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中船海装研究院院长韩花丽:风电前沿技术重点

北极星风力发电网  来源:能见    2017/10/19 8:58:50  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2017年10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京隆重召开。在中国国际展览中心(新馆)“全球风电CTO论坛——风电前沿技术”,中国船舶重工集团海装风电股份有限公司,国家海上风力发电工程技术中心研究院院长韩花丽做了“风电前沿技术探讨”主旨演讲,主要包括风电现状分析、风电机组关键技术研究和风电前沿技术三个部分。在前沿技术方面重点介绍了浮动风机技术、分散式能源和孤岛微电网、潮汐能发电技术、超导发电机和高空风电机组。

以下为演讲内容:

韩花丽:各位同仁大家中午好,我的题目是风电前沿技术探讨,我是来自国家海上风力发电工程技术中心,目前在中国海装工作,三个部分,风电现状分析,风电机组关键技术研究和风电前沿技术。

简单回顾一下在2016年中国装机量依然是全球第一,中国装机量主导是陆上风机,陆上风机有什么特点呢?首先是平均功率不断升高,从过去几年,根据右边的统计结果,从2007年到去年年整个十年单机容量逐步由原来的1.5兆变成了2兆。第二个特点,风轮直径不断增大,依然从过去十年来看,以两兆为例。第三,我们再说说,它的增速达到58%,从这个上面来看中国风电已经处于一个大发展的阶段。从单机功率来说,在2016年装机量最大的是4MW这个比较清楚,根据目前的一个市场行情,我们预计在2018年5到6MW成为主导机型,大家问了为什么过去都是4MW,明年5到6MW为主,现在很多厂家宣布开发10MW,我们看一看为什么国外很多机型没有直接用到中国,国外的风资产比较好,都在一类或者超一类风区,中国的风资源在广东沿海那边比较好一点,其他的都是三类或弱三类,这个就是我们和国外的发展模式是有所区别的。

以两个项目来说,一类风机看看经济性方面,左边第一列是5MW的151的对比来说,采用技术0.7情况下,对照151机组达到4000小时,它的投资收益率排名是第一的,我们再以三类风机来做个对比,年平均风俗在7.8左右,运用情况,我们5MW,它比我们预计的要高一些的。从这个上面我们简单总结一下,对中国的风资产来说,我们在中国是比较适合大的风机直径机组的开发。

第二部分风电机组关键技术研究。很多行业中人做风电也超过十年了,这十年以来我们陆上发展特别快,海上也在逐步发展,海上风电机组到底什么关键技术,对于海上风电来说我们一直坚持一个核心,第一就是平台核心技术,是你企业能否长久进步的关键,首先我们从陆上来说,陆上现阶段考虑的是什么?功率是逐渐增加的,现在对海装来说,我们今年花一年时间3MW从设计一直到样机出来,为什么这么快,是由于综合的设计技术来决定的。功率逐步增加,风轮直径增大,现在推出2MW的131。第三是轮毂的风轮直径增高,还有就是存量风场的需求,这么多风场后面怎么用,现在所提倡的一个是增功技术,另外一个对西北比较提高对于吊网的技术。

海上与陆上当然有所不同,不然的话这么多整机厂家都在海上有大的作为了,不同主要在于它使用条件的一个不同,你能否通过自身的平台设计技术,设计出新型风机,能否对原有的风机进行适应性的改进,通过这个历程我说一下平台技术的历程,风机技术2007年开发了,它的持续发展增强叶片2010年都坚持的一个方向,风轮直径102的,2013年是111的,但是2005年是120的,技术坚持十年了,相对来说处于一个很稳定的阶段了,下面是我们新的平台,我们原始设计是在2012年完成风场装机的,从2015年底开展设计是风轮直径171的。

有些同行问海装为什么要开发3MW,是有一个必然性,3MW开发起来容易很多,我们年初启动,在年底顺利把三个系列,136、140和145的顺利推出,还有另外两个是分布式的850机组和200机组。

下面我提一提陆上现在所遇到的高塔筒,有混凝土的,还有钢混塔筒的,混凝土塔筒毕竟像100多米房子上都盖了,它可以提高运输和道路的通过能力,但是它也存在一定的缺点,主要是在费用上面需要模具进行预制,初期投资也是花了比较多的钱。第二个对生产和装备的工艺要求比较高,是以现场的预制。

第二个关于增功,很多第三方也在提,增功就是对存量风场已经装了那么多,毕竟这些年也提到风资源越来越不好了,它的效益有所降低,我要么提升我CP值,要么提升我风轮的直径,像目前我们装机的5MW151风轮直径的使用的叶片都是这么采用的。

第四方面,关于宏观选址和微观选址,刚才远景的裴总讲的特别好,远景确实有很多软件上的优势,目前对于海装来说,我们所做的一个是跟国家气象局进行联合,作为海上自身,我们也在开发陆上和海上的风资源,也有自己相应的风场,我们做这个是为新能源服务,他的水平分辨率跟国外的软件相比,他的分辨率是一千米,他的高度相对来说可以达到120米的高度,而且有全国的一个行政区域道路坡度都在里面有所体现,其次可以设置相应风机的参数在里面进行自动选型,这是它基本的一些信息。

第五方面,来提一下可靠性,无论对陆上还是海上,可靠性都至关重要,通过5MW近5年多的运行,我们在2012年装了5台风机,我们充分体会到了可靠性对企业来说意味着什么?有的时候我们也想,汽车和风机,汽车通常做到五千公里去保养,一万公里去定时保养,其他的平时没出现多大问题,他怎么做到的,我们做风机同样的,有很多借鉴意义,我们也采用相应的规范,同时我们也借鉴了中船重工的方法。

第二个关于海上风电环境适应性方面,随着大家认知的提升,对环境这一块的保护是越来越在意,我风机怎么保证它内部的环境,尽可能与陆上相接近,其实这些技术也比较简单,但是做的时候效果怎么样是有待时间检验的,目前的检验效果证明在机舱里面和塔机的平台里面,这一块的效果是达到了要求,我们经过近一年的做了。

最后说一下服务这块,有些零部件厂家他确实也不存在了,在陆上大家也遇到了,整机企业70多家,到现在20几家,很多都消失了,对于整机企业来说,我们要做的是零部件完整的一个配套链体系,这块也确保了我们叶片公司有持续改进能力,第二个是关于海上运维这一块,目前我们小批量风机基本上使用两台运维船,相应的运维工作量是比较大的,因为毕竟出海的窗口特别有限,有些部件也是需要不断适应的过程,这块我们认为在这上面舍得投入的公司会产生一个更多服务的保障。

第三部分,简单分享一下我们这边参与的和了解到的风电前沿技术。

第一个是关于浮动风机,这个在国外,特别英国那边有很多提及,在中国比较少,它离海岸更远一些,但是它的生存空间大一些,因为它主要是海上渔业,海洋环境开发等这些限制,决定了它的生存空间,其次离岸距离增大,所以说需要浮动风机。

中国海装参与的浮动风机所做的工作,是跟英国这边联合做的,我们这边主导做的是一个风机和平台的一个联合仿真计算,在这个过程中目前所定义的工矿是差不多近万种的和平台联合仿真的工矿,其次是关于它的控制,毕竟风机原来是固定的,相对来说复杂很多,控制上面我们进行了一些单风机协调控制和双风机协调控制,因为目前的船你不可能到那边再沉下去进行相应的吊装,所以它的维护是至关重要的,我们对维护方案进行了一系列的调研,也确立了自维护系统。

第二方面,是关于分散式能源和孤岛微电网,这个我2013年就使用8500万机组在重庆实行了项目,相对来说它成本还是比较高。

第三方面是关于潮汐能发电,它是利用水来发电,水主要是涨潮落潮,由误差导致水的流动,目前我们这边是跟中船重工做了一个450千瓦的一个工作,正在测试阶段。

最后这个就稍微前沿一点,我们处于一个跟进阶段,一个是超导发电机,重量是零电阻解决了一个散热问题,行业预计成本下降的比较大,也是通往10MW的一个途径。第二个其他前沿技术,这个就是畅想了,像高空的风电机组,它的高度从480米到1万多米的高空,像放风筝一样的,还有没有叶片的技术,它所适用的原理比较简单一点,但是它有大的创想,目前已经达到1MW。

总之,中国海装也作为国家海上风电工程技术研究中心,我们也希望加强与行业的合作,持续提升产品的技术和质量,降低成本,促进行业的良性发展,谢谢各位。

(发言为现场速记整理,未经本人审核)

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