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明阳智能叶凡市场副总经理:中国风电技术路线有何新动向?8MW级海上风机是谁的天下?

北极星风力发电网  来源:电力头条APP    2017/9/15 11:49:09  我要投稿  

北极星风力发电网讯:9月14日,明阳智慧能源集团股份公司市场本部副总经理叶凡在2017第十届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛作了主题报告,重点介绍了大风机技术创新驱动风电产业发展。他表示,风机在不断发展过程中产品是在不断创新的,包括技术路线也是与时俱进的。风电技术路线有什么研发动向,特别是海上8mw级大型机组将会是谁的天下?

明阳智慧能源集团股份公司市场本部副总经理叶凡

以下为电力头条APP为您带来的报告实录:

十年前我参与研发了1.5mw,70米风轮的风机,到今天1.5mw风机正在退出主流市场,当前陆上3mw级风机越来越多,风轮直径做到了145米。回顾十年,中国风电的发展是不可思议的,技术的发展一路向前。也就是说,风机在不断发展过程中产品是在不断创新的,技术路线也是与时俱进的。十年前最多的是双馈,后来直驱份额在增加的,到现在的3兆瓦、8兆瓦半直驱技术路线异军突起。今天我主要谈一下海上风电技术路线有什么研发的动向,特别是海上7兆瓦大型机组是否还是传统技术路线的天下。随着时间的推移、技术的创新,行业也是一直向前走。

我今天主要讲以大风机的技术创新驱动风电产业的发展。讲三个方面,第一个方面就是中国海上资源条件的基本分析,第二个是风电机组一体化设计,第三个是新一代风力发电机组技术的应用。

首先,中国的风资源和欧洲的确有很大的不一样,是典型的低风速。长江以南有台风风险,而且好的风资源就在福建、台湾海峡。台风对中国长江以南的影响非常大。明阳智慧能源集团是在南方海边成长起来的企业,从产品研发一开始就重点关注了南方的市场,所以不可避免要去深入研台风。比如说2013年威马逊登陆广西,包括妮妲和鲇鱼,都对风场造成了严重的影响。正因为这样,我们开发产品的时候也特别注意,在海上我们有两个平台,一个是3MW平台,抗台风风轮直径做到了121,一个是5.5MW的平台,5.5MW抗台风可以做到155米,这也是目前世界上功率和风轮直径最大的抗台风机组。比如说在5.5MW-155海上风机用于广东、浙江等低风速有强台风的海上风上;5.5MW-18X是在江苏、山东,河北等长江以北低风速无台风区;在福建,粤北海上风场,年平均风速8.5m/s以上同时有台风风险的,海上基础造价高,所以用单机功率越大的机组优势就越明显。我们用很多风机模型进行了整体的模拟测算,采用大功率机组风机基础少,整体造价低,目前海上风电市场逐步向理性发展,对机组可靠性和发电量要求是越来越高了,风力发电机组本身越来越成熟,国产海上风机价格优势明显,海上施工成本也在急剧下降,未来海上风场一旦成片开发,整体建设成本都会大幅下降。初步推断中国未来五年肯定是走向成熟和规模开发。

第二部分就是机组一体化设计。我们现在开发一个产品,可能跟五年前有很大不一样。五年前可能就开发一个风机,告诉设计院和客户风机的设计等级,然后就给我们的客户,让他们按照我风机设计等级条件去用就可以了。而现在因为新开发的风场风资源整体的向下走趋势比较明显,越是低风速区,风的不确定度就越大,所以从客户开始重视风场投资的风险了。从产品研发侧考虑,最新的风机在设计过程中,从叶片开始到传动链,再到塔筒和基础,进行一体化的设计和优化。对关键核心大部件也进行了精细化的优化,新技术新材料的应用,环环相扣的。我们自主研发了叶片和控制系统,叶片是直接感受风的能量,它将这些能量传递到下一级,然后我们的控制系统去调整控制策略,使得整个系统在全风速段工作在最优效率状态,一体化设计整机不会岀现短板。海上风机一体化设计更加重要,主要是海床海况的条件复杂多样。比如说江苏沿海滩涂,一般会用单桩,但是到福建区域,就需要导管架或高桩承台。而且随着海水深度不一样,基础载荷随着水深,浪载都有显著的变化。在这种情况下如果还是采用传统设计方法去建模的话,风机基础造价偏差非常大。所以我们海上风机一开始就一体化设计思路,整个结构形式的优化。在叶片自主做的过程中间,综合考虑了载荷,不断优化叶型,主要是追求全生命周期的低度电成本。

第三部分,在技术路线上,目前世界上大功率的海上风机采用半直驱技术的越来越多,半直驱技术就是在机组大型化过程中优化后的结果,最突岀的优势是高可靠性,效率高,机组尺寸小,重量轻,大部件免维护。风机的运输,吊装成本大幅下降。而明阳MySE半直驱系列海上风机是一个全密封设计,整机内外空气完全隔绝,做到了真正的‘三防‘’设计。发电单元采用水冷设计,散热性能优异,在海上环境适应性好,大部件是25年免维护设计,海上运维成本低。MySE产品设计之初大量借鉴了航空发动机的设置理念和方法,即核心部件经过大量运行和重复测试验证过的,精巧的结构配合大量高可靠性冗余设计,确保机组全生命周期的安全可靠。

最后讲一下,海上项目全生命周期的资产管理,首先从海上的选址开始,到风机的选型,再到海上风场的运维模的变革。从一开始就做对,对海上风场运行数据的采集分类,筛选分析。通过海上风电机组健康管理与故障预测技术,实现海上风机基于状态的运维,确保产品全生命周期的低维护成本,终极目标是降价降低度电成本。

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