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初心不改,無問西東——中國海裝海上風電批量化運行數(shù)據(jù)全場第一

 

初心不改,無問西東

——中國海裝海上風電批量化運行數(shù)據(jù)全場第一

 

在剛剛結束的2018中國風能新春茶話會上,由于持續(xù)推動國內(nèi)海上風電等領域的發(fā)展,中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司(以下簡稱“中國海裝”)獲評“2017年度中國風能行業(yè)建設杰出貢獻企業(yè)”。

而華能如東205MW海上風電機組的良好表現(xiàn)則對這一獎項給予了最好的回應。



201712月,在月平均風速5.93m/s的條件下,205MW機組總計發(fā)電1444.73MWh,平均利用小時數(shù)為234.7119H151單臺機組等效滿發(fā)小時數(shù)231.85,單臺H171機組等效滿發(fā)小時數(shù)為288.95),平均可利用率99.57%。由此推算,在年平均風速低于7m/s的長江口以北海上風電場,H151-5MW全年等效滿發(fā)小時數(shù)超過2500,H171超過3000不再只是理論值。

等效滿發(fā)小時數(shù)的提升將直接縮短海上風電場開發(fā)的投資回收期,大大降低項目開發(fā)的風險。作為國內(nèi)首個批量5MW海上風電機組運行的項目,中國海裝用穩(wěn)定運行的數(shù)據(jù),交出了一份合格的答卷。這份答卷將對增強行業(yè)信心、推動中國海上風電穩(wěn)步前進產(chǎn)生積極影響。

 

勵精圖治 十年探索路成績斐然

事實上,這并不是中國海裝第一次用實際行動在推動行業(yè)進步:

Ø  2007年,全國最大風輪直徑、功率等級H93-2MW研制成功

Ø  2008年,培育2MW供應鏈,啟動5MW海上風電項目研制策劃

Ø  2009年,獲得國家海上風力發(fā)電工程中心籌建批復,2MW批量全國規(guī)模最大


Ø  2010年,確定了長江口以北H151、長江口以南H128的第一代5MW平臺總體技術路線,正式啟動5MW研制項目

Ø  2011年,用5MW研制過程中的技術反哺2MW,開發(fā)并推出H102-2MW機型,有效提升發(fā)電量10%以上,拉開了中國風電引領全球風電技術發(fā)展方向的大幕;同年,中國海裝用3天時間通過低穿型式試驗,用4天時間成為國內(nèi)第一個通過低穿抽檢的整機企業(yè)

Ø  2012年,2臺全球風輪直徑最大H151-5MW樣機安裝并網(wǎng)滿發(fā)


Ø  2013年,匯同中國船級社,完成國內(nèi)首個海上風電設計認證,H111-2MW研制成功

Ø  2014年,聯(lián)合中國電科院,完成國內(nèi)首個海上低穿測試,H120-2MW研制成功;

Ø  2015年,H111-2MW機型位列全球機型成交量第八

Ø  2016年,5MW獲得國內(nèi)首個海上風電型式認證并批量生產(chǎn)


Ø  2017年,全球最大H171-5MW、H146-3MW并網(wǎng)運行


一次領先是偶然,長期引領則是深厚積淀帶來的必然。作為十大軍工集團之一——中國船舶重工集團有限公司(以下簡稱“中船重工”)的一類企業(yè),中國海裝秉承中船重工的軍工精神,深知落后就要挨打,掌握核心技術成為了銘刻在創(chuàng)業(yè)團隊骨髓中的執(zhí)念。

 

海工積淀 全產(chǎn)業(yè)鏈整合成果突顯

“很難想象,先研制一艘樣航母,然后再做正式產(chǎn)品!

正如國防科工局可靠性專業(yè)組專家、中船重工質(zhì)量與可靠性專業(yè)組副組長張子劍,在第二屆中國風電質(zhì)量與可靠性論壇上的發(fā)言所說,船舶系統(tǒng)的特點與風電特別是海上風電高度相似:二者均為復雜巨系統(tǒng),具備環(huán)境耦合強、通用質(zhì)量特性全、研制階段獨特、驗證困難的特點。因而,中國海裝充分意識到海上風電研制的風險。

相較陸上風電,海上風電除了是風電項目,也是海洋工程,除了風電技術,更需要借助先進的海洋工程技術。中船重工是我國海軍武器裝備研制的主體和核心力量,在海洋工程方面具有豐富的經(jīng)驗與強大的實力,依托中船重工的海工技術,中國海裝在海上風電領域具有得天獨厚的優(yōu)勢。

中船重工擁有雄厚的大型成套設備開發(fā)制造和系統(tǒng)集成能力,憑借中船重工產(chǎn)業(yè)鏈,中國海裝具備近乎完整的風電機組零部件配套體系。從五大核心部件——葉片、齒輪箱、發(fā)電機、主控、變槳,到三大結構件——輪轂、機架、主軸,再到液壓、剎車、冷卻、滑環(huán)等各類系統(tǒng)配套件,中國海裝可實現(xiàn)近90%的配套服務能力,央企的體制可以確保風電機組在風機20余年全生命周期的運行和維護。



中船重工全產(chǎn)業(yè)鏈

中國海裝全產(chǎn)業(yè)鏈將深厚的軍工技術積淀運用于風電機組研制開發(fā),并遵循“技術同源、產(chǎn)品同線”的軍工設計研發(fā)理念,將成熟的標準化生產(chǎn)管理標準體系引入風電整機制造產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)了跨平臺零部件通用化、系列化、模塊化設計,具備了零部件通用互換,提高了維護的可靠性和方便性,降低了配套成本。不同于以往的配套商整合,在集團化戰(zhàn)略的發(fā)展過程中,通過產(chǎn)業(yè)升級轉型而來,中國海裝的全產(chǎn)業(yè)鏈不是后期塑造的,是強大而深厚的工業(yè)沉淀,在當今工業(yè)革命的變革下自然而然的凝聚。

作為中船重工傾力打造的風電產(chǎn)業(yè)龍頭單位,中國海裝是國家科技部唯一授權組建的國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心的依托單位。中國海裝充分發(fā)揮中船重工得天獨厚的海洋技術優(yōu)勢,依托軍工品質(zhì)的風電全供應鏈,極大地促進了技術進步和創(chuàng)新。重點打造的5MW海上風電機組產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性得到了行業(yè)高度認可,技術水平也已達到國際先進水平,與遼寧艦、蛟龍?zhí)栆徊⒊蔀橹写毓さ奶厣?

 

保駕護航 首創(chuàng)海上整體解決方

在海上風電技術發(fā)展的基礎上,中國海裝首次提出了海上風電整體解決方案。在開發(fā)初期,即成立專門的最優(yōu)整體解決方案團隊,旨在從前期規(guī)劃階段就開始完善整體解決方案,保證機組的性能得到最大程度的釋放,實現(xiàn)整場效益最優(yōu)。

這套解決方案涵蓋了從前期資源評估、項目開發(fā)、設備選型、風機布置,到設備一體化載荷仿真計算和建模、項目安裝建設、一體化運維。

系統(tǒng)完善的前期資源評估。在華能如東項目中,中國海裝依托國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心,利用與國家氣候中心合作開發(fā)的LiGa平臺,對海洋區(qū)域的風資源做出精確規(guī)劃,分析獲得規(guī)劃海域的風資源分布狀況及風資源儲量;同時精確分析區(qū)域資源,結合規(guī)劃區(qū)域的海床地質(zhì)進行一體化的機組選型和排布設計,為優(yōu)化海上整體解決方案打下堅實的基礎。


中國海裝LIGA風資源評估系統(tǒng)

 

中國海裝手持數(shù)百萬千瓦海上風電資源,開展了近十個項目的前期工作,部分項目已完成核準,全程參與了數(shù)個項目的建設和運維,擁有較豐富的項目開發(fā)經(jīng)驗。


超越經(jīng)濟指標的海上風電機組。2017年,華東勘測設計研究院有限公司依托中國海裝如東300MW海上風電場工程以及樂亭海域項目、平潭海域項目進行海上風電經(jīng)濟性評價工作。分析報告指出,具有對于年平均風速低于7.5m/s的長江口以北的海上風電場,單位千瓦掃風面積3.5左右的機組,設計理論年等效滿發(fā)小時數(shù)大約為2600。要達到3000小時的目標,需要單位千瓦掃風面積4.5以上的機型才能有所保障,目前僅有171-5MW等少數(shù)機型能夠達到這一目標。

 

更多了解:年等效滿發(fā)利用小時數(shù)超過3000是中國海上風電機組的發(fā)展方向

中國能源報:http://mp.weixin.qq.com/s/Issmf9l7wTKr6pB_uI8fqw

能源雜志:https://mp.weixin.qq.com/s/mjb67hi90SW8D3-S6iueAg

 

自主領先的海上風電安裝平臺。海上風電的建設受環(huán)境復雜性的影響,具有用什么樣的吊裝設備尤為重要。依托中船重工集團的優(yōu)勢資源,中國海裝打造了海上風電安裝平臺。


一體化海上風電場運維。與陸上風電場相比,海上風電場的運行維護更加困難,如風、浪、潮汐,讓運維船難以靠近風力發(fā)電機組,從而使機組不得不面臨更長的停機時間及更低的可利用率。因而,考慮一種縮短停機時間、提高可利用率、提高收益的方式顯得非常重要。為此,中國海裝制定了一體化海上風力發(fā)電場運行維護優(yōu)化策略。

策略的研究針對風電場運行維護期間的非計劃性維護。當一個特定的海上風電場中同時出現(xiàn)多臺風機故障時,對于運維船的分配以及對不同運維策略的計算,通過仿真實驗,對氣候條件、實際故障、運輸系統(tǒng)分析模擬,最終選擇出使得停機時間最短、成本最低、收益最高、可利用率最高的最優(yōu)運維策略。

 

更多了解:海上風電運維服務探索之運維船

http://mp.weixin.qq.com/s/YJ-kpW28lVDLfYNoTfFLeQ

 

作為國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心依托單位,中國海裝還進行了一系列海上風電的探索。海上風電防腐方面,在編制并發(fā)布了首個國家《海上風力發(fā)電機組防腐規(guī)范》GB/T33630-2017的基礎上,持續(xù)開展一體化防腐解決方案研究;海上浮動式方面,已完成模型轉換與模型驗證、雙風機協(xié)調(diào)控制、葉片截面插補、浮動式載荷差異性、維護方案設計等研究工作;更大海上風電機組研制方面,“10MW級海上風電機組關鍵技術研究項目已獲得中船重工2017年度科技創(chuàng)新與研發(fā)項目正式立項。


海上風電整體解決方案,全面展示了中國海裝在海上風電領域的底蘊和實力。而華能如東205MW機組卓越表現(xiàn),也驗證了這套方案的有效性和可靠性。2018年,更多的海上風電場將應用這套解決方案。