10月10日,从河北辛集市驱车往东北行驶约半小时来到天宫营乡南庞村,入眼便能看到风机如棋子般散落在辽阔的平原上。其中,一台身披浓郁乡土气息辛集农民画外衣、体格格外“壮硕”的家伙,勾起了记者的好奇心——轮毂中心高度达204米的全球最高钢混塔架风机。
近年来,我国风电行业进步非常迅速。截至8月底,我国风电累计并网6.93亿千瓦,同比增长约19%,连续多年稳居全球第一。“但是,以常规塔高5米/秒以上为门槛的可开发平原风电区域,我国中东部已开发较为充分。”华电河北新能源有限公司副总经理刘凯告诉记者,“企业想要寻求更多的发展,只能向高空要资源。”经测算,经济开发风速下限从5.0米/秒下探至4.5米/秒,可为我国低风速区域新增经济可开发容量约4000万千瓦,让原本不具备开发价值的项目重获投资可能性。
辛集地处低风速区域,离地面越高风资源越丰富,发电效益也越高。2024年10月,华电河北新能源有限公司正式提出建设204米钢混塔架。然而,让风机在200米以上高空“扎营”,全国尚属首例。没有经验可以借鉴,也没有标准可以参照执行,一切都要从头摸索。
“机组核心主机、叶片、塔筒等关键设备全部国产化,自主化率100%。安装一台160米级塔架机组通常用不了2个月。这个大家伙,从4月开始浇筑,到9月30日投产发电,我们足足‘啃’了近半年。”风机脚下,顺着该公司工程建设部项目经理康贺的手指方向,记者将头仰到极致,“通过整机与钢混塔架的耦合设计,我们从设计源头避免了系统性共振问题。整台机组含金量都很高。”
“受净空条件以及地质条件限制,并不是每一个点位都适合安装这么高的风机。河北华电辛集50万千瓦风电项目共布置80台6.25兆瓦风力发电机组,其中只有3处符合高塔风机建设条件。”刘凯说。
70根预制管桩深深扎入地下,每根有效桩长近20米,浇筑时全流程无线测温系统全程护航,确保大体积混凝土一次成型;关键部位使用超高强混凝土,强度为普通混凝土的3~4倍;36束2200兆帕钢绞线从桩基延伸至塔筒钢混连接处,为国内风电领域最高等级,大幅降低了塔架钢材用量;在塔筒钢混连接处,创新采用锚栓式钢混转换段固定模式;“下部预制混凝土环片+上部钢塔”的复合结构,最大环片直径达12米,混凝土环片外径允许偏差控制在5毫米以内,顶面钢板面经调整后的表面水平度偏差控制在1毫米以内……
“项目形成的‘钢混复合塔架+超高预应力+动态净空控制’成套方案,有效突破了超高塔架结构稳定、施工组织、安全控制等关键技术难题。”对于亮点,康贺如数家珍。
打开小长假机组运行数据表,10月3日,大风天,记者注意到该机组日发电量明显高出一截。“相较同等规模160米级塔架机组,这台高塔风机年发电利用小时数预计可提升220小时,年发电量可提升6%以上。”刘凯坦言,在实现高效用地的同时,他们还将风电行业低风速开发门槛下探至4.5米/秒以内,为人口密集、土地资源约束较强地区提升风能资源利用效率、扩大新能源开发规模、促进区域协同降碳探索了新的技术路径。
目前,我国已明确推进“三北”“沙戈荒”风光大基地建设、深远海风电规模化开发、“千乡万村驭风行动”三大风电核心开发方向,同时加快集成融合、适应市场化发展、加强技术创新。按照当前发展节奏,预计到“十五五”末,全国风电累计装机容量有望达到13亿千瓦,风力发电量占全社会用电量的比例将提升至15%左右,风电将在我国新型电力系统中扮演更为关键的角色。
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