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上海电气风电集团股份有限公司副总裁
兼海上风电事业部总经理 吴改
Q :我国海上风电项目已经进入平价开发阶段,必须考虑投资收益与度电成本。未来海上项目如何做到开发规模、开发质量与开发成本兼顾?
A :进入平价开发阶段,对风电场开发提出更高挑战,全产业链为迎接平价挑战,也都做出了相应准备。整机厂商也都针对平价市场推出了全新的产品,去适应平价条件下的风电场开发。中国南北海域风能资源差别较大,北方相对年平均风速较小,南方年平均风速较大,海上项目要做到大规模开发,风电机组需要与相应的吊装设备所匹配。目前海上机组吊装主要受安装船的吊高限制,所以在现有吊装船及规划建造吊装船的吊装限高的情况下,开发出相应风轮直径的机组,匹配规模化安装配套设备的能力,可实现多工作面同时安装,摆脱安装设备的限制性影响。
平价时期对于风电场建造成本提出了高要求,但我们同时不能忽略后续的运维成本,要做到全生命周期成本最优,不能一味追求低价而忽略了产品本身的质量。不同于陆上,海上风电对于机组可靠性有更高的要求,这需要有丰富的海上风电经验,来指导平价市场下的产品开发、项目开发,保证平价项目在有经验累积的指导下建设,以确保开发质量。在保证质量的前提下,平价时代需要将机组单机容量进一步增大,减少整个风电场的机位点数量,节省整体BOP 造价,缩短建设周期,令全生命周期内成本达到最低。
Q :针对海上风电开发所面临的一系列挑战,电气风电制定了怎样的技术发展战略?
A :在回答这个问题前,首先我们要明确什么是中国海上风电开发所面临的挑战。短期来看,海上风电的挑战似乎是平价。但从中长期来看或从客户需求的本质来看,海上风电的挑战是提供经济性、可靠性与发电效益有机结合的全生命周期整体解决方案。从这一角度出发,电气风电坚持技术领先下的整体解决方案领先。
电气风电拥有全国最大的海上风电样本库,自身海上风电发展历程几乎等同于中国海上风电发展史。在此背景下,我们走出一条产品许可、二次开发、战略合作与自主研发齐头并进的产品技术路线。作为中国海上风电的探路者,电气风电摸索出了适合中国海上风能资源条件的整体解决方案。基于此,结合多年的设计、运维经验,以及各技术路线的优点,针对中国的海上风能资源条件,电气风电重磅发布了“海燕”“海神”两个海上风电平台机组。其中,对于高风速区域,例如广东东部以及福建的部分地区,电气风电推出了“海燕”平台EW11.0-208 直驱机组,同时覆盖普通海域和台风海域,在保证高协同性、低故障率的同时,显著提升发电效率。对于中低风速区域,例如江苏、山东等区域,电气风电推出了“海神”平台EW8.X-230半直驱机组。在整机设计方面,电气风电开发了高升阻比、低粗糙度敏感性的翼型族,结合碳纤维材料的比模量高、比强度高等优势,在保证叶片强度要求的前提下,优化了叶片的重量,提高了叶片的发电效率,平衡了整机载荷与发电量,使得整机设计达到最优状态。同时在设计时,使用“DFX · Way”的设计理念,为后续运维提供合理的方案,如齿轮箱、发电机、变压器等部件均可无需借助大型的吊装船即可完成空中更换,大大节省了后期运维的成本。
Q :电气风电海上机型此前更多采用直驱技术,近来推出了“海神”半直驱平台是基于怎样的考虑?怎样定位永磁直驱与半直驱产品线?
A :打造“海神”半直驱平台产品,是为更好地迎接平价时代到来,适应平价时代对海上风电场建设时间紧,吊装设备要求高的特性。从整体解决方案来看,平价海上风电时代,我们要考虑的不仅仅是机组本身的成本,还要通盘考虑前期吊装、后期运维的综合成本。
基于此,“海神”平台首先解决了平价的关键挑战:机组轻量化。比起高速齿轮箱的技术方案,“海神”平台齿轮箱的扭矩密度提高20% 以上,整机重量大约可以减少10%。在吊装角度,考虑海上作业时间短,对于吊装效率要求高等情况,电气风电设计了专用的单叶片吊装工具,优化机组吊装工艺,提高机组吊装效率,在适合吊装的风速环境下,可满足整机24 小时吊装完成,提高了风电场建设友好性。
在后期运维中,“海神”平台的大部件,包括变压器、齿轮箱、发电机等,不需要使用大型吊装设备,仅使用专用开发的工装,即可实现大部件空中更换,节省海上作业时间。直驱机组与半直驱机组的技术路线,目前是海上风电主流的两种技术路线,都有各自的优缺点,很难简单地去评价哪种技术路线更好,只能说哪种更适合特定的项目开发,电气风电对于两种技术路线都有很好的掌控力。
Q :“海神”平台所采用的高度集成半直驱技术路线,与其他半直驱技术有何差异?
A :电气风电通过对各技术路线的调研与研究,最终选择了更适合未来海上风电场开发的高集成半直驱技术路线,不同于其他半直驱路线,在保证机组可靠性与维护、维修便利性的前提下,显著降低了机舱重量与尺寸,解决了海上风电平价的关键一环:高可靠性下的轻量化,对运输与吊装更友好。电气风电不仅考虑了前期的风电场建设,也更多地考虑了后期的运维。通过多轮技术研究与实际情况推演,保证了齿轮箱与发电机可在不借助大型吊装船的前提下,仅通过自主开发的工具工装,即可实现齿轮箱与发电机的空中更换。举例来说,一台海上机组仅仅靠大部件空中可更换一项,至少可节省大型吊装船单次使用费用超过1000 万元。
Q :在海上风电整机业务方面,电气风电制定了怎样的发展目标?还将推出哪些重要产品与解决方案?
A :作为中国海上风电的领军企业,电气风电始终要坚持站在未来看现在。目前海上风电已进入全面大型化时代,电气风电也结合市场需求,推出更大兆瓦、更大风轮的高可靠性海上风电机组。短期来看,海上风电走向深远海是必然。在这样的背景下,漂浮式风电机组、柔直输电技术、海上风电+ 的多生态业务模式融合是我们中短期关注的焦点。同时,在海上风电的发源地——欧洲市场,非商业化探索方面仍然走在行业前列,是我们应持续关注、学习的对象。在此过程中,中国海上风电必然能走出一条更适宜自身海上风能资源条件的路线。
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