想的选择。

 

10千伏分布式风电接入是配电网接入的典型重要场景。远景创新研发智能分布式风机,发电机的直接出口电压即为10千伏,可无缝连接配电网,无需变压器及配套电缆,显著降低占地空间,消除防火风险以及风机外安装电气设备可能的触电风险。


9、集成一体化配电功能无需占地

 

传统集中式风机为满足电网分布式接入要求部分场景下需额外配备开关站,成本高达数百万元,还需要寻找数百平米建设用地。智能分布式风机实现在风机内部配备集成智能接入装置,几乎不需要额外占地空间,通过灵活组态设计,无需额外配备开关站,适用分布式电网接入的绝大部分应用场景。


10、智能维护简便保养

 

智能分布式风机维护性体现在状态可视,故障提前预警,消除非计划性维护。智能分布式风机全面采用风冷设计,免除液冷系统的复杂的维护需求;关键螺栓连接防松设计和安全裕度增加,延长维护周期和减少维护数量;变桨、偏航,轴承完全自动润滑,降低维护人员要求。

 

风机智能监控方案实时精确感知风机各部件状态,并通过EnOS构建云端数据分析管理系统一键报表,让专家系统在云端管理全面维护计划,主动推送状态维护通知。

 

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