东海大桥并网发电掀起海上风电建设浪潮

    2010年被业界誉为我国海上风电发展的元年，6月底，中国也是亚洲的第一个大型海上风电项目——上海东海大桥风电场即将全部并网发电。国家发展改革委能源所可再生能源发展中心副主任高虎指出：“国家所有关于海上风电的政策制定，都要取决于东海大桥项目建成后的实际运行效果。”东海大桥项目的意义早已超出了其建设的本身。

    这个中国海上风电里程碑式的工程是如何建立起来的、克服了哪些难以想象的困难、前期选址工作是否科学、风电机组能否适应海上环境、施工和维护成本高问题怎么解决、上网渠道是否顺畅？带着这些疑问，记者走访了上海东海大桥项目方。

    打破国际垄断巨头的技术封锁

    目前，海上风电在国内外尚无成熟、可以借鉴的发展路径，东海大桥项目的建设在风机技术、海上风电场维护、技术管理人员培训、吊装施工、风电场设计等方面积累了宝贵的经验，打破了国外垄断巨头的技术封锁。

    比如，在风机设备制造和研发方面，华锐风电首次开发出了适应我国海上环境的3兆瓦机组，在技术路线、防腐、抗台风、抗盐雾、低成本维护等方面创造了多个先例甚至世界第一。

    华锐风电的工程技术人员向《中国能源报》记者介绍：“华锐攻克了3兆瓦风电机组总体设计、载荷计算分析和优化、增速机齿轮箱、轮毂、机座球铁铸件等关键技术难关，同时实现了3兆瓦增速机、轮毂、机座等核心部件的自主内部配套。”

    业内一位人士对记者说：“当时，国外某风机制造商看到中国海上风电缺少经验和技术，漫天要价，正是由于华锐风机的中标，大大降低了此项成本。”

    风机制造出来了，这个庞然大物的运输摆在了中交三航公司的面前，运输过程中风机重心稍有偏移就会发生危险。中交三航公司为此新建的6000吨级专用工程驳船解决了运输过程中风机重心移位、倾斜等难题。

    接下来的海上吊装环节可以算是最困难的事了，上海东海风力发电有限公司总经理朱开情对《中国能源报》记者说：“海上风机的整体吊装技术国外公司严格保密，我国通过自主研发，克服了种种困难，完成了海上风机过载系数不大于0.25g的技术及精确定位、软着陆供能缓冲系统等，成功吊装全部风机。”

    据记者了解，在吊装环节，工程技人员联合上海交通大学、同济大学合作研制了适用于海上风电机整体吊装的软着陆装置，实现风机整体平稳、安全、可靠地安装就位；开发研制了同步顶升精定位装置，轻松自如地使风电机整机经过平移和回旋实现螺栓精准对位。此外，又专题研发了起重船吊钩中心GPS定位系统，使吊装风机的起重船能快速、精确地到达指定船位。

    在东海大桥项目建设过程中，这样的例子举不胜举，虽然很多“首创”是被逼出来的，但结果无疑是为我国海上风电的发展铺平了道路，打破了国际技术封锁，树立了标杆。

    风机可靠性，维护是核心

    从某种意义上说，海上风机的可靠性是关键，它直接或间接地决定了其他一系列问题，比如高昂维护费用的节省和提供稳定的电量，这是风电场盈亏的决定因素。

    “华锐的海上3兆瓦风机专门针对我国的海上环境设计，把可靠性放在核心位置。”华锐风电技术总监陈党慧向记者介绍，“华锐筛选了全球所有的技术，最终选择了最成熟的变速变桨双馈的技术路线。机组重要零部件的设计完全遵循最严格的国际标准，并经过了德国船级社认证。风机在应对我国特有的台风方面，业主方是认可的。在计算风机载荷上，即使风速达到最危险的70米/秒时，风机的安全也不成问题。我们综合设计了控制器、传感器等相互配合的成套技术。在防腐技术和材料的选用上，我们也在全球范围内的千挑万选，今后的实践可以证明。”

    即使风机的可靠性很高，也无法完全杜绝零部件不坏，更换海上风机的成本和难度远高于陆地。承担这项成本的是风机制造商，华锐为了打消业主的顾虑，承诺了比陆地风电场长得多的保修期。

    由于更换零部件具有不确定性，临时找到大型船只难度很大并且费用高昂，华锐风电专门研制了海上风电机组的自维修系统，陈党慧说：“像更换齿轮箱、叶片这样的超大型部件，华锐的自维修系统可以随时完成任务。”

    风能优势明显，并网发电顺畅

    衡量风能资源的主要指标是风速和年利用小时数、间接影响因素包括风向等，因其直接决定了风机可发出的电量，这是风电场获得收入的唯一来源。

    上海东海大桥风电场业主——上海东海风力发电有限公司不可能不关心这个问题，总经理朱开情对《中国能源报》记者说：“东海大桥项目90米高度年平均风速8.4米/秒，年发电利用小时数2624小时。”熟悉风电的人应该知道，8.4米/秒的平均风速算是很好的资源条件了，风机在达到3米/秒是即可切入电网，8.4米/秒是接近满负荷的风速，与陆上风资源相比优势明显。2624的年发电利用小时数是不错的表现，因为在2000小时以上即有商业开发价值。此外，在风向方面，华锐SL3000风机充分考虑了如何适应我国东部沿海的季风气候，陈党慧说：“应对从任何方向吹来的风，华锐风机都可以保证其安全稳定地运行。”

    陆上风电并网难点之一的规划问题，在国家能源局的统一招标和协调下得以解决，东海大桥项目通过35千伏海底电缆接入岸上升压站，再经过110千伏电缆220千伏接入变电站，送入上海市电网。

    朱开情说：“截至今年5月20日，东海大桥风电场已有19台风机并网发电，累计发电量1727万千瓦时，整个风电场计划于6月30日实现全部并网发电。”

    为大规模海上风电铺平道路

    中国风能协会秘书长秦海岩对记者说：“目前启动的海上风电特许权招标以及今后的示范运行，都是政府综合考虑到国内外海上风电发展的现状，以示范带动包括海上风机、零部件制造研发、风电场开发、检测认证等完整的海上风电产业链形成的稳妥之举，必将有利于我国海上风电事业的健康发展，取得国际风电市场的领先地位。”