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分散式风电​为工业园区带来能源服务新模式

   2022-06-14 《风能》杂志8520
核心提示:2019年3月并网的天津滨海分散式风电项目,不仅成为充分利用当地良好风能资源的成功案例,更重要的是,该模式为工业园区业主,特别是高耗能行业引入风电起到了示范作用,证明了分散式风电已经具备在园区部署的条件,用以降低用能成本,推动能源结构调整,实现

2019年3月并网的天津滨海分散式风电项目,不仅成为充分利用当地良好风能资源的成功案例,更重要的是,该模式为工业园区业主,特别是高耗能行业引入风电起到了示范作用,证明了分散式风电已经具备在园区部署的条件,用以降低用能成本,推动能源结构调整,实现可持续发展。

分散式风电,为工业园区带来能源服务新模式

文|《风能》杂志叶无极

陆上集中式风电(包括大基地)、分散式风电和海上风电被称作拉动国内风电规模化发展的“三驾马车”。如今,陆上集中式风电早已成为主力,海上风电发展依旧火热。相比这两者,分散式风电的规模仍较小,但它也拥有独特的优势。

不仅有着建设周期短、开发方式更为灵活等特点,初步摆脱经济性及技术限制的分散式风电还屡遇发展良机。一方面,“千乡万村驭风计划”、《能源领域深化“放管服”改革优化营商环境实施意见》、《加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》等利好政策纷纷出台;另一方面,传统能源企业积极进行转型发展,寻求更多新能源电力的使用。

对于大多数企业而言,清洁电力直接交易通道推出时间不长,如何实现电力脱碳却成为企业最迫切的需求。而工业园区正是节能减排的重要应用场景,在此机遇下,部署分散式风电机组成为了企业脱碳的突破口。

为降低火电使用比例,中国石化润滑油有限公司润滑脂分公司(下称“中国石化润滑油”)与新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)开展了清洁能源开发合作,共同完成天津滨海分散式风电项目,在位于天津滨海新区的工厂内安装一台2兆瓦风电机组,另外还有756千瓦太阳能光伏

滨海分散式风电项目所在地区,100米高度的年平均风速约为5.5~6.5米/秒;测算显示,风电年利用小时数可达2300~2600小时。可见,这一地区具备良好的分散式风电项目开发条件。

滨海分散式风电项目于2017年8月获得天津市滨海新区发展改革委核准,采用“自发自用、余电上网”模式,2019年3月正式并网,成为金风科技在天津的首个兆瓦级分散式风电项目。

其实,对于像中国石化润滑油这样刚接触新能源的企业来说,尽管认可风电这一清洁绿色能源形式,但最初也存有两大担忧:一是对安全性的顾虑,59.5米长的叶片在100米高的高空长时间旋转,是否会存在安全隐患?二是,由于生产要求,工厂对用电质量要求很高,如果使用风电、光伏进行电能替代,是否会对用电负荷产生影响?

事实上,一般情况下,整机商会根据当地的风能资源水平,将年平均风速、湍流强度、极端风速、极端气候条件等机组安全参数考虑在内,确保安全性和经济效益,还会进行“整机适应性载荷分析”,表明该机型在规划区域(风能资源极端条件下)可以安全稳定运行。

金风科技全资子公司天诚同创天津公司负责人朱振向《风能》介绍,针对滨海工业园的风电机组安装,团队更是做足了准备工作。建设过程中,将作业平台增高,在围墙和厂房的高度之上进行机舱和叶轮的组装、吊装。这种方式虽然对工程车辆规格提出了更高要求,但从实际效果来看,未对周边设施产生影响。

至于噪音、光影方面,通过软件进行声、光仿真分析,在叶片加装锯齿尾缘、消声器和“隔音屏障”,很好地消除了噪音影响。在当地大风天气、风电机组满发运转的情况下,近距离也只能听到很小的声音。对周围办公区同样从建筑设计的角度进行了升级,达到了透光不透影、美观又实用的效果。

更重要的是,所用机组的载荷标准是按照当地50年一遇的最大风速来进行强度设计的,再加上自保护系统、现场+远程双人操作、加热除冰等设备的支持,从源头上杜绝了机组本身、天气原因或人为误操作等带来的安全问题,用切实可行的方案证明了机组在园区内运行的安全性。

针对风电是否会影响工厂电能质量的担忧,事实上,风电机组发出的电量电压始终稳定在690V,电能质量优越。风电机组自发无功功率,对厂区负荷不会产生波动。大电网也会向厂区供电,不会导致厂区出现断电情况。同时,风电的变流器能够通过滤波器将电能“杂质”几乎全部屏蔽,一定程度上改善电能质量。

不可否认,这是一台滨海园区“定制版”风电机组,其成本自然也会有所上升。但从实际效果来看,它带来的收益远远大于成本的增加,实现了多方共赢的局面。

中国石化润滑油的数据显示,在安装了风电机组和光伏设备后,公司平均每年用电量为1300万千瓦时,其中,风电和光伏发电合计实现绿色电力替代580万千瓦时,占总用电量的45%。经排查,公司每年的碳排放量约为1.8万吨,风电和光伏项目合计减少二氧化碳排放4850吨,占总排放量的26%。在经济效益方面,风电和光伏每年可以为公司节约电费约53万元,节省购碳指标约13.58万元。

天津滨海分散式风电项目采用的“自发自用、余电上网”模式,所发的电量不仅能够满足企业自身将近一半的生产用电需求,将园区的绿电比例提高到全年用电量的38%以上,当生产用电负荷小的时候,多余的清洁电能更是可以输送到大电网,为天津市民的生产生活所用。

除了提供绿色电力,金风科技还通过综合能效平台实现了水、电、气等的可视化、数字化,在进行统一监控和精细化管理后,让能源消耗下降了5%。

滨海分散式风电项目可被视为积极响应国家能源局《关于加快推进分散式接入风电项目建设有关要求的通知》,充分利用滨海新区良好风能资源的成功案例。更重要的是,该模式为工业园区业主,特别是高耗能行业引入风电起到了示范作用,证明了分散式风电已经具备在园区部署的条件。

“与在土地面积相对广阔、人员稀少的地区开发集中式风电场相比,在工业园区开发分散式风电项目的建设有三点尤为重要,一是要提前进行专业的方案设计,将所有风险考虑在内;二是通过我们过往的经验积累与成功案例,打消参与各方对在设施附近安装风电机组的顾虑;三是要有包括风电机组制造、建设、运维等在内的全产业链作为支撑。”朱振向《风能》表示。

值得一提的是,在位于北京亦庄的金风科技全球总部,以风电为代表、更具环保与低成本优势的分布式能源,正日益成为社会、园区用能补给的一种新兴形式,使其成为了中国首个可再生能源碳中和智慧园区。

作为尚未完全发挥出潜力的一种风电开发模式,越来越多的地方开始出现分散式风电的身影。例如,天津港零碳码头智慧绿色能源系统同样采用了分散式风电和光伏发电,正在释放出良好的经济社会效益。

发展分散式风电是我国优化能源结构、实现能源转型的战略选择,随着风电企业继续探索分散式风电的应用发展路径及商业运营模式,可让更多的企业、园区、城市降低用能成本,推动能源结构调整,实现可持续发展。


 
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