风从海上来,发电进行时
我们的日常生活离不开可靠且负担得起的能源,完善的能源系统能够为各行各业提供支持。相反,能源供应的不足以及转换系统的缺乏将束缚人类社会和经济的发展。一直以来,我国高度重视新能源发展,《国家可再生能源发展十三五规划》指出:切实缓解弃水弃风弃光问题,加快推动可再生能源分布式应用,大幅增加可再生能源在能源生产和消费中的比重,加速对化石能源的替代。在这样的背景下,发展以风电为代表的新能源显得尤为关键。
江苏如东,一个聚焦风电产业发展的城市。,在全国乃至全亚洲的海上风电领域处于领先地位,已建成县一级亚洲最大的海上风力发电场,其风力发电技术已颇为成熟。
为了对江苏省如东县风力发电情况进行全面了解,同时就如东风电产业对全国风电的辐射作用以及如东作为海上风电巨头如何助力全球风电市场,开辟海上风电“如东模式”此类情况进行调研与思考。2019年7月16日至30日,南京工业大学数理科学学院“风行四海”社会实践团队来到了江苏省南通市如东,对当地风电产业发展情况进行调研采访。
17日,团队一行来到了如东县发展和改革委员会。上午,我们采访了如东县发改委副主任张俊同志,详细了解了如东县新能源发展情况。针对如东县的基本情况,张主任向我们介绍了风力发电在如东县的发展历程,并回答了我们提出的有关风力发电在未来发展的展望。张主任指出,如东县现已建成以县一级为单位亚洲最大的海上风电场,风力发电量达180万千瓦,风机采用了中国自主研发的5兆瓦机型;张主任同时指出目前仍然存在不少问题亟待解决,如电网当前仍然处于被动消纳的状态,风电的不稳定性会带来谐波损耗和对电网的较大压力。下午,我们采访了如东县发改委服务业科科长汤建荣同志,了解了近年来海上风电发展的最新数据以及如东县新能源发展对全社会的贡献。汤科长根据如东县风力发电的相关技术和政策,向我们介绍了如东县目前风力发电的装备机制,监测技术,总结了如东县近年来进行风力发电的一些经验。同时,我们也向汤科长提出了一些关于风力发电困难及其解决措施的问题,汤科长也一一给与解答。 他告诉我们,如东自2004年开始发展风力发电,一开始也遇到了很多困难,如民众的不理解不支持,但经过不懈努力最终也得以攻坚克难,完成了如东海上风电的历史成就。在未来,如东将着力建设风电母港,完善新能源产业链建设,将如东海上风电产业向全国辐射。通过对发改委分管领导的采访,团队获取了充分的采访资料以及政府对于风电进行有效扶持的文件,也为接下来团队前往风电有关部门进行实践打下了坚实的理论基础
18日上午,团队前往如东县供电公司并在供电公司六楼小会议室采访了如东县供电公司调控中心副主任王连贵,了解如东电网的基本情况和“源网荷储”这一概念。“源网荷储”实际是江苏源(电源)网(电网)荷(负荷)储(储能)项目, 针对我们提出的如东县并网和风力的波动性问题,王主任详细地为我们做出了解答。王主任指出,目前的电网是平衡调用,且现阶段是交流形式并网,比较单一,由于交流损耗较大,远海并网正在尝试柔性直流形式;在风力波动性这一问题上他提到当前的重点是要求能够进行自动化以及智能控制。由于华东地区电力负荷较大,所以火电占全社会用电量比例仍然较高。下午,团队来到供电局的调度大厅,了解电网的运行机制,王主任还向我们介绍了风力发电相关的电网调度模式,以及在夏季高峰阶段的应急机制。王主任指出,由于江苏截至目前用电负荷过亿,破一亿千瓦,调度问题是重中之重,因此现阶段的调度是从电网安全经济运行的角度来开展工作,在调度工作上做到:协调管理、事故处理、控制、负荷监视等,在特殊恶劣天气和用电高峰期的情况下也能很好的采取应急措施。采访过程中,团队具体地从供电的角度了解了风电有关的具体机制和供电局在风电电力系统中不可或缺的作用。
气象工作是如东风力发电蓬勃发展的基石,没有气象人为如东风电保驾护航,就没有如东风电成为大国重器的今天。19日上午,团队前往如东县气象局开展调研。团队采访了如东县气象局盛海峰局长,详细了解近几年来风资源的数据情况。盛局长先向我们介绍了如东气象的基本情况。随后,向我们介绍了气象局的职能,例如实况监测、预警、预报等。其次,盛局长也向我们介绍了关于如东风力发电发展与气象方面合作联动的基本工作安排。他指出,气象局里的预报预警服务很好地为如东县风电产业巩固了基础,他还在谈话中强调了气象对于大众的服务作用,他认为,气象局需要结合企业和个人的需求,强调公众服务、专业服务等服务,体现气象价值。下午,气象局副台长周金磊和办公室主任顾人杰带领团队前去参观如东县气象局气象预报中心。周副台长向我们介绍了气象预报在风电产业中的作用以及风资源对风电产业的影响。周副台长介绍到,气象局主要是为相关风电产业提供气候论证,同时又与风电开发企业一同对风力发电场进行交叉研究。气象局对风力的检测实际是气象资料对风能的统计。之后周副台长和顾主任从如何应对突发情况的角度,回答了我们提出的相关风电产业保护的问题,如台风对于风电机组的利与弊。
为深入了解风电装备产业链生产流程以及如东风电装备向全国辐射等问题,7月20日至22日,团队来到了如东经济开发区,前往海上风电相关企业进行调研采访。
7月20日,团队来到江苏海力风电设备科技股份有限公司。首先,公司技术部负责人王军同志向团队成员介绍了海力公司作为如东当地的产业对于当地风电产业发展的助力作用,以及作为塔筒生产的龙头企业对于中国海上风电塔筒市场的辐射作用。据介绍,公司曾连续三年在两会期间被中国海洋报整版专题报道。同时,他也详细解答了有关塔筒方面的问题。例如,在风机防腐蚀方面,我们了解到,风机的机身采用整体喷锌的方法,另外塔筒采用高新技术材料--石墨烯,来作为机身的材料构成。下午,团队前往该公司的车间进行实地观摩实践学习,详细了解了塔筒从单体制造到拼接成型最后到配件安装的生产全过程。
21日上午,团队前往重通成飞风电设备江苏公司。在负责人杨椰的介绍下,团队了解到该公司目前已成为国内2MW机组风轮叶片最齐全的生产制造商,同时也是国内风轮叶片主流配套企业。下午,生产主管郑凯带领团队前往公司的生产车间进行实地调研,通过对叶片生产全过程的参观,我们细致了解了叶片的制造工艺以及后续的检修、维护等一系列过程,特别地,我们就该公司的专利技术在具体生产中的应用做了细致了解。
22日,团队一行来到中船重工海装风电设备有限公司。该公司致力于打造我国海上风电机组研制、海上风电场建设技术创新平台,进一步提升我国海上风电场建设运营的整体技术水平。我们就风力发电装备的研制、生产、维护等方面向负责人进一步探讨,他告诉我们,依托机组内的P2C平台进行具体风机转向调节和大数据平台对于风场进行检测,可以做到一定程度上的智能化自动化处理。在下午的车间实践学习中,负责人分别带领团队成员参观了公司的生产主机,配件生产与实验检修两条生产线路。
通过三天的采访、参观和研讨,我们得到了相关风电装备产业链问题的专业的解答,同时也对一整套风电装备产业链有了全面的了解。
7月23日上午,团队前往由龙源电力集团在如东150兆瓦海上(潮间带)建设的示范潮间带风电场及其所属变电站。变电站负责人张扬同志介绍到,该场是龙源电力在江苏如东县建成的全国规模最大的海上风电场,分五期建成,总装机容量达到182 兆瓦。首先,团队成员就变压站的谐波损耗等相关知识向张扬同志进行了询问,他向成员们细致地做出了解答,他还告诉我们,针对不稳定风力带来的不断变化的交流电,现阶段可以初步利用机组内的变频器进行调节成固定频率的直流电,另外每台风机通过内附件的传感器(温度传感器,震动传感器等)来预防或者调节自身在风中的状态,以达到对风机的保护作用。下午,团队在张扬同志的带领下进入了该变电站的调控中心,深入了解了各个风机的实时的输电变电情况,从风机的具体数值变化中,该变电站可以实现对其进行实时的控制。实现风机监控的全自动化,张扬同志特别向我们介绍了控制风电机组是否运行的具体方法。随后,团队前往变电站顶楼,观察海上及潮间带风电机组的具体运行,我们通过望远镜看到了海上风机的排布和施工情况,风机叶片轮转,近距离地感受了海上风电机组的开阔景象。
7月24日上午,团队前往了如东盛东海上风电项目站点进行观摩学习。项目组负责人,同时也是我们南京工业大学的学长马强同志首先向我们播放了该公司的宣传片,宣传片里向我们介绍了该公司的风机采用的施工方案,升压站的制造和分布,叶片、塔筒材料以及海底电缆的铺设工作。另外学长还向我们介绍了有关塔筒,导管架的安装方法,例如单桩法与多桩法的同时使用,进而获取更适合如东地质的施工方案。马强学长还就机组的附件设计进行了补充,他告诉我们,为了尽可能减少风电对近海渔民带来的影响,特意与机组塔筒外侧设计了便于渔民休息和规避自然灾害的平台。
7月25至30日,团队成员分别开展了对于清洁能源认识度情况的问卷发放工作,同时,针对之前采访过程中所收集的资料进行有序的整理和研讨。
风电叶片轮转,正所谓“风从海上来,发电进行时”,风力发电利国利民。经过15天的考察调研,团队细致了解了如东凤力发电现状,对未来海上风电发展有了有了更加深刻的理解。15天的时间,说长不长,说短不短,团队成员们不仅仅对于本专业在风电及新能源产业有了更加深入的理解,同时通过采访和调研,团队成员们初步了解了收集资料的基本思路,为日后进行科学研究打下坚实基础。尤其是,对于还在大学这座象牙塔里的同学们来说,走入社会发放问卷,尽管会面对被别人当成发小广告的人而遭到拒绝和白眼,但是同学们坚持不懈,骄阳似火,我们笑得很晴朗,我们一直在路上。
届时,部分成员将于八月下旬前往如东,向如东分管领导进行汇报。