随着能源转型步伐持续加快,新能源产业已成为服务国家能源安全、推动绿色低碳发展的重要支撑。华能贵州清洁能源分公司紧扣高原山地新能源运营特点,以数字化、智能化转型破解风电场生产运营堵点难点,全方位推动场站运维提质增效。
技术突破:从“被动响应”到“主动预判”
贵州山区风电场多坐落于高山周边,复杂地形极易形成湍流偏强、风向多变的特殊风况。受环境影响,风电机组需频繁调整偏航角度适配风向,偏航系统持续间歇高负荷运行,传动部件损耗有所增加;叠加大风湍流带来的冲击载荷,一定程度影响了风电机组的运行平稳性。华能老黑山风电场部分机组受上述工况影响,运行效能未能充分发挥。主机厂商先后采取加固减速机、更换摩擦片等改造方案进行优化改善,但适配效果有限,场内8号风电机组仍存在偏航异响问题。鉴于主机厂商通用控制方案难以匹配本地山地湍流特性,常规改造仅能缓解表象,华能贵州清洁能源分公司决定自主立项开展专项技术攻关。
老黑山风电场。(华能贵州清洁能源分公司 供图)
2022年,华能贵州清洁能源分公司立项《电磁阻尼偏航系统及湍流抑制措施在风力发电机组中的研究与应用》课题。技术团队经全面研判后认为,问题的核心在于传统控制策略以“响应”为主,缺乏对风况变化的预判能力,必须从控制逻辑源头重新设计。攻关方向很快明确:一是在偏航系统中加装电磁阻尼装置,优化电机启停控制逻辑,使机组转向更加平稳,从执行端削弱复杂气流带来的冲击负荷;二是引入基于实时风速和湍流强度的动态控制规则,使控制系统能够根据风况变化提前调整运行策略,同步优化设备启停时序。
技术团队依托电磁阻尼装置、动态风况调控两套改造方案,持续对伺服软起动、贴齿消隙、负载均衡等关键模块开展上百次试验调试。但失败接踵而至:滑移依旧、电机过载、连接螺栓被剪切力生生拧断……试验记录本越写越厚,质疑声也渐渐浮现。但项目负责人只说了一句:“把昨天的数据‘重跑’一遍,看看到底差在哪里。”就这样,从春寒到冬雪,历经上百次现场测试,系统终于在一次深夜强风中交出答卷——偏航启动平顺,运行安静,机舱稳如磐石。监控屏幕上电流曲线平滑如练,所有人沉默地看着曲线走完最后一个数据点,紧绷的神情终于松了下来。后续风电机组进入长期试运行持续采集稳定运行数据,为课题整体验收筑牢数据支撑。
2024年12月,该技术正式通过中国华能集团有限公司专家组验收。全年运行数据显示,8号风电机组改造后利用小时数较此前三年平均值提升144%,运行状态得到彻底改善。2025年,该技术推广至其余三台风电机组,年利用小时数提升超500小时,创造了可观的经济效益。该技术荣获2025年中国华能集团有限公司科技进步二等奖,也为华能贵州清洁能源分公司破解高原山地风电共性难题、全域推进技术创新提供了可复制样板。
统筹布局:多维协同构建创新发展格局
以山地风电湍流治理为牵引,华能贵州清洁能源分公司坚持系统思维,统筹推进全域科技创新,逐步构建起涵盖技术攻关、数字转型、科技安防三个维度的创新格局。
技术攻关,攻坚山地风电共性难题。围绕贵州高原山地风电特有运行痛点,华能贵州清洁能源分公司布局多项针对性科研项目。除电磁阻尼偏航系统项目外,在风电机组技术领域,针对寒冷地区叶片结冰问题,《风电机组叶片除冰关键技术研究与应用》课题成果已在乌江源、韭菜坪风电场示范应用,实景验证该技术可使风电机组在低温环境下保持发电稳定。在一线技术攻关持续落地的同时,同步完善创新激励与知识产权管理体系,让创新成果固化形成专利资产。在知识产权方面,华能贵州清洁能源分公司制定“众创项目”管理规定,成立徐超技术创新工作室等五个创新工作室,充分发挥职工创新团队在基层技术升级中的示范引领作用,营造全员创新浓厚氛围。近三年,华能贵州清洁能源分公司折算知识产权数连续超额完成中国华能集团有限公司考核任务:2023年完成率达191%,2024年为125.47%,2025年为149.51%,累计授权专利超180余项,数量与质量同步提升;近期,“一种夹持套筒及桨叶螺栓抽断装置”实用新型专利获德国专利商标局授权,成为华能贵州清洁能源分公司首个海外知识产权,充分彰显企业技术创新获得国际权威认可。各类风电科创成果落地后,亟需数字化平台实现集中监控、智能运维,华能贵州清洁能源分公司同步加快场站数字转型建设。
数字转型,搭建智慧运维体系。华能贵州清洁能源分公司大力推进新能源场站数字化、智能化建设。目前已完成集控中心系统国产化替代并先后完成多个风电场智能巡检系统安装调试。在华能系统内率先全面推行移动“两票”单轨运行,结合集控中心智能旁站系统,提升了检修效率与作业监管水平。依托集控、智能巡检等数字化底座,华能贵州清洁能源分公司同步配套科技安防装备与技术体系,以数字化手段筑牢安全生产防线。
科技安防,织密安全生产防护网。华能贵州清洁能源分公司坚持科技兴安,运用新技术、新装备补齐安全管理短板。依托智能锁管理系统、执法记录仪、智慧基建系统,强化现场作业全过程管控。同时,为预防风电机组结构失效风险,《风电机组倒塔事故防治技术体系研究与应用》等重大课题有序推进,聚焦设计优化、实时监测与应急处理,构建全面的安全防护体系,依托职工创新工作室优化风电检修安全标准,持续提升山地风电现场作业安全水平。
谋划长远:蓄势赋能谱写低碳发展崭新篇章
目前,华能贵州清洁能源分公司已形成单点突破、多领域协同的科创体系。下一步,将围绕高原山地新能源技术等方面,持续将科技优势转化为产业优势:一是加大成熟技术推广力度,推动电磁阻尼偏航系统、叶片除冰、智能巡检、光伏消防等成果规模化应用。二是深化技术攻关,推进高原山地风电“以大代小”增容改造,拓展人工智能与新能源融合应用。三是打造智慧安全区域平台,实现风险预警、作业监控、隐患排查、应急指挥集中管理,推广无人机、激光雷达等技术应用,优化山地项目设计,降低工程造价。四是构建全链条知识产权运营体系,做好专利布局与技术转让,将创新优势转化为竞争优势。
科技兴则产业兴,创新强则发展强。站在能源转型和绿色发展的新起点,华能贵州清洁能源分公司将坚定不移走创新驱动发展之路,努力为贵州经济社会高质量发展贡献更大的清洁动能。
通讯员 陈笑妍
编辑 贾鹏
二审 姚东
三审 王亚玲