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2021-11-16 18:02来源:北极星风力发电网关键词:金风科技翟恩地2021中欧海上风电论坛收藏点赞
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在大丰园区,金风科技从2兆瓦到6.7兆瓦累计生产了6500台风机,而且还在盐城的试验基地开展包括高精度传动、变桨试验台等等。目前,海上风电制氢及海水淡化已经在盐城开始了,下一步,我们在盐城开展海上风电制氢进行研究,未来海上风电制氢如果不需要长距离电网传输未来可期。
——金风科技总工程师翟恩地
2021年11月16日,中欧海上风电产业合作与技术创新论坛在盐城召开,在“海上风电开发与合作”分论坛中,金风科技总工程师翟恩地发表了《技术创新推动海上风电集约化开发》的主旨演讲。
各位领导、各位嘉宾,下午好,我们金风科技把海上风电的产业,从整机到子系统等打造了“五位一体”的试验中心、研发中心、培训中心、运维中心等等,我们非常感谢大丰区政府和盐城市政府对金风的支持。我在公司分管技术,就技术推动集约化开发做一些汇报。
首先是海上风电机组大型化趋势。第二是海上风电关键技术创新点。第三金风海上风电技术创新驱动开发。最后是未来展望。
关于海上风电机组大型化趋向,目前大型机组开发我们落后国际从过去十几年到现在十年,再到“十五五”,机组大型化开发可能会赶上,主要是根据公共数据进行预测。“十四五”末,15到17兆瓦总机在我国福建地区吊装。预判到“十五五”20兆瓦的风机样机应该会下线。北京各个厂家做了设计认证的机组发布,到样机推出还需要两到三年的时间。
关于海上风电机组大型化趋势。到2030年之前,20兆瓦的风机从"十五五"初期样机到“十五五”末的小批量应用,挑战有很大,就挑战我们会做一些判断。
第二部分,海上风电关键技术创新点。
叶片方面,过百米后挑战很大,叶尖速是高铁的速度,叶尖速会带来腐蚀和噪音,为什么叶片转的速度好像不快,受叶尖速的限制。叶尖速现在是95,是否可以达到110?另外,叶片在旋转会变形,台风带来的风速、叶片转速带来的风速决定了攻角,攻角决定了叶片的升阻比,这在叶片100米以上甚至未来130米,甚至到150米的时候到了非常挑战的阶段。
主轴承方面,未来是否可以做到更大,甚至15兆瓦更大风机主轴承大家都有所期盼。轴承技术要向欧洲学习,特别是欧洲几大轴承厂商,核心仿真、设计和试验检测方面有很大的难度,但预计到"十四五"末主轴承国产化机组容量级别更大。
关于技术检测方面,这是下一步的关键技术。我国发展速度很快,主机容量越来越大,叶片过了一百米特征带来的载荷效应非常复杂,主机下海之前要有测试认证,金风在盐城打造了16兆瓦试验台,这对机组大型化带来海上机组可靠性很重要。
柔性直流方面,过去几年一直在推动。2019年中国海上风电协会在广州举行了全国海上风电大会,第一次设立了专题柔性直流,会场爆满,江苏推动湿地工程柔性直流,现在逐渐变成了国家重大攻关的方向,要解决这类问题。
关于集约化开发海上风电,现在单机控制各个厂家技术上来了,主要是智能化风机,而且迭代做。但在风电场集群控制需要突破,特别是将来规模化、集约化,百万以上在一起如何协同控制。金风已经开发了场群控制通用平台,应用陆上风电场的尾流技术探索研究经验,风速的变化会带来风场发电量的影响。
关于海上风电支撑结构。金风从2018年率先在全国推了海上风电支撑结构一体化设计,拿到了认证。推平台要解决一系列的复杂的载荷问题,具体细节不再拓展。下一步平价海上风电的开发,一体化设计一定会应用起来。
风电安装船自运自吊技术。在江苏风速窗口期比较多,福建有些区域比如一年只有136天的窗口期,在风速能够每秒12米的情况下是否能吊装叶片,单叶片吊装技术很重要,今年金风海上风电吊装效率起到了很大的作用。
关于集约化开发港口技术。大丰区政府和盐城市有三大港口,为盐城地区海上风电集约化开发港口资源条件非常重要。漂浮式方面,很多时候是考虑港口的条件,插在中间对平衡性更好,有很多制约条件。所以从技术性来讲不一定排在前面,但港口技术对集约化港口开发起到非常大的关键作用。
关于智能运维方面,盐城是我们的运维基地,金风叫iGO系统,从2016年开始做这套系统,这是一套智能运维系统。
盐城的水深并不深,二三十米,在施工建设方面,从地质条件来看比较适合建海上风电的基础,但由于距离很远,提出打造区域化的运维平台,包括运维装备进入了设计阶段,将来在某一个区域设立一个运维平台,这已经进入了设计阶段。
第三部分,金风海上风电技术创新驱动集约化开发。
首先,主机开发方面,金风科技从2兆瓦到6.7兆瓦在盐城生产,过去12年累计生产了6500台风机,就在大丰园区。这是目前金风的海上风电,包括全生命周期管理、E-TOP、E-Plus等是海上组机的技术点。盐城的试验基地包括高精度船动、变桨试验台等等。
在集约化、规模化开发微观选址方面做了比较,左边是独立开发,右边是集约化开发,集约化开发是下一步平价时代在盐城需要实现。
关于展望。在盐城市的市政府发改委规划中提出海上风电和海上牧场融合发展,包括制氢。海上风电制氢及海水淡化已经在盐城开始,由金风早年配合,未来海上风电制氢,如果不需要长距离电网传输,再成制氢的话,沿海也许可期。
下一步,我们在盐城开展海上风电制氢进行研究。
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针对痛点,为了适应中国目前海上风电平价的系统接入要求,西门子在去年开始立项进行平价电网接入系统研发,称之为预装式模块化方案(PMOS)。到今年开始这个产品正式落地。具有模块化、预制设、即插即用、标准化4个特点。
海上风电的平价,通过维斯塔斯的经验,主要要实现全生命周期的优越性,也就是说要实现更好、更安全、更快。维斯塔斯最近在德国的90万千瓦的海上风电项目中已经实现了平价,地点北海,该项目使是维斯塔斯的15MW的风机,这也是全球比较大的海上风场之一。事实上,我们是把海上的很多作业搬回到了陆上海上风电生产基地之中,在陆上基地的预安装,这个概念对于海上风电的降本非常重要。
漂浮式适合水深60米以上,战略意义显而易见,全球可开发的海上风电资源水深超过60米的资源超过70%,需要可靠、低成本、规模化的漂浮式的海上风电技术。巨大的市场潜力激发了各个国家和行业各个公司在全国各地进行示范和开发。漂浮式海上风电成为壳牌发展重点以后,我们迅速投资,因为需要很多各方面的经验及各个产业链的整合,几乎是同步在进行漂浮式项目的技术开发试点及规模化的大型项目的开发。
漂浮式的项目是我们的下一个前线,我们要不断的向深海方面扩展延伸,也准备好更大的漂浮式项目。今天,很多的解决方式仍等待着被发明出来,如更优化的流程和创新,关于漂浮式基础、形效的保障、风机设计,这些我们在2022年有更多的投标项目要实现。
更大的平台我们推出了12MW,11MW已经完全商业化了,明年3月会发运到国内国际市场。更远期的产品,明年和后年会推出的12-20MW级别的,我们在研究一个更大型的漂浮式的海上风电,最大可以做到32MW,也是我们未来海上风电一个大的趋势。
目前,龙源、上海电力、三峡、华能等6个风场、140万千瓦已建成并网发电。龙源、三峡、国能等4个风场1100千瓦即将建成并网。今年底大丰海上风电装机规模将达250万千瓦,占盐城市50%。“十四五”期间大丰区海上风电规划容量是697万千瓦,近海是307万千瓦,远海是390万千瓦,将为海上风电产业强链、补链、壮链提供有利的资源支撑。
据了解,十四五期间,港开区近沿海海域可规划海上风电装机容量达到了310万千瓦,对深远海的可规划建设容量超过千万千瓦,我们正在申报200万的深远海示范项目,这都要在十四五期间实施。
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