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明阳智能总工程师贺小兵:正在起步中国海上风电开发到底要注意什么?

北极星风力发电网  来源:电力头条APP    2017/9/12 18:14:28  我要投稿  

北极星风力发电网讯:9月14日,明阳智能总工程师贺小兵在2017第十届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛作了《基于定制化的海上风电全生命周期解决方案》的主题报告。他认为,中国海上风电迎来快速开发,但是海上风电不比陆上风电,需要注意风机设计、海域情况、盐雾、抗台风、海上风电运维等方面。讨论海上到底以多大的容量起步为好,这个要根据项目特点和收益来考虑,单一讨论多大容量是没有意义的。

明阳智能总工程师贺小兵

以下为电力头条APP为您带来的报告实录:

江苏省可再生能源行业协会的活动基本上我每年都参加,还记得去年的题目是大风机的发展趋势,2017年之后我们可以看到不管是陆上风机还是海上风机都有长足的进步。我们陆上3MW风机,海上风机5MW、7MW都有一些好的设计。

大家知道江苏是海上风电的领头羊,其实海上风电特点和完全不一样。我讲三个方面:第一个是海上风电资源环境条件分析,第二个是定制化海上技术解决方案,第三个就是要基于中国海域条件和设备条件设计的海上运维体系。

海上资源环境条件分析。中国的风资源分布不一样,比如说广东、福建条件差异非常大。我们更加要关注海上环境条件,大家知道海上像台风等地质条件可能对海上风机运行、可靠性都有很大的影响。所以我们做定制化的时候,一般要对整个海上风电场环境条件做深入分析,针对这些条件再选出一个匹配性更佳、安全性更可靠的风机。所以做海上定制化更关键的就是我们机组设计和选型一定是针对于项目的资源条件和项目的环境条件来设计。其实刚才杨校生讲过,我们做到一批风机实现一个项目是可能的,就是让风机去适应环境和资源条件;海上风电场建设是关键,大家都知道现在海上风电国产的主机成本降到非常低了,大概现在不会超过6500/千瓦。现在海上风电每千瓦的造价在17000元左右,大家一算这个价格,除去6000多的主机成本,大部分还是电缆成本。这块结合我们工艺优化和安装设备的优化,实现海上风电场的建设;海上风电场更重要的就是安全质量,可能大家在以往海上风电场建设过程也听过安全事故,所以安全事故也是我们要考虑的;第四,我们要考虑到今后更长时间的运维管理,海上风电场规模化效益今后会更明显,如何把规模化成本降低带来陆上的优势就更明显了。在今后的海上风电,一个风电场一般都是20-30万千瓦的装机。在这样大的装机量条件下,如何把运维工作做到精细化,这个就是今后海上风电关键,要把海上运维成本也要降下来。

刚才讲了中国海岸线比较长,在长江以北基本上处于中国海上低风速。在江苏海上平均风速大概就是8米以下,今年年初的时候三峡风速条件是6.8米。三峡也是把中国海上低风速拉到一个新的时代,今后海上低风速可以做到7米左右。到了福建、台湾海峡这块,大家知道现在大量的开发商都到这边开发新的项目。这边最好的的是什么?有非常好的风速资源,好的时候可以达到11米。但是这个地方又有台风的风险,我们考虑效益的同时还要考虑安全性。中国第三个区域就是像广东、浙江、海南这些地方,平均风速和江苏差不多,可能比江苏还要低。但是这些区域还有更大的风险,8月份这次台风登陆珠三角,对珠三角破坏非常大。当时明阳的风机就在珠三角,经历了近50年来珠三角最大的台风,但是这个地方的平均风速只有7米。

还有一个对成本影响最大的,就是海床地形复杂。这是台湾海峡地形图,水深深度变化非常快,不同的地质条件带来的海床地形不一样,所以施工也是不一样的。目前影响我们海上风电成本最大的还是机件这一块。另外,刚才讲了因为海岸线比较长,沿岸条件是不一样的。江苏这块可能最适应的都是单桩机组,如果单桩机组放到台湾海峡可能就不行的,因为那个地方下面都是岩石,根本打不进去,还有其他地质条件也是不一样的。所以针对中国沿海的地质形势我们应该有更多装机的选择,大家知道最早的高桩、多桩、导管架等等各种各样的形式都出现了,包括今后远海的话,像飘浮式机组我们也在做研究。

针对海上机组技术,我有几个关键点和大家交流一下。第一个是强盐雾腐蚀的问题,可能业主关注的是大部件,大部件行业里有一个数据叫一次就做对,从设计可靠性就要有要求。所以今后的海上运维成本无非考虑到大部件,大部件的成本一般算质量成本。我讲的盐雾对海上风机影响,应该还是控制部分的电器件,包括开关、风速风向仪,其实在海上传感器和辅助部件的影响往往带来我们风机的平均率是最高的。去海上要进行维护,维护的时间段、窗口期非常短,带的停机的时间就非常长。所以针对海上的条件,我们控制系统开关一定要有,其实这样增加的成本投资往往比大部件的成本小得多,但是带来的可靠性是非常高的。还有就是海浪的冲刷大,对基础的腐蚀会非常严重。另外就是极端风速大,因为台风来的时候没有任何的阻挡可以把风速降低下来,所以海上风机承受的打击比陆上还要高。

海上防腐上刚才也讲了,第一个要用合适的材料,材料方面也有一定规定。第二个就是结构防腐,就是我举的这个案例,我整个结构设计里要考虑到盐雾的空气,而不是说在工作运行期间整个盐雾还经过系统,盐雾进去之后肯定会带来部件的腐蚀。还有一种防腐就是涂装防腐,这个是对塔筒和基础要考虑到的地方,如果做到这一点我们风机就是安全可靠的。

第二个讲一下抗台风这块。抗台风不可怕,可怕的是我们对台风认识不到位。我认为要分为三个层面,一个是结构上抗台风,首先台风来的时候应该不会造成我的叶片、塔筒、基础的破坏,即使造成破坏也不会是整机的倒塌。就像明阳,我们安全系数最小的是叶片的安全系数,最高安全系数是基础,即使某一个部件出现损害也不会带来战乱性的破坏。第二个就是控制车轮的抗台,在台风来之前我要预判风速是多大,风向是从什么地方来。台风来的时候对风机的破坏,不是说风有多大,更重要的是在风大的条件下发生了风的转向。比如本来是从正面来的,经过很短暂的时间从侧面吹来,你的风机响应不来变化的风速,就会把你这个塔筒吹倒。为什么火车会被吹翻,因为在火车速度比较快的情况下,有侧面的风一吹就倒了。风从侧面吹的时候破坏力是最大的。第三个就是要管理,有时候我们的管理措施不到位,为什么这次台风这么大?窗户、建筑都没固定,往往就是因为忽略了台风的威力,带来的破坏性是最大的,我们在台风过程中可能没关注到台风对我们的影响。最后一个就是基础结构形式,就不展开讲了。可能因为基础形式不一样,我们运输、吊装、安装等等工艺也是不一样的。所以为什么海上要求就更高?到了海上之后各种各样的基础形式、海工设备的形式都不一样,带来的整个生产工艺,包括水质的要求都是不一样的。所以对海上这块就有更高的要求。还有就是我们对海上布置条件有更高的要求,比如说你的变压器怎么控制,应急怎么控制,如果遇到一次比较大的海浪回不来的时候,人已经到风机里面去了,集装箱里面要配备一些应急的饮用水和食品等等这些都要准备,我们很多的供应链都要考虑到这一点。

第三个讲一下定制化的海上运维体系。我认为今后海上运维工程船应该分为三类,第一类叫交通船,主要以运送人员为主,这种交通船应该以速度为主,至少是40节以上的。我们日常运维的运输船应该以交通为主,而不是把所有的功能都放上去。第二个配置一些运维船,这个运维船也不用天天出海进行运维,通过分一定的区域和数量满足要求。像刚才的交通船,20万千瓦的风电场要按照你的数量,一般10万千瓦的风场要配一台交通船。第三种就是如果出现大部件的损害,还是要应用海上的安装设备。

今后更多的发展就是真正要人到现场去的难度越来越大,现在还是在海上这块,还是要基于风机的状态运维。我们又要提前预判到故障什么时候产生,在产生之前选择一个很好的窗口、设备的规范、维修的管理,而不是等到真正出了问题再去修复。这样去做的话带来的时间也非常长,窗口期也不一定那么合适。基于状态运维应该是海上今后的发展方向。还有就是我们现场的管理手段、定期运维、基于状态的管理等等。

更重要的是全生命周期,不像陆上风机现在设计的是20年周期,但海上风机都是按照25年设计的。今后单机容量已经到了5MW、7MW,它停一天损失更大。这个是南网珠海桂山海上项目,我们现在正准备和三峡吊装5.5MW机组。很多时候大家也在讨论海上到底以多大的容量起步为好,这个要根据项目特点和收益来考虑,单一讨论多大容量是没有意义的。我就讲到这里,谢谢各位!

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