華能和遠景聯(lián)手打造一座座“生態(tài)友好型”高山風電場。

 

　　在南昌，彭強指著辦公室墻上的江西地形圖對記者說，除了鄱陽湖周邊的區(qū)域，江西可以開發(fā)利用的風能都在山上，帶你去采訪的高龍山風電場和打鼓寨風電場都在山上，主峰海拔都超過了1000米。

　　

　　彭強是華能江西清潔能源公司的黨委書記，2017年年初，他帶領(lǐng)同事和設(shè)計院地勘專家翻山越嶺，開始了4個月的“尋風探山”之旅，繪制出一幅1∶500的風電場地勘設(shè)計圖，更精細的設(shè)計圖大大降低了施工風險成本，為后來開發(fā)建設(shè)山地風電場打下堅實基礎(chǔ)。

　　

　　談到山地風電場的開發(fā)建設(shè)，彭強提到了華能集團“決不以犧牲環(huán)境為代價去換取一時經(jīng)濟增長”的綠色發(fā)展理念，落實到華能江西清潔能源公司就是要切實做到牢固樹立綠水青山就是金山銀山的理念，要堅持“在發(fā)展中保護、在保護中發(fā)展”，真正實現(xiàn)風電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境和諧統(tǒng)一、平衡發(fā)展。

　　

　　也正因此，華能江西清潔能源公司不僅與江西省水利規(guī)劃設(shè)計研究院、江西省水土保持協(xié)會這樣的專業(yè)機構(gòu)合作，也與綠色科技領(lǐng)軍企業(yè)遠景能源共同尋求綠色高效山地風電場解決方案，加快江西風電發(fā)展。據(jù)中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會（CWEA）發(fā)布的《中國風電產(chǎn)業(yè)地圖2019》顯示，截至2019年年底，江西風電累計裝機容量僅占全國累計裝機總量的1.5%。

　　

　　這也意味著，江西山地風電發(fā)展的空間和潛力巨大。

　　

　　

　　沿山路盤旋而上，一路綠水青山，空山鳥鳴，轉(zhuǎn)彎處，山頂上的風電機組映入眼簾。記者禁不住感嘆，要把這些龐然大物運送到高龍山風電場的指定機位該有多難！

　　

　　高龍山主體呈東西走向，山脊總長約14千米。高龍山風電場位于江西省永豐縣與樂安縣兩縣交界處的高龍山山脈山脊上，海拔在585~1063米。

 

　　開發(fā)建設(shè)高山風電場須挖山修路，難免會傷害到道路下邊坡的原有生態(tài)，可以說，這是高山風電場施工難以根除的“頑疾”，但華能江西清潔能源公司高龍山項目部決心予以根治，真正將守護青山綠水落地于高龍山風電場。

　　

　　幾經(jīng)實地勘察路況和集中專家智慧，項目部最確定了“下邊坡零擾動”的道路施工方案，這是該方案首次應(yīng)用于國內(nèi)高山風電場開發(fā)建設(shè)。

　　

　　所謂“下邊坡零擾動”，就是在施工過程中將“開挖邊線”向山體內(nèi)側(cè)平移，除溝壑、道路內(nèi)彎半徑不滿足大件運輸車輛轉(zhuǎn)彎半徑等必須要進行回填外，所有余土外運至棄土場，最大限度保護下邊坡原有植被不受擾動，維持下邊坡原有生態(tài)。

　　

　　彭強解釋說，“下邊坡零擾動”方案雖然增加了土方開挖量，施工進度有所影響，但保證了路基全斷面強度，從根本上保障大件運輸安全，而且道路下邊坡無需再進行擋墻設(shè)計及綠化。這樣，施工范圍基本可以控制在征地紅線范圍內(nèi)，最大限度規(guī)避林地、國土違法違規(guī)占地風險，也基本避免下邊坡塌方、水土流失等現(xiàn)象。

　　

　　作為高龍山風電場建設(shè)參與者，遠景能源項目工程師對項目建設(shè)進程中的環(huán)保措施印象深刻。他指著山道綠油油的上邊坡說，邊坡的環(huán)保防護使用了“客土噴播”施工技術(shù)，也就是通過混凝土攪拌把綠化基材、種植土、纖維及混合植被種子攪拌均勻，形成基材混合物由輸送管到達噴槍口與來自水泵的水流匯合，使基材混合物團?；?，并通過噴槍射到坡面，在坡面形成植物的生長層，實現(xiàn)風電場工程與環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

　　

　　為了與“下邊坡零擾動”施工方案形成互動效應(yīng)，高龍山風電場項目組與江西省水利規(guī)劃設(shè)計研究院、江西省水土保持協(xié)會等專業(yè)機構(gòu)合作，系統(tǒng)開展了水土保持、植被恢復(fù)及綠化物種多樣性等專項課題研究，制定出“表土剝離重復(fù)再利用”“上邊坡客土噴播”“藤本植物異地培養(yǎng)移栽”等專項方案，有效解決高山風電場水土保持、保護與修復(fù)方面的疑難雜癥。

　　

　　在山頂，一臺標有“中國華能”字樣的風電機組旁，上述工程師向記者介紹說，這座高山風電場的裝機容量為8萬千瓦，2018年11月20日，36臺風電機組順利通過240小時試運行，提前41天完成既定投產(chǎn)目標。

　　

　　本質(zhì)上，華能江西清潔能源公司將高龍山項目建設(shè)成“生態(tài)友好型、綠色環(huán)保型”風電場，為推動華能集團在江西能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級及地方經(jīng)濟社會發(fā)展提供安全可靠清潔電力保障。

　　

　　2020年6月12日，高龍山風電場獲得2020年度“中國電力優(yōu)質(zhì)工程獎”，成為江西省首個高標準通過中國電力優(yōu)質(zhì)工程評審的風電項目，代表國內(nèi)同期、同類項目的先進水平，是我國電力建設(shè)行業(yè)工程質(zhì)量的最高榮譽。

　　

　　

　　從0到1，華能江西清潔能源公司將高龍山風電場“友好”方案復(fù)制應(yīng)用到打鼓寨風電場。

　　

　　打鼓寨風電場是江西省重點調(diào)度工程，是廣昌縣推進綠色發(fā)展戰(zhàn)略，打造生態(tài)旅游建設(shè)“廣昌樣板”的重要工程。風電場工程場址位于廣昌縣和南豐縣境內(nèi)，風電場山脊長度20千米，呈南北走向，海拔700~1100米，因距離打鼓寨最近而得名。據(jù)《江西省廣昌縣地名志》記載，打鼓寨位于武夷山脈南段，贛閩省界，主峰海拔1076.6米，頂部多為高草，山腰以下是松、杉、竹林，高峻險要，古時筑有寨柵，山頂似鼓，故得其名。

　　

　　山脊上建風電場，與生態(tài)友好的背后是“山區(qū)風電施工關(guān)鍵技術(shù)”的支撐。實際上，這項技術(shù)源于高龍山風電場，但在應(yīng)用于打鼓寨風電場工程施工中得到了優(yōu)化，有點“青出于藍勝于藍”的意味。2020年8月22日，打鼓寨風電場獲第四屆“全國設(shè)備管理與技術(shù)創(chuàng)新成果二等獎”。

　　

　　了解這項技術(shù)后，記者發(fā)現(xiàn)它并非單項技術(shù)，而是一個施工技術(shù)體系，包括山地風電工程快速施工技術(shù)、風電機組及塔架和基礎(chǔ)耦合體系損傷監(jiān)測識別技術(shù)，以及便捷的施工支撐、保護工具等。其價值是在確保風電場工程與生態(tài)環(huán)境友好的基礎(chǔ)上，縮短了施工工期，直接降低山區(qū)風電場建設(shè)成本。

　　

　　即便這一體系在高龍山風電場建設(shè)中得到了閉環(huán)驗證，但在打鼓寨風電場建設(shè)施工中，項目工程施工組還是結(jié)合風電場實際對某些工程環(huán)節(jié)進行了綜合模擬驗證，上升到規(guī)范或標準的高度。比如風電機組基礎(chǔ)澆筑環(huán)節(jié)，涉及初凝時間、攪拌站出力、罐車容量、罐車數(shù)量、來程時間、回程時間、風機位打灰時間等，進行綜合模擬旨在確保澆筑安全的情況下實現(xiàn)時間、資源配置等因素的最優(yōu)化，取得最佳施工效率和最優(yōu)環(huán)保成本。

　　

　　細節(jié)決定了打鼓寨風電場與生態(tài)環(huán)保友好的走向，讓風電機組融入環(huán)境的同時，站在山頂上的“荷花”風電機組也讓人產(chǎn)生美好向上的遐想。廣昌縣是聞名遐邇的“中國白蓮之鄉(xiāng)”，沿著打鼓寨山脊一眼望去，分布著跨越江西和福建兩省的風電機組，要問哪些屬于江西，只要看到淡青色塔筒表面的荷花圖案，那定是江西的風電機組，也就是華能江西清潔能源公司的風電機組。

　　

　　在打鼓寨山頂，記者遇見來這兒爬山游玩的幾個年輕人。他們認為，風電機組豎立在海拔千米的山頂，顯示了風電很高的技術(shù)含量。在這兒開發(fā)建設(shè)風電場的公司在風電機組塔筒、配電房上噴繪蓮花圖案，也蠻用心。荷花中通外直，不蔓不枝，出淤泥而不染，濯清漣而不妖，其高尚品格，歷來為詩人墨客歌詠繪畫的題材之一，這樣的風電場讓當?shù)厝擞辛擞H近和品格感。

　　

　　提到打鼓寨風電場，彭強這樣對記者說，在山上建風電場開發(fā)清潔能源，當然要百分之百盡心盡力做好項目水土保持工程。在現(xiàn)場，記者沿山路行走，看到上邊坡綠油油的植物已與山體上的灌木銜接融為一體，成為生態(tài)固土的主力。

　　

　　現(xiàn)場工程師告訴記者，打鼓寨風電場的裝機容量為9.4萬千瓦，是江西單體容量最大的風電場。項目水土保持是一項復(fù)雜又精細的工程，僅工程常用種籽就有10余種，包括多花木蘭、格桑花、狗尾草、狗牙根、狼尾草、馬尾松、三葉草、鹽膚木等，至于使用哪種草籽，則視水土保持工程需要而定。無論使用哪種草籽，都涉及多個細致的施工環(huán)節(jié)，比如道路上邊坡涉及人工清理坡頂及坡面、土壤過篩以提高質(zhì)量、鋼絲網(wǎng)張掛及加固、基材及草籽噴播附著作業(yè)、人工對噴播面草籽補撒、纏繞草繩以增加附著力、灑水養(yǎng)護及追肥等多個施工環(huán)節(jié)，而且需要長期持續(xù)的維護，考驗的是一顆敬重山體生態(tài)的心。

　　

　　

　　同樣考慮環(huán)保因素，由于山地地形及氣象復(fù)雜性，山地風電場建設(shè)成本要高于平原風電場，實現(xiàn)平價的難度更大。彭強說再難，江西高山風電場開發(fā)建設(shè)必須要實現(xiàn)平價，這是江西風電可持續(xù)發(fā)展的唯一選擇。

　　

　　從高龍山風電場和打鼓寨風電場的年利用小時數(shù)來看，即便再進行運維優(yōu)化也還不具備平價的可能，但仍可以從這兩個風電場預(yù)期未來江西高山風電場平價的可能性。

　　

　　高龍山風電場安裝28臺遠景能源EN-121/2.2MW和8臺EN-131/2.3MW智能風電機組，裝機容量為8萬千瓦，2019年的年利用小時數(shù)為2334小時，高于可研利用小時數(shù)；2020年上半年的利用小時數(shù)為1516.5小時，預(yù)計全年利用小時數(shù)可達2750小時。彭強說，高龍山風電場于2018年年底投產(chǎn)，2019年的利用小時數(shù)是最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，通常來說，可研發(fā)方案比較保守，所以，實際利用小時數(shù)高于可研也比較正常，但高于可研利用小時數(shù)十幾個百分點也蠻驚喜。至于為什么，后來的微觀選址及機型優(yōu)化是一個重要因素。

　　

　　按照可研方案，高龍山風電場安裝40臺2MW風電機組，后來遠景能源參與到微觀選址和機型優(yōu)化流程中，經(jīng)過反復(fù)計算最終形成28臺2.2MW和8臺2.3MW風電機組的混排方案。在總裝機容量不變的前提下，不僅節(jié)約工程造價近8295萬元，年發(fā)電量收益還可增加約142.16萬元。

　　

　　彭強特別強調(diào)，高山風電場的利用小時數(shù)與風速正相關(guān)，單純用利用小時數(shù)來比較風電場項目優(yōu)劣，不但不客觀，也容易誤導(dǎo)人們的認知。據(jù)可研方案，打鼓寨風電場安裝40臺2MW風電機組，后經(jīng)再優(yōu)化，最終采用遠景能源的第二代智能風電機組，也就是141米葉輪直徑的山地3.0MW、2.5MW智能風電機組，裝機容量為9.4萬千瓦，2019年11月29日投產(chǎn)，基于2020年上半年的運行數(shù)據(jù)，預(yù)計全年利用小時數(shù)可超出可研水平的20個百分點。

　　

　　這說明隨著智能風電機組代際演進，高山風電場可以獲得更高的利用小時數(shù)，這讓江西山地風電場實現(xiàn)平價變得可期。好消息是，基于華能河南分公司湯陰平原項目現(xiàn)行運行數(shù)據(jù)研判，遠景能源的156米葉輪直徑3.0MW智能風電機組可以實現(xiàn)3000小時以上的年利用小時數(shù)，可將風電場全生命周期電價降至0.3元/千瓦時，低于河南省的標桿上網(wǎng)電價0.3779元/千瓦時，風電場全生命周期收益率可達7%以上。

　　

　　盡管江西高山風電場的千瓦造價成本要高于湯陰平原風電項目，但仍有降低成本的空間。據(jù)彭強介紹，華能江西清潔能源公司基于已建成投產(chǎn)的蔣公嶺、湖沙咀、靈華山風電工程建設(shè)的成功經(jīng)驗，從精益基建單元成本管理入手，抓住影響造價的變動成本項目進行過程設(shè)計優(yōu)化，對擋墻水溝形式、道路路徑及長度、平臺尺寸、基坑深度等進行專題優(yōu)化，做到“一處一方案”，成功探索出降低單位千瓦造價成本的“航標燈式”方案，這會照亮江西高山風電場向平價目標邁進的路徑。

　　

　　遠景能源風電場設(shè)計負責人對華能江西清潔能源公司“航標燈式”降本方案表示認同。同時，他也表示，遠景能源智慧風電場格林平臺也可以對山地風電場的設(shè)計優(yōu)化提供服務(wù)，以進一步降低山地風電場的初始投資成本。

　　

　　實際上，遠景能源智慧風電場格林平臺智能尋優(yōu)設(shè)計模塊已積累千余個山地風電場設(shè)計案例，工程設(shè)計案例閉環(huán)驗證顯示，山地風電場工程建設(shè)成本平均降低25%以上。

　　

　　早在2013年，遠景能源格林平臺將超千萬億次高性能計算資源引入到風電行業(yè)，實現(xiàn)高精度流體仿真和氣象模式，歷經(jīng)7年的進化把感性的工程經(jīng)驗和理性的工程知識映射到量化的數(shù)字空間，實現(xiàn)了智能的協(xié)同優(yōu)化和可沉淀閉環(huán)的工程設(shè)計，大大提升所有應(yīng)用模型的精度和可靠性，為提升山地風電項目系統(tǒng)工程設(shè)計精準度、下探更優(yōu)平準化度電成本（LCOE）提供平臺化支撐。

　　

　　新一代格林平臺通過使用高階流場分析DES模型，實現(xiàn)對山地風電場地形地景的全尺寸精細仿真，可準確模擬出隨時間變化的流場信息、風電機組葉輪面內(nèi)的風況變化情況，再通過機器學習、孿生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型修正設(shè)計誤差，從而提升了發(fā)電量評估精度，進而得到了更為精準的全場最優(yōu)LCOE，這是解鎖平價風電的一把鑰匙。

　　

　　這也有助于華能江西清潔能源公司實現(xiàn)用平價風電讓“江西碧水常流、藍天常在”的心愿。