时间：2013年10月16日

地点：中国国际展览中心

主题：2013年北京国际风能大会暨展览会—风电技术论坛(W105)

主持人：今天下午第一个演讲人是Anton de Roest先生。

Anton de Roest：我今天将会简短的介绍一下12MW海上风机概念研究报告，我们公司是一个工程公司，一直致力于研究下一代的海上风机，致力于服务于我们的客户，关注他们的兴趣点和整个行业的发展重心。我们公司在风能已经有20年历史了，也经营许多方面的业务，在风能领域我们有三个活动，最重要的就是设计，路线的优化和系统的提高，当时我们也会致力于运营和修复等问题。我们都知道我们的行业是由经济促动的，所以我们必须要最大限度的利用我们的机器盈利。第三个活动就是风塔，我们都知道，现在我们必须提高风塔的高度。我们的公司足迹遍及各个国家，也有分办事处，我们最著名的就是风机设计，控制器等等的设计，当然在年轻的行业中，我们还与许多大型的公司和机构进行合作。

在风能领域，大家必须要有很多的专业知识，也需要掌握很多领域的技能，所以说我们现在主要是负责设计，概念研究，也对一些软件进行优化，风场的设计，确保风场正常运营，当然所有的平行市场可以获益，关键是有正确的人才，让他们为人们关注的工作进行努力。最终才能得到我们要的结果。再给你们举另外一个例子，我们不仅仅研究，也在讨论，这里有一个简短的介绍，有125米风机高度，在这个PPT中，我不会重点介绍水压风机。如果你们看到这个图片的话就知道，这些机器的尺寸，你可以看到，上面有飞机的倒影就知道风机多大了。过去20年中，风机尺寸都在发生变化，从远处看没有区别，但是如果你看看发展历程的话，你会发现从80年代中期，慢慢的瓦度不断的增加，他们现在成为整个行业的摇钱树，而在过去十年中2MW，2.5MW风机是最主流的机型。现在已经安装的机型大概都是2MW的。所以说许多的2MW，2.5MW的机型，已经被安装了。如果你看看未来，我认为在未来几年中，主要的市场将会是5MW的风机。

再给你们举一个例子，我们如何来思索12MW的概念?在这个概念研究中，我会讲一讲我们与最先进的风电机件的差别，现在这个尺寸在不断的增加，大家在计算如果尺寸增加有什么后果，我会给你们讲一下，12MW风机应该有的尺寸是什么样的?基础，就是我们会做出选择，是根据我们的概念评级让大家做出最省钱的选择，应对挑战和可行性解决方法，然后我们会展示给大家怎样解决这些问题，看看所有的叶片等问题。

我们先从概念设计来看，那么现在市场上大概是6MW，是150米宽的叶片，已经有几家公司做这样的概念，而且做一些样机，他们现在的大概都是5-7MW的风机的情况。如果要进入下一步我们看看供应链目前达到的能力。很多公司都在做相应的准备，比如说叶片的设计公司，比如说单叶片达到100米，那么单叶片150米，对我们的转子实际上都有很高的要求。我们的叶片在不断的增大的情况下，我们转子也要适应这样的比例增长。另外一个重要的特点，就是我们转的，还有一些角度的特点。实际上我们叶片增大之后，实际上角度增加并不是很大，但是有一些特点，但是还有一些要求，以便我们能够做到相适应的一些改变。

比如说我们的转子的力和塔(音译)的距离不是根据叶片有多大增长增大的，而且有这个比例增长，你就要看一下它的功率。实际上再看功率的时候，只要叶片增长2倍，功率增长4倍，这是固定的。但是另外一个力量，就是我们立方比例的话，比如说是我们的空气动力学，还有我们的其他的物理上面的特点。那么还有另外一个方面，还有其他的一些概念上的也是非常重要的。

在实际应用中，可能我们的机组跟增长比例也是不成比例的(音译)在比例选择上，和选择之后进行的变动，会产生什么样的变化呢?实际上在我们设计中间要非常的仔细，而且要非常的完全的进行计算，就是看看它设计的一些特点和它最后的影响，是成什么样的比例?比如说5MW现在这样的风机，这个是5-8年之前第一个样机进行的设计。那么它的机舱和它的转子和现在的设计理念完全是不一样的。我们也知道，从价钱方面来说，因为经济是非常决定性的因素。比如说我们的机舱的重量，比如说我们转子的重量，从经济学上面来考虑，如果根据我们现在5MW的350吨的这样的趋势往上走的话，再大就是650吨了。

如果我们做一个整体的设计，12MW的话，我们选择的风区等级用的是IECI，这个是欧洲北海区域进行的应用如果把它等同到中国的状况，可能它需要10MW的，这个额定风速是13.4，这个主要考虑到我们在北海区域的实际的情况，另外一个我们也觉得很重要，就是一开始，我们必须要把这个产品做的比较轻，而且设计很紧凑，那么这种唯一的实现的方式实际上就是要降低我们的机架的重量和机架的成本。因为这个机架实际上在整体的设计中间，不管是在价钱上，还是重量上，都占了很大的比重。很多投资者，都非常想知道，你设计这么大的风机，你到底要投资多少，但是衡量尺度就是产电之后有多少回报，我的资产投入是多少。要想达到这样的投资回报的设计理念，你不能什么都是重新设计的，而是根据现有的技术进行设计，而且有现有的可靠性的机型设计。

那么在概念挑选上，我们现在有120种不同的概念设计的想法。所有的概念都适用不同的区域，不同的载荷，还有不同的主要的原件连接的问题，还有不同的运作和维护，维修这样的方式。把不同的理念叠加起来之后，我们可能把所有的概念，都会给它一个分值，根据这个分值之后我们就可以选择了。主要来说，我们要看最重要的一些特性就在于，做一个海上风机，风机本身只是占整体成本的30%，另外一个红占成本很大的比例实际上就是我们运维。这个运维占生命周期的20%，运输和安装占了10%，这个就是它的机组，这个机组战15%，基础设施也是非常重要的。因为对于风机来说，每种风机，电力基础设施都是很至关重要的。

我们有三种风机的技术，对于我们的市场，还有行业可能都是比较适合的。我们用这三种主要的机型技术进行评选，第一个就是直驱的机型，它是12MW的。我们也注意到，如果是12MW的，它的超大空气间隙直径是很重要的。那么这种空气间隙直径大了以后，它的效率就很高了。但是在选择这种的时候，我们要控制它的静态载荷，还有齿轮，还有磁性，这些问题怎么解决。因为这样的电机整个的直径是非常大的，也要根据风的速度确定，到底哪种机型可以选择，因为大的话，电的发电效率降低，而且安装的时候，这么大型的发电机也有问题。这么大的齿轮箱，机舱的重量很大，这样的机舱重量大的话，对机器可靠性造成威胁。可靠性对风机成本方面是有威胁的，我们要给予更多的关注。

现在市场更受欢迎的是中等重量的，但是速度低的发电机组。从我个人的经验和市场的了解来说呢，这种在物流和安装上面来说，也比较方便。而且对于机组来说，如果我们的重量降低了之后，整个在运输和吊装上面，对我们设备上面的需求都会降低很多。可能会计算如何进行设计，大家会想，我们现在已经进步到哪个地步了?根据我们的升级如何来预算结果。我们现在的发展与升级非常的相符，这是非常重要的。

现在我们在讨论ICE40吨的机型，但是我也希望我们能够利用我们的升级标准，因为这种方式是非常合适合理的，但是你不想要和你不应该有的是完全不一样的概念，主要的集成单组的轴承组成架呢是非常重要的。集成齿轮箱发电集成也非常重要，我选择了电动偏航系统，提高其可靠性，还使用了电器设备置于塔顶，因为我们想让机器小型化，减少它的载重量。这是我们在设计过程中发现的质量分布图，我们与现在已有的设计进行比较的时候发现，人们现在可能会觉得比较枯燥，但是会看一下主要的转移质量的地方就是承载质量最大的地方。实际上动力传动系统也发生了变化，所以当前的机舱重量，顶部重量都有所不同，组织架结构会把所有的原件结合在一起，降低质量，提高发电效率。我们会看到电轮叶片质量是最重的，至于我们之前所预测的结果是一样的。根据这个区域，和我们的计算结果，我们会发现它是一个直线的立体的变化方式。

我们未来会把质量增加到950吨，这与当前设计的6MW机器还是有差别的，因为这个需要更大的质量和材料。所以说你的终端客户会更偏向于6MW，而不是12MW的机型，还有它的安装成本也会降低，如果大家把当前的设计和趋势进行比较的话，会发现我们的预测是非常正确的。然后如果想要控制重量和尺寸的话，确保每个风机能够适应各种情况的发展，我们必须要有紧凑的集成设计，必须要有优化的零部件，我们所使用的材料呢，就必须能够适应其各种情况，而且具有很高的可靠性。如果想要控制成本的话，就必须要设计的非常的紧凑，尽可能的减少机舱内部的零部件数量，因为机舱内部呢，即使是原件很少的时候，但是其更换和维护难度也非常大。而且交通运输也很困难，我们必须要关注机舱布局，突出便于运营和维修，同时我们必须要减少顶部质量降低塔桶和支撑结构的成本，而我们在安装之前就必须要对所有的原部件进行检修，必须要确保它们能够进行连接，达到我们想要的结果。把所有的原件结合在一起，然后再对它们进行检验，这是第二步。

看一下这个表，集成的设计，也需要集成的评估。我们现在的设计是非常紧凑的，但是如果把建筑实体增大的话，难度也会增大的。就比如说齿轮箱和轮毂其实会影响到它的可靠性和它的寿命的。如果把它们都结合在一起的话，其实结构是非常复杂的。我们必须要把所有的原件都考虑进来，然后计算它们的边界情况的运行状况，最后再进行优化。最后的目标就是降低其质量，尽可能的增加它的体积。

当然我们还有一些顾客，我们在风能发电这方面有很多重要的终端客户，这是非常重要的一点，你必须要非常的可靠，这就需要依赖现在的市场经验，确保你能证明什么和你最好的产品之间取得平衡，如果你制造一个样机的话，那其技术必须足够成熟进行展示，而对于所有的公司来说，他们必须要依赖很大的供应链，风能产业依赖许多的公司，那我们在这方面有许多合作伙伴，也取得和制造出最完美的产品。

这个幻灯片非常的有意思，显示出这些原件之间的内部情况，因为在风能领域呢，许多的原件都是在里面的，我们在外面看不到，我认为我们变桨会不断的变长，而它的主要轴承承担了最大的力量和重量，但是这是必要的，因为在深海我们没有办法进行更新，我们必须要确保它能够最大限度的提高寿命，降低成本，这就是银行最关注的问题，也是我们的运营和维修条件所要求的。这样才能提高它的强度和刚度，就可以降低它的成本，保证我们这个机型的轻质。

所以说看看我们这个海洋风电发展的话，市场还有很多的经验和实力，也会有很多的产品，但是必须要介绍一下，我们已经知道的一些知识。我们必须要做出选择，选择的产品必须要符合我们本地的环境，那我们还认为重要的一点就是要综合考虑风机的研发，支撑机构和运行维护的策略。之前支撑结构和运行维护策略不是很重要，但是想一想，这其实会影响到我们终端客户的成本。所以说我们现在的6MW风机，我们以后会提高等级到12MW，我们会控制成本，如果大家经过实际的计算的话，会发现全部的尺寸和达到或超过预期的目标，而我们预计我们未来的产品会越来越好，我们已经声明了，许多供货商也证明了这一点，就是我们可以做到更好。

那么我们现在应该做什么呢?就是结构产品问题，我们必须结构零部件的优化循环，调研塔架结构的备选方案，优化载荷，应用更新数据和先进控制系统，考虑动力系统，我们应该分析如何更长时间的应用我们的产品，当然还有供应链的问题。如果没有很好的供应链的话，那潜在的供应商就不能加入进来，就没有办法进行生产，同时还要运用制造商和设备商的投入来制造我们所需要的机型，谢谢大家。如果大家有问题的话，可以问一下。

提问：你说机舱上面的零部件尽可能的少，现在就从你半直驱的角度来说，你这个少，主要少在哪一部分了?能不能请教一下?哪些零部件可以少，就是这样的问题?

Anton de Roest：主要的可以取消掉的一些比如说变压器，还有一部分的控制器是可以去掉的，还有一些逆变器，有一部分也是可以去掉的。那么12MW的，你的逆变器的重量是很大的，所以减少一部分就会有很大的变化。有的时候你可以选择瓦数比较高的，比如说还有你的电缆你可以做出相应的选择，电缆的线数可以进行一些降低，确保冷却系统的要求有控制的，不要太多了。因为降温的问题也是为什么我们选择这个电器气系统，就是半直驱的电气系统，就是因为过滤和降温方面有很大重量的降低。

提问：刚才你提到12MW的机组，在电能输出的时候，在电压等级方面，比如说采用低压的，中压的，高压的这方面有什么考虑?

Anton de Roest：我们选择的是中压。如果你要向高压变，逆变器的成本非常高，而且下这个塔的电缆，这个电缆对于一开始的投资来说也是非常高的，那么中压的话，可能它对电缆用的铜就会少，那么高压的话，电缆的线，相当来说就是比较长的，所以电缆在一开始的第一次投资的时候，会有很大的投资的意义在这个地方。那么我可以问一下，您也是这么考虑的吗?

提问：选择设计5MW，6MW的时候，也考虑中压，但是现在大部分的制造商还是采用低压，主要是中压的变流器的配套还是问题，今后在中国中压的变流器还是有一些问题，我觉得中压是很好的选择，但是在国内配电方面有一些问题。

Anton de Roest：我同意您的想法，所以我们也是说，10-12MW也在考虑，几年以后。那么在那时候配套中亚的变流器，包括电缆也会慢慢成熟的，而且可能会有更好的解决办法。比如说电缆，而且总体来说，中压在成本投入上是很好的选择。

夜间的速度是一百，这个速度当然还可以再增加一点，但是我不能给出具体的数字。从现在市场上的5MW来说，100米来说，比这个比例还要低一点，目前5MW是高速的，但是我们考虑的，就是它的叶片，因为在这个高度上，可能有一些效率上的考虑，而且在它的投资成本上面，可能在这样的高度来说，是最优的一个选择，那么可能对叶片转的速度会有一点影响。

Eystein Borgen：轴承是不是很大。这么大的轴承，有相适应的供应商吗?

Anton de Roest：实际上在我们PPT里面，轴承是52吨的，它的制造商，我们这儿也有显示，我们在一些供应商上也进行相关的讨论，而且我们也希望从供应商这边，有一些信息。这样大的轴承，可能会有一些什么样的缺陷，有一些什么样的问题。可能不同的供应商，有不同的回答，那我们从所有的方案中间来进行选择。那么我们再来看一下这页。这个图里面也显示，你可以看到，每一种轴承里面，疲劳的余量，我们对整体的轴承都会有这样的考虑。如果它疲劳的余量如果超过的话，可能对于整个的设备都会有巨大的一个影响。那么我们设计的一个想法就是说，对于我们整个的设备的载荷，对我们轴承的影响降到最低。

Eystein Borgen：我们也在看轴承的一些问题。那么这种滚珠性的轴承。

Anton de Roest：实际上有一些问题，经济上面是有好处的，我们确实考虑到，一个是经济方面，再一个安装整个的设备当中，而且支撑系统怎么进行，而且对于它的主轴会有什么样的一些影响，就是这样的轴承，如果主轴太短的话，你也不能用这样的滚珠式的轴承，它可能对你的主轴进行一些影响。而且这种轴承很容易，重量非常大，而且我们也要知道，它的这种重量，对于整个的设备，会有什么样的影响。还有对于前期的投资，它是什么样的经济效益，我们都要进行评估。我们对于这个单一的主轴承的，这样的一个设计呢，有很多的经验，而且我们也很有信心，这种单页的主轴是可行的方案。

主持人：下一位是北京鉴衡认证中心有限公司黄宇同先生做飘浮式风电机组建模过程与仿真结果。

黄宇同：我今天介绍的内容是一个飘浮式风电机组的建模和仿真结果的比较情况。实际上这个飘浮式风机的建模过程，是我们北京鉴衡认证中心在参与IECTASK30的项目中所做的一些研究工作(音译)我今天很高兴的把我们所做的工作向大家展示一下。首先我向大家介绍一下一些详细的背景情况，包括项目已经完结的项目和项目进展的情况，其次我向大家介绍一下关于项目采用的模型我会给出具体的描述，因为它是一个飘浮式的风机，所以我单独介绍一下我们在建模的时候我们采用的稀薄系统，最后我向大家展示一下，包括鉴衡在内和其他项目成员的仿真结果的对比。

首先请允许我介绍一下北京鉴衡认证中心，可能有熟悉的，有不熟悉的。北京鉴衡认证中心呢，是一家致力于风能，太阳能还有其他可再生能源的认证和检测的这样一家机构。近些年来北京鉴衡认证中心也在参与国际的标准，像IC标准的制定过程也有参与，最近我们在保定建立了我们自己的一个检测的实验室。海上风力发电相比于陆上来说，有它自己的优势，比如说它的风资源更加的丰富，稳定性更高，还有一点，一般来说，经济中心往往是沿着海岸线分布的，所以它离电力负荷中心很近。那么在中国的情况可以看到，右下角这个图表，近几年来，增长的速度也是非常快的，现在仅次于英国和丹麦，在海上风力发展的领域。

虽然它有它的优势，但是我们可以看到，其实对海上风机来说，它的固定成本比陆上风机高出不少，主要体现在它的基础和安装成本上，都有很大的提高。因为对于每一个海上风电场来说相当于一个特定厂址的一个设计，所以在前期来说，对于支撑平台的设计是非常重要的。那么目前来说还是借助与软件进行仿真和前期的研究。对于现有能够提供建模和仿真软件来说，它们的准确性，还有它们适应的范围，对设计者来说是非常重要的，这也就是整个项目的意义。

目前IEA已经完成的项目是TASK23底下的项目，它是单装的三脚架和倒立板结构的3个不同的基础的海上风机的建模和仿真结果的对比。我们现在进行的项目就是IEATASK30，也叫OC4项目，它就是OC3项目的一个延续，主要分两个阶段，第一个阶段是桁架式基础的海上风电机组的建模和仿真结果对比。和3桩半潜式浮动平台的建模和仿真结果对比。TASK30的参与者18个国家，47家机构。

第一阶段是桁架式的支撑机组就像左边这个图一样，这个项目现在已经完结了，我们正在进行的其实也快接近尾声了，是半潜式飘浮的平台，通过三根缆绳固定在海面上。

相比于固定支撑平台，浮动式的平台有下面几个特点。比如说它会有很大的低频模态，这种低频模态对塔架和风轮的阻离和整个系统的稳定性都会有影响，相比固定的支撑平台，这种浮动式的平台，在运行的时候，它的位移更大，可能会有机舱风轮的运动产成耦合。因为它是飘浮式的，稀薄系统的加入，对整个系统的动力学行为都会有影响的。再一个水动力对于飘浮平台的影响。

我们这个项目，从大方面来讲是三种工况，第一个是静水无风，第二个是仅有浪载的，第三个是风浪共同作用的工况。这个平台有6个自由度，我们主要研究它在6个自由度上的动力学行为，以及关键点上的受力行为，然后把大家的结果进行比较。

由于TASK23和TASK30用的都是同样的机组，就是美国可再生能源EREL5MW的机组，唯一的不同是底下的平台，我们研究的是左边这幅图是三桩式的浮动平台，具体的尺寸也可以在图上看到。那么参与结果对比的机构是右面这个表。我们的建模方式就是以梁单元建模为主，在机组这块，尽可能的实现模型的结构。

在浮动平台里，实际上很大一部分的质量来自于里面注入的海水，用来保持整个平台的稳定性，注水的质量占到整个系统的80%以上。那么在模拟注水的情况下，我们也是通过参数的设置，也可以实现这个模拟。

接下来就是缆绳的系统。我们采取的这样的建模方式是一个非线性的建模，具体的情况就像左下角这个图形一样，唯一能够控制缆绳张力的变量就是disctance，就是从海底固定的点到海底投影这个点的距离。在模拟的时候，实际上模拟的是竖直方向和水平方向两个张力来给平台提供约束力。在建模的时候，由于我们采用梁单元，导缆孔采用额外的单元，这个单元假设它仅仅传递力的作用，左边这个图是我们非线性缆绳模型的一些位移和力的关系。

对于力是如何加载的话?我们这里采用的是morison方程，这个方程对于海攻建模是非常普遍的，对于固定支撑平台可以求出横向的水动力，但了对于像我们这个浮动的支撑平台，它不但要考虑横向的水动力，由于下面直径很大，水对它的阻力和作用力也是必须要考虑的，所以在这个方向也要需要用morison分析它在竖直方向的水动力。这是结果的比较，可以看到图中蓝线就是没有加载竖直方向加载水动力的情况，横向是加载水动力的情况。主要表现在对竖直方向运动的振幅对频率的影响。加载水动力之后，整个平台在竖直方向的为止表现衰减速度快一些，然后振幅要小一些。这个就是我们项目组成员所有结果的比较。这个结果还是比较一致的，对于静水和无风的状况。这是导缆孔受力结果的对比，大体上也是比较一致的。

这个工况主要用来校对模型的一些正确性，接下来就是把波浪的工况加进去，这个工况是一个线性的Airy的模型，在这个工况作用下，对比的结果出现了两个不一样的情况。第一个就是应用morison方程这样的结果，其他的是用顺流理论(音译)进行建模的结果。之所以呈现整体的平均的漂移是因为?对于我们来讲，我们在建模的时候，采用的是disctance的手段，就是说在一般用morison方程的时候，只能把作用力加载在海平面上，我们希望它把作用力加载在波浪自由端上，我们就要用把海底到海面的高度拉伸到自由度的高度，这样对整个系统会产生一个额外的影响。

这个也是在有波浪和洋流作用下也是出现了一个平均漂移的情况。这个工况就是不规则的波浪的工况。我们可以看到在采用morison的结果，主要是低频的成分，响应比较大，因为低频成分主要来源于平台的响应，在中频波浪的频率下，都是一样的。这是50年极端波浪的工况，同样也是在低频部分，就是平台运动的响应是非常大的。

最后一个就是波浪和风共同作用下的工况，这两个图之所以有差距是相位的差距，来源于风轮初始方位角的不同。从受力来看，这个结果还是一样的。也就是说仿真软件对于风况的加载来说，还是比较一致的。同样差距就来源于对于波浪的加载，那么也是同样的情况，在morison方程结果出现了平均的位移，加载风的情况下这种情况还是存在的。这个是湍流风和波浪共同作用下的结果在夜间位移情况大致是一样的，不同点也是来自于平台的运动，同样在低频处出现了比较大的响应。

我总结一下，这个项目其实它的目的就是以下这么几点，第一个就是改进海上风电，包括平台的设计，第二个就是把大家不同仿真平台的结果对比之后，用来检验仿真软件的可靠性和准备性，进而可以促进新的模型和软件的开发，这就是整个项目的目的。

OC4课题已经接近尾声了，下一次是OC5课题，因为OC3，OC4都是仿真软件的对比结果，在OC5课题想加入实测的数据进行进一步的分析。其实IEA下面有很多的TASK，我仅仅列举了一些，希望国内感兴趣的通行，可以参与到国际合作的研究项目中去，谢谢大家。

主持人：下面是提问。我先提一个问题，如果海况有冰震怎么处理?

黄宇同：目前我们还没有考虑这种工况。

主持人：实际上在渤海湾，特别是去年到今年春天，结冰一米多厚，在这种情况下，我觉得飘浮应该考虑。如果你在远海湾可能没有冰震。因为冰震对固定式平台也是一个非常大的一个风险，何况你是飘浮式，我就提这个问题?

黄宇同：目前我们还没有考虑。它是这样的，在项目的进行当中，也像您这样，有其他的人提出新的工况，就是用来模拟不同的情况，就是在运行中有缆绳突然断裂的工况，还有其中有几个柱子进水的工况，至于冰震的工况，我回去跟他们讨论，再给您答疑。

主持人：海洋生物的腐蚀考虑了没有?这是最新的一个课题。

黄宇同：目前我们也没有考虑。我们考虑的工况都是一些比较基本的，现在目前上像这种工况还没有加入考虑范围。

主持人：各位还有什么问题?

提问：刚才看了用软件对风机进行建模，主要是建模过程方面的情况。我问几个具体的问题，因为目前的版本是通过KM3模拟系统的，在这个里面的话，我想知道刚度矩阵通过第三方软件获取的，还是怎么样的?

黄宇同：我们通过fast软件得到的。其实这个就是这个项目的意义，像目前这个软件没有办法实现这个功能，4.4的版本，加入了全面模拟缆绳的动力学行为的模块。

提问：我想知道是静态的，还是动态的缆绳?

黄宇同：接下来的版本应该是动态的。

提问：在你现在的分析里面，只是考虑了刚度特性，质量和阻力特性没有考虑?

黄宇同：是。

提问：因为目前这个版本软件里面，对水动力考虑用了Morison的方程，但是在里面加了一个阻尼，我想这个阻尼是哪里来的?

黄宇同：因为这个软件常规的设置是没有办法加入的，我跟这个项目参与者之一，调了一段代码才加入了水动力的描述。

提问：在其他方向加了CE系数?

黄宇同：横向上还是没有变化的。

提问：在模型建模的时候，这个软件是tubber单元建模的，实际上平台的话，里面有一些压载水，还有内部附件，正量调整是怎么调整的?

黄宇同：这个质量调整是这样的，像您说的，附加的，比如说连接的单元我们必须要模拟这种单元的话，我们把它做成一个刚性的杆，质量很低，刚度很大，它没有其他任何物理性质，至于重量的话，因为这部分毕竟占的比重很小，主要是注水质量很大，您说的没错，是有偏差，但是质量偏差非常小。其实另外一个偏差更大的，就像您说的里面有杆重叠的情况，建模默认额外提供一部分浮力的，这部分偏差是很大的。我们通过适当的调整附加的杆的密度，把额外的浮力抵消掉。

主持人：下面由浙江运达风电股份有限公司叶杭冶总工程师，做关于7MW级风电机组及关键部件设计与产业化。

叶杭冶：这个项目是我们国家科技部组织的国家科技计划，是十二五期间重大的专项，在十二五重大专项里面，科技部一共安排了两个项目，一个就是国家863计划项目就是10MW级的风电机组的样机的开发。刚才MECAL公司Anton de Roest介绍了12MW的计划，这个是非常先进的，合理的理念和设计。我觉得我们的大容量的机组应该向这个方向去努力。但是要做到像Anton de Roest先生介绍的12MW的机组，实现这样的概念，我感觉到这个需要非常有实力的技术工业支撑的。其中包括紧凑型的，超紧凑型的设计，就目前来讲，国内比较务实的来讲，很难接受这样的设计。因为就发电机本身，也存在不少的问题。如果组成在一起，给维护带来很大的麻烦。还有包括单轴承的支撑的设计，国内也很难做到。但是不管怎么讲，这个设计对大容量来说是非常合理的。国内10MW的机组，它的社了更加理性化，更加激进的设计。10MW级机组的概念采用超导电子设计的，是直驱型的，它的重量会更轻。从当时科技部听中期汇报的时候，机组设计可能像2MW机组那么重。但是实践起来也是非常的难的。

当时我听他们说的时候，仅仅电机成本就要超过一万块钱一千瓦了，还不包括其他的。我们也知道在风电机组里面，电机的占比大概只占10-20%左右的成本，如果仅一个电机一万块钱一千瓦，整个机组的造价是非常昂贵的。所以那个想法离商业化运行也是有很大的差距。我这里想介绍的是国家科技支撑计划。国家科技支撑计划是以产业化为目标的，那么也就是说在这个项目完成的时候，要有一个示范项目来验证产品所有的性能指标，为在十二五以后，就是在下一个五年计划大规模开发海上风电提供产品支撑的项目。

陆上优质风资源逐渐的减少了，人们的目光开始转移到海上风资源了。虽然在十二五期间国家有雄心勃勃的计划，但是目前来看，这个推进速度还是比较缓慢的。设立7MW的机组，主要是为下一个阶段，就是国内能够大规模的推进海上风电的开发做一个准备。一个就是通过7MW级机组的设计提供海上装备的需要，同时形成一个成熟的配套产业链。同时希望技术经过示范工厂的验证。其中包括适合中国海洋环境特点的产品设计，抗湿热，抗盐雾，抗雷击，抗腐蚀，抗台风，抗地震等等。同时通过示范项目的示范，也对海上风电的运维，服务，安装这方面取得一些经验。国家十二五能源专业领域提到了，这段话是在科技部十二五发展规划当中写上去的，就是要通过十二五期间，国家科技支撑计划的实施，达到这样的目标。

第二部分我介绍一下项目的总体情况。十二五期间7MW级风电机组项目，参与的单位有几十家单位，大概将近30家单位参与了项目。这个项目前期是由我组织申报的。通过专家评审，通过科技部专家请来的评审，最后确定立项。在项目里面，在总体方面，设立了一个课题，这个课题就是从7MW级，但是课题的设计从5MW到7MW这样一个系列性的，其中也包括5MW，6MW，7MW，这样的系列性的产品的开发。今后在十三五期间是我们国内海上空间的主流产品。

其中这个开发涵盖了大型风电技术所有关键部件的开发和国产化。大家可以看到，叶片集合了我们国内一些最大的叶片制造商，包括中复连众，重材，华翼，天和，南航，发电机方面也是国内电机方面技术能力最强的高等院校和制造厂商，还有齿轮箱和轴承，还有在变流器方面，变桨方面也是国内比较有能力的制造厂商。所有参与这些项目的单位，都是在十五和十一五期间，承担了相应的国家风电领域的风电项目，并且取得了良好业绩的这些单位。

这个项目在申报的时候，也受到大型的国家电力集团，海上风电示范项目，就是大唐集团和国电集团的支持下开发海上风电项目。在这方面，他们开发的项目都已经列入国家能源局项目批复计划当中了。其中包括关键技术的突破，参与的有高等院校，科研院所，还有风电机组零部件，以及海上风电机组的产业化，示范项目，包括业主单位。

在7MW机组开发方面，它的主要参数是一款采用高速永磁电机的一款机型，这也是它最新的进展情况。我们在一开始项目开始的时候，曾经提出采用综述永磁5点级就是12MW的方案，这个方案对大型电场比较合理，但是在进行之中，制造厂感觉到要设计一款这样的机型从产业化方面来讲还是有很大的风险的。除非你是主机厂家是一个装备制造能力非常高的，它本身就是非常高的大型的电机厂。电机厂有传动系统的制造能力，要有综合实力的厂家联合开发一款发电机和齿轮箱集中在一起的厂家。现在我们的主机厂家是集成的厂家，所有的部件都是通过专业厂家配套的，这样的话对他来讲，他首先认为技术比较成熟，很骄傲，容易实现，不会自己给自己找麻烦，他只要把总体设计能够设计的合理完善就可以了，其他的这些部件，希望产业成熟，基于这样的想法，最终又回退到常规的采用高速永磁发电机。传动链是两级星一级平行周德齿轮箱传动，紧凑型设计。

另外还有一款是5MW的机组，5MW机组主要由我们开发，主要为了满足东南沿海抗台风的需要，我们设计的一款可以满足，一类地区和二类地区的机组。而且也做了一些抗台风方面的考虑，包括备用电源这方面的一些考虑。在台风状态下的一些必要的控制姿态，这方面的考虑。虽然是5MW的机型，目前叶轮直径的设计130-140米，是因为中国东南沿海的风速比欧洲的要低一些，风资源实际上差一些。也是从成熟的角度考虑，原来这款机型采用中压的方案，但是最终又退回到低压了，这个也考虑到，国内目前在变流器方面的配套能力。在选择发电机的形式方面，最初选择的是高速永磁电机，但是最后退回来了。在我国东海地区风电机组设计方面采用了比较成熟的技术。

国内前期参与MW级部件的几家单位都参与了，这个开发当中尝试采用了最新的技术，包括采用碳纤维的桨页，还有分段式的叶片，这方面也在考虑，也在设计过程当中。

在齿轮箱方面呢，这里我们国内几家主要的齿轮箱单位。对齿轮箱来说，速比越高，设计难度也越大。基于前期在1.5MW，包括1.5-3MW的产品设计上，采用了高速齿轮箱，就是大速比的齿轮箱。还有轴承的开发，一种轴承可能会设计成单纯纯支撑的结构，可能对5MW来说，设计还是比较保守，采用常规的双轴承支撑的结构。目前国内，在十一五期间承担国家科技支撑计划的单位，他们也为我国的大型风电机组主轴承的开发做出很大的努力，现在也在大批量应用，这次也承担7MW的轴承的开发。

还有变流器的开发，变流器的开发，我们在项目申报的时候，立项的时候，所有的变流器厂家都说要独立完成中压变流器的开发。但是目前从主机来讲，不一定能采用中压的设计，但是从他们厂家来说，要完成中压变流器的开发。还有变桨系统的开发，变桨系统，扭矩，转速，功率，包括变桨叶控制速度，后备电源，运行环境温度，环境湿度方面的考虑。

还有发电机的改良，在参与项目的单位中，提出半直驱的永磁电机，采用蒸发冷却的技术，这也是一种新的方案。这个方案可能通过项目组进行实验和验证。还有直驱，虽然我们这个项目，两个设备可能都不采用，但是承担单位也准备开发7MW永磁发电机作为一种尝试。还有就是要测试平台。那么对于7MW机组开发完以后在地面上做完整的实验，因为是海上风电机组，所以地面实验也是很重要的，同时也包括支撑平台的建设。这些测试平台包括变桨系统，叶片测试系统，整体传动力的系统，以及变流器的系统。整个项目的最终实现过程主要通过样机的测试，包括整机部件的测试，然后通过样机的认证，通过国内指定权威机构的认证，最后通过实际示范考核，这些都会写在项目计划里面，每个阶段，科技部都会进行验收的。这就是我们整个项目的设置的情况。

从目前进度来说，5MW机组今年年底安装在第一个示范点，就是在宁波的穿山的一个风电场，这是离海电比较靠近的，还没有真正下到海里，可能到明年下半年到海里，在陆地运行一段时间才会入海，2015年实现整个项目的示范。