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系列专访1-锐电科技整机设计总监吴俊辉:发电量提升约20%-40%!老旧风机技改迎来二次开发新时代

北极星风力发电网  来源:北极星风力发电网  作者:莫小雅  2020/10/14 10:05:51  我要投稿  

北极星风力发电网讯:经过十多年的快速发展,我国风电装机稳居世界首位,数量庞大的在运机组逐步催生出一个庞大的后市场。同时,伴随着早期风机已成功运行10年、15年左右,存量风机技改问题需求迫切。

后市场这一块“大蛋糕”吸引着众多企业纷纷落子,组建自己的运维服务团队,研究长叶片更换、叶片延长、机组系统升级等提功增效的技术方案。当前,我国风电后市场已经基本形成了整机商、开发企业与第三方企业“三足鼎立”的竞争格局。

·百亿级后市场 整机商具备先天优势

每台风机自建成起要不停地运转20-25年。在全生命周期中,它需要保证70000多个零部件能正常运行。截至2019年底,我国装机5年以上风电机组达11461万千瓦,占总装机量的48.5%,与2013年相比增长近10倍。

我国风电发展早期,设计上受技术限制,无法更多的有效利用风能资源。利用新技术对老旧风机进行提效技改是市场上最为常见的需求。除了提高叶片捕风能力之外,对主控系统、变桨系统、齿轮箱等创新优化同样有助于风电场发电效益提升。

据权威数据测算,2025年,全球风电运行维护市场规模将达274亿美元(约合1943亿元)。CWEEA公布的《中国风电后市场发展报告2019-2020》显示, 2020-2022年,我国风电后市场总体容量预计分别为294亿元、324亿元、356亿元。

锐电科技有限公司整机设计总监吴俊辉也对北极星风力发电网表达了同样的观点,“存量市场的装机容量远大于新增装机容量,且对技术的需求比重越来越大。目前,市场上提供运维服务的主体业务差异化明显,很多运维团队只能做一些简单的检修运维服务,但更换超长叶片、叶片延长、控制策略升级等技术含量非常高的技改还是需要整机商的设计技术团队进行。第三方企业由于不清楚风机设计载荷、风机控制策略、风机安全保护逻辑等技术数据,技改存在很大的安全风险。”

·系统定制化技改 2-4年投资回本

华锐风电适时入局,于2020年9月隆重发布了SL1590Plus机组新产品,并首次提出风电场/风电机组二次开发概念。

目前,其“SL1590Plus机组”在博德玉龙项目的样机顺利投运,这是锐电科技对存量SL1500机组进行的二次设计及二次改造,有利于老机组焕发新的生命力,也是锐电科技技改业务开拓的新板块,新征程。

与传统的单项叶片延长等技术服务不同,风电场/风电机组二次开发是深度定制化的开发,需要多方面进行综合考虑。在设计规范的要求下,以风电场的风资源情况、机组设计载荷、机组的健康状况为限制条件,以先进的控制策略为手段,更换更长的叶片,提升机组的额定功率,才能达到显著提升风电场发电性能的目的。二次开发工作主要包括三个环节:前期评估,中期评估和后评估,前评估包含经济性评估、机组运行状况评估、风电场运行状况评估;中期评估主要是安全性评估,包含风资源评估、载荷评估、控制策略设计、基础评估、部件评估等一整套的机组部件评估;后期评估包括性能评估和可靠性评估等。

据吴俊辉介绍,华锐风电1.5MW风电机组在全国的装机约在9000+台。此次推出的风电场/机组二次开发主要针对1.5MW风电机组,投资回收期一般为2~4年。

更为重要的是,由于是系统定制化技改方案,与单项叶片延长能提升发电量约5%等相比,二次开发可以保障发电效益提升约20%~40%,对于未满20年生命周期的存量风机而言,未来至少5年均为净纯收益。

·高可靠稳定性 助力平价提功增效

2019年风电进入平价时代,降本压力由风电开发商向整机商、部件商、配套服务商逐级传导,加大技术创新,探索新的合作模式及服务解决方案将成为未来发展方向,整机商在运维服务上均做出了积极的布局。

从前期风场开发带方案投标,到整机销售包含运维服务期的延长,从产品到全生命周期解决方案转变是未来大势所趋。在技改助力效益提升的同时,稳定可靠性也不容忽视。

技改主要针对机组设计和运行中已暴露的缺陷进行改造,而潜在问题小则导致机组故障停机,严重者则会发生风机倒塔,甚至重大人身安全事故。随着如今5G、互联网、大数据的发展应用,智能运维、数字化风电也备受重视,从而将安全隐患扼杀在摇篮中。

吴俊辉表示,二次开发通过对风机当前运行状况的检查,对机组可靠性、安全性等可做出全面评估。

同时,在机组二次升级的过程中,对控制策略做定制化设计,将更换超长叶片后的机组载荷降至设计载荷之下,从而保障机组的安全性。从可靠性来看,二次开发会对机组增加更多的智能传感器,来监测机组的运行情况、叶片运行状态、净空监测、基础沉降等,进一步提高机组运行的可靠性。

早期风电机组的扫风面积较小,吸收风能有限,智能化水平也相对较低,从安全性和经济性方面,当风机服役时限较长时,对原有风电机组进行系统性的二次改造是提质增效的首要选择。可以预见的是,随着新增装机容量的增加,运维市场蓝海热度将快速提高。

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