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特变电工 白鹏:海上风电送出的递增型创新和探索型创新

北极星风力发电网  来源:北极星风力发电网    2020/12/5 16:51:00  我要投稿  

北极星风力发电网讯:“特变电工是集合了公司的力量,在全力的推动海上风电柔直产品开发以及海上升压站相关产品的履约供货。”

——特变电工新疆新能源股份有限公司副总经理白鹏

2020年12月4日至6日,由中国海洋工程咨询协会海上风电分会、中国南方电网有限责任公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、中国长江三峡集团有限公司、新疆金风科技股份有限公司等单位共同主办的“2020中国海上风电工程技术大会”在北京召开。

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特变电工新疆新能源股份有限公司副总经理白鹏,发表关于“海上风电送出的递增型创新和探索型创新”的报告。

直播专题:2020年中国海上风电工程技术大会

以下为发言实录:

白鹏:非常荣幸有这样的机会代表特变电工跟大家做一个有关海上风电的分享。今天演讲的题目非常简单,是海上风电送出的递增型创新和探索型创新,演讲内容非常明显,聚焦于特变电工的主业海上风电送出系统,演讲的主题也是关于创新,是大家谈得非常多的主题。我们对于创新理解有一些差异化,我们认为创新必须要有战略规划和战略落地的衔接,我们对于创新的理解包含区别化对待,在这里区别化维度从递增型和创新型进行的。

这是我的一个个人基本介绍,2017年回国加入特变电工,非常荣幸以项目经理身份进行了乌东德项目的履约,在西门子的时候我当时做了XWin的一些项目,包含第一个BroWin2,到我离职之前的BroWin3,所以对海上柔直这块非常有感情也有一些见地,所以今天演讲的内容也有一些海外的数据跟大家进行一些分享。目前管理的工作占得也比较大,主要做的是重大项目履约、战略规划、产品组合管理的相关工作。

演讲的主题主要是三部分:第一,公司概况。第二,海上风电送出。第三,特变电工在创新方面的实践,尤其是在海上风电送出这个领域。

大家其实一谈到海上风电的时候都觉得和西部企业不相关,除了金风科技以外。虽然特变电工也是西部企业,但是我们在海上风电相关的动作还是比较多的,只是很多人对于这方面不太了解,下面我介绍一下特变电工相关的工作以及公司的情况。

特变电工现在有三大支柱产业,一个是传统输变电高端制造业、二是新能源、三是新材料。我们现在有三大上市公司,包含特变电工集团、新特能源、新疆众和,特变电工新疆新能源股份有限公司隶属于新特能源下面的公司,我们从事的业务比较广泛,包括光伏整体解决方案、风电、柔性直流、微网,都是从产品类往解决方案发展的过程。

大家不太了解特变电工关于海上风电这块业务,2019年的时候和海上相关的变压器、高压电气的设备市场份额占到40%以上,我们在海上风电的送出系统这一块参与度非常高,并且表现也非常好。这块也得益于有关海上风电送出的研究和思考。

这张图是英国海上风电汇集点距离海岸线的平均距离,在2019年的时候已经接近于70公里,我们认为在2020年的时候英国和德国海上风电平均送出距离已经进入了“80+时代”(指80公里以上),中国的发展速度我们认为有1到2年的发展差距,应该在“十四五”第二年、第三年进入“80+时代”,为什么大家对“80+”这么关注?这是交直流送电系统变化的转折点,从经济性上以及可靠性上,之前的饶总包括有些专家也谈到了这一点,所以大家第一个关键点抓住,我们现在即将进入“80+时代”。

这个数据主要呈现了我们在英国海上风电成本的构成,罗列的没有那么多,我们只抓里面的关键点,可以看到开发和设计的成本在未来二十年中基本保持不变,在电源建设成本上在2030年左右到2035年之间达到技术相对饱和,成本下降的空间会越来越小,送出我们可以评估下降幅度比电源系统还会要更缓慢一些,在整体可用率上,英国整体可用率已经达到4000小时,未来二十年中我们认为达到5000-5500小时是非常可能的,中国评估是用3500、3600、3700还是非常保守的,海上风电优质资源达到4000小时不是非常大的问题。

这个数据是对比了海上送出系统、电源系统、开发设计软性支出占一次投资的占比,我们拿了基准项目参数作为项目基本信息点,我们按照1GW送出系统考虑,风机选用的是大于等于8MW的大型风机,离岸距离按照80公里算,海上交流极限是使用66kV,2020年的时候海外工程这种系统情况下送出系统占比会占到总投资31%,2040年占比会持续增加,刚才有谈到电源成本的下降速度比送出系统成本下降速度快得多,进入“80+时代”以后我们送出系统建设成本占比非常高,成为不可忽视的成本占比,随着时间的推移会呈一个上升的趋势。看一下国内和国外的对比,国外看到了2020年送出系统占到31%,国内占比非常低只有20%出头,这个其实是经过测算的,我们现在实际的工程尤其接近80公里的工程是非常少的,但是这个数据是基本准确的,相较于国外来说整体送出系统的成本占比要低得多,如果以后要走这种解决方案出口送出系统可能比电源系统带来的经济回报率更高一些。

刚才谈到了送出系统经济性的占比,谈到了“80+时代”、占比很高、占比的趋势还会继续上升、相较于国外来说国内占比相对比较低一些,功能性角度来讲送出系统是连接电源和电网重要的环节,所有整体系统的可用率完全依赖于送出系统的可用率而不是单个电源的可用率,在弱电网上送出系统起到稳定器的作用,今天饶总在PPT里面也有介绍。我们目前现在没有整体组网的规划,所以我们现在基本上是以点对点的形式进行送出的,这样对于送出系统可靠性要求更高。

谈完了这样的趋势再看一下国内和国外送出系统的差距,刚才其实也有谈到,数据上有一些差异,我们这块以实际工程进行对比。下面看一下海上升压站,目前国外400兆瓦升压站重量可以做到1200-1500吨之间,目前国内做得比较好的项目里面是2500-2900吨。再看一下直流,海上换流站现在国内没有成型的海上换流站,目前评估国内最好水平可以做到1.6-1.8万吨的水平,国外现在可以做到1.1-1.3万吨,有两个数据大家可以记住就是1/2和2/3,基本上包含平台、设备体积和重量基本是国外设备的2倍或者是1.3倍,是在这样一个区间范围,这个关键点大家可以抓住。虽然国内海上风电送出的项目很多,虽然有量但是质量上有很大提升空间,整体工程设计上差距还是全方位的,大家要有一个冷静的认识。

我们有国外也有设备的差距,还有一些设备在国内还没有成型的产品,包括直流GIS、环保性的设备,这些目前国内是比较缺失的,直流GIS是非常关键的设备,环保设备是锦上添花的设备,这里可以看到我们和国外在设备上也是有差距的,这对于特变电工来说也是需要改进和增进的方向。

在整体大拓扑上我就不多说了,大系统方案上我们花样非常多,但是具备工程实现成熟度的方案非常少,尤其送出系统上是非常明显的,大家都用降本、经济性、可靠性的噱头做宣传,但是工程可实现性非常差,这跟国外也是非常明显的差距。

这是特变电工针对刚才看到的现状和思考提炼的一些观点,我们公司是一个有态度的公司。一是我们认为海上风电相较于电源系统比如说金风、明阳厂家来说,我们这个行业对于送出系统的关注度远远不够,送出系统从经济性、功能性上来说重要性和出口的可行性来说都具有非常大的潜力。国内送出系统很多,但是有量没有质,技术持续进步的连续性还是会存在一些问题,主要原因我们也进行了分析,首先具备系统工程牵头能力的组织非常少,并且地域性非常强,其实这个竞争环境非常不充分,二是现在在海上项目考验的是行业整体工业基础,尤其是上游的工业基础,特变电工作为中间环节来说我们上游建造的质量和基础直接影响到我们的产出,我们产出直接影响到下游客户使用的情况。从设计到实施中国是割裂性非常强的链条,在割裂性强的情况下我们在设计过程中的这些冗余的累积造成非常大的浪费,这也是造成平台重量、设备重量迟迟下不来非常重要的原因。还有就是对于探索型的创新非常关注,但是对于递增型以标准化为核心的创新关注度非常少,大家觉得这种创新应该是慢工出细活,没有很多宣传点或者没有很多宣传价值,这跟国外发展考量上面差别是非常大的。三是我们认为在创新上面没有进行区别化对待,如果建立国外他无我有、他有我优的这样状态,我们必须要在递增型创型和探索性创新上同步发展。

针对这些我们看一下特变电工创新的实践。这是传统创新四象限的流程,特变电工为了落地进行了简化,只进行了递增型创新和探索型创新两种,采用的是国外比较流行的721资源配置和组织方式。在组织创新思维模式的改变,目前我们的创新是被动履约的创新,现在在特变电工强调的是产业推动的创新,为了支持创新我们要从内部进化和外部合作两个纬度进行考量,在内部进化上面要以产业规划布局为先导、产品组合管理为衔接,在公司中形成创新的区分化对待,既要聚焦攻关也要耐心培育。外部合作上我们谈的都是和设计院、业主的合作,其实和竞争对手的合作和上游供应商的合作远远不够,公司现在也在加强这两个纬度的合作。

内部进化,目前在新疆总部做了行业组合规划和管理,在天津武清我们新建了中央研究院,它是承接产业规划衔接产业规划里面产品组合以及产品平台资源共享的,有两个平行研究中心,一个是在西安产业园,这是针对电力电子相关设备的海洋化和产品化开发,衡阳产业园做传统输变电,包含变压器、GIS等传统设备的海洋化,这两个中心是两个平行的研发中心。

外部进化,我们现在为了创新实践也有跟工程设计单位、业主单位、院校、竞争对手都有要么是战略合作协议、要么是战略备忘录等,和上游供应商也有比较密切的合作。在创新这一块举一些实际的产品和服务的例子,递增型创新我们在现游产品做了适海性、紧凑性和轻型化、数字化、标准化的改进,探索型创新包含了整体解决方案、业务延伸类新产品的开发、行业颠覆类产品开发,这里面会给大家一些实例。

首先看一下升压站变压器,目前变压器是针对300兆瓦、400兆瓦、500兆瓦进行设计,冷却设计可以使用植物油这种环保方式,油管安装方式可以用水平或者垂直的,可以应用不同的适配场景,在其他传统设备里面针对于交流和直流都有海洋性和标准化的设计。

经过五年的积累我们在这方面储备已经有五到六年左右的时间,第一个设备一次集成供货是在三峡新能源江苏大风项目,当时做了整个海上电气一次设备集成供货,项目比较多所以我们只罗列了海上站的供货业绩,除了电气一次设备集成供货我们也有变压器单独供货、电抗器单独的供货。在SVG产品上递增型创新主要体现在这个设备,目前在四个项目上面有供货的业绩,在柔直方面也是经过多年的培育在2018年的时候加入到南方电网的乌东德项目中,在柳北GE柔直阀包上面完成履约,应该在12月底的时候会进行试运行,这是非常典型基于电网成熟设计的海洋化的改良。这是我们现场阀厅的照片,这是±800kv的阀厅。

我们不满足于电气一次设计集成,对于海上平台一次设计的开发我们认为这不是工程院、工程设计院单独完成的工作,我们跟他们积极合作,目标向着1200-1500吨设计目标进行整体开发,另外对于66kV趋势我们有6kVGIS和塔筒变压器、油式电抗器都有这种产品面向市场销售。

直流部分饶总提到整流二极管的方案,目前我们现在也在做整流的研发,技术性不过多解释,就是要变压器和电力电子产品进行封装和整合,这里包含变压器、直流滤波电感、整流器件整合,是联合衡变、西安产业园共同进行的联合研发项目。

“特变电工是集合了公司的力量,在全力的推动海上风电柔直产品开发以及海上升压站相关产品的履约供货。”

我们董事长昨天把这段话给我们发过来,希望在会上做一个呼吁,作为一个地处西部边陲的企业,特变电工在报效祖国科技创新的路上从未止步,我们自豪身处于输变电高端制造产业,我们为习总书记的目标而欢欣鼓舞,我们愿意为此而持续奋斗,我们希望与在座各位开放合作、积极进取,在这个最好的时代共同致力于海上风电的蓬勃发展。

以上是我今天的演讲,谢谢各位。

(根据速记整理,未经演讲人审核)


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