華能如東海上項目為國產(chǎn)5兆瓦風機應用探路海上風電加速邁入大機組時代

2017-10-18 09:45:28 中國能源報　點擊量：評論 (0)

日前，華能江蘇如東八仙角海上風電項目順利完成240小時試運行，全面進入商業(yè)運營階段。這是迄今為止亞洲已建成的裝機容量最大的海上風電項目。然而，對行業(yè)影響更深遠的是，項目首次批量化應用了國產(chǎn)5兆瓦海上風

日前，華能江蘇如東八仙角海上風電項目順利完成240小時試運行，全面進入商業(yè)運營階段。這是迄今為止亞洲已建成的裝機容量最大的海上風電項目。然而，對行業(yè)影響更深遠的是，項目首次批量化應用了國產(chǎn)5兆瓦海上風電機組。無疑，該項目的得失將影響我國風電機組的技術(shù)走向，也將為我國海上風電探索大機組應用積累寶貴的經(jīng)驗。

缺少適宜的國產(chǎn)海上機組

海上風電被公認為風電行業(yè)的未來發(fā)展方向。如果粗略做個計算，將“十三五”時期的裝機規(guī)劃目標分解到各年，則意味著我國海上風電裝機至少年均新增84萬千瓦，而2016年我國海上風電裝機容量僅僅新增了59萬千瓦。這預示著未來一個時期，海上風電的市場潛力將加速釋放。

業(yè)內(nèi)認為，在我國發(fā)展海上風電的過程中，面臨著成本較高、技術(shù)缺乏有效驗證、標準缺失等一系列掣肘因素，其中，一個明顯短板是，一直以來缺乏適宜性的海上風電機組。

“早期發(fā)展海上風電，或是陸地機組經(jīng)過防腐等適應性改造后下海，雖具有一定的可靠性但單機容量小，或是引進國外成熟技術(shù)，但國內(nèi)企業(yè)并不掌握其核心技術(shù)，運維、優(yōu)化均制于人。因此，只有針對中國海域海床條件和風資源特點，自主研制具有核心技術(shù)的國產(chǎn)化機組才是出路。”國內(nèi)某海上風電開發(fā)商技術(shù)負責人說。

中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會風能設(shè)備分會秘書長祁和生對記者表示，發(fā)展海上風電不能照搬陸上模式。不論從設(shè)計、制造、安裝、運維各個方面海上風電都要提升到一個新的高度。必須以高可靠性、高技術(shù)成熟度來考量，杜絕設(shè)備質(zhì)量問題發(fā)生，尤其是大部件的質(zhì)量問題。

“我國海上風電已經(jīng)開始進入規(guī)模化發(fā)展的時代。從目前實施的項目來看，對大容量海上風電機組的需求與日俱增。”中國電建華東院副總工程師趙生校認為。

針對這一市場趨勢，金風科技、明陽風電、中國海裝、聯(lián)合動力等國內(nèi)主流整機商都在積極布局5兆瓦及以上容量的海上風電機組。此次華能如東八仙角項目中由中國海裝提供的20臺5兆瓦海上機組正是5兆瓦級別海上機組的國內(nèi)首次批量化應用。

缺乏批量化應用檢驗

風電機組是非常強調(diào)適應性的裝備，因此必須與海域條件和風資源狀況密切相關(guān)。

記者了解到，我國風能資源最豐富的區(qū)域出現(xiàn)在臺灣海峽，由該區(qū)域向南、北兩側(cè)大致呈遞減趨勢。具體而言，江蘇、山東等長江以北屬于典型的低風速、無臺風風險市場，需求大葉輪機組，河北、遼寧等更北部海域還要考慮海冰的影響；廣東、浙江等屬于典型的低風速、有臺風風險市場，需求的是大葉輪抗臺風機組；福建、粵東部分區(qū)域、臺灣海峽等屬于典型的高風速、有臺風風險市場，需求的是更大容量抗臺風機組。

據(jù)祁和生透露，從風電機組制造上說，歐洲6兆瓦海上風電機組已形成產(chǎn)業(yè)化能力并批量安裝，8.5兆瓦及9.5兆瓦海上風電機組進入樣機試運行階段，12兆瓦的海上風電機組也已經(jīng)開始進設(shè)計；我國海上風電機組容量以3兆瓦-4兆瓦為主，5兆瓦-6兆瓦風電機組多處于小批試驗階段，與國外技術(shù)水平仍有較大的差距。

有預測顯示，預計2020 年前，3.6兆瓦-6兆瓦機組是海上風電的主流機型，小批量7兆瓦-10兆瓦機組將進入海上風電場；2021-2030 年，10兆瓦-15兆瓦機組將成為海上風電的主流機型，小批量16兆瓦-20兆瓦機組將進入海上風電場。

不過，就我國海上風電存量市場而言，仍是3兆瓦-4兆瓦機組的天下。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，截至2016年底，在我國吊裝的海上風電機組中，單機容量為4兆瓦機組最多，累計裝機容量達到74萬千瓦，占海上裝機容量的45.5%，其次是3兆瓦裝機，容量占比為14%。

“與國外差距的一個明顯表現(xiàn)是，我國大部分整機制造廠家研發(fā)的海上大機組都沒有長時間、大批量的運行經(jīng)驗，基本處于機組設(shè)計研發(fā)、樣機試運行階段。華能如東八仙角5兆瓦機組的批量化應用首先能夠檢驗國產(chǎn)海上大機組技術(shù)是不是成熟，其次，通過批量化應用，可以發(fā)現(xiàn)在樣機等其他階段發(fā)現(xiàn)不了的問題，為今后的技術(shù)持續(xù)改進提供參考。”一位業(yè)內(nèi)專家表示。

中國海裝相關(guān)技術(shù)負責人告訴記者，5兆瓦海上機型從正是沿著樣機、小批、批量化各個階段一步步扎實走下來，才獲得了持續(xù)的技術(shù)優(yōu)化。比如，機艙塔筒動力電纜排布形式優(yōu)化，改善散熱；優(yōu)化軸承排脂系統(tǒng)，減少漏脂風險；優(yōu)化風輪整體吊裝，減少吊裝時間；優(yōu)化輪轂散熱，減少輪轂熱量，改善電氣部件運行環(huán)境等。從供應鏈質(zhì)量管控方面來講，從樣機到小批量應用，使產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)得到了固化，對零部件的質(zhì)量管控能力也得到了加強。

“5.兆瓦樣機從2012并網(wǎng)運行至今已有5年時間，對樣機運行期間所出現(xiàn)的問題，在小批量階段進行了優(yōu)化，整體上提高了機組的可靠性。從樣機到小批量運行，豐富了海上風電的運維經(jīng)驗，加強了海上風電運維風險的管控能力，為整個行業(yè)海上風電基礎(chǔ)設(shè)計能力、載荷優(yōu)化控制能力的提升積累了豐富的經(jīng)驗。”上述負責人稱。