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打造半直驱,是为更好迎接平价时代

2022-08-18 10:37:22 《风能》杂志   作者: 赵靓  

受访人: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

作为海上整机头部企业,电气风电调整永磁直驱技术路线研发战略,并适时加强对半直驱技术路线的投入,针对平价时代中低风速海域推出半直驱平台,意图实现海上风电度电成本的进一步降低。在海上双平台新品纷纷登场之际,上海电气风电集团股份有限公司副总裁兼海上销售事业部总经理吴改做客《风能》,介绍电气风电对未来海上风电发展的前景构想与实践方向。

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。




责任编辑: 李颖

标签: 半直驱 平价时代

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