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利刃出鞘!东方电气备战深远海漂浮式风电

   2023-11-17 北极星风力发电网冉小冉6470
核心提示:东方电气正在以“六电并举、六业协同”积极践行“双碳”国家战略

11月10日,“国之重器”——东方电气18MW直驱海上风电机组重磅下线,距离其在2023年北京国际风能展发布18MW直驱、半直驱两大海上风电大兆瓦“拳头”产品尚不足一个月,步伐之迅速令行业瞩目。

“海上风电大型化、平价化是未来发展的趋势,但是这一切都是建立在产品可靠的基础上。”东方风电风电研究设计院工程技术室主任专家杨奎滨在与北极星风力发电网深入探讨时指出,“东方风电的大型化技术创新始终建立在试验验证的基础上,设备降本也是以质量可靠为首要前置条件。”

在东方风电来看,推动风机机组大型化发展已不仅是国内海上风电深远海迈进的迫切需求,更是以降本增效为目标高质量发展的必然结果。在此过程中,机型快速迭代下的可靠性管控、追求极致的技术创新就变得尤为重要。

这一发展理念,也在18MW“大国重器”的研发和应用上得到全面彰显。

可靠稳定与降本增效同步推动

产品可靠性始终是制造企业的安身立命之本,也是风电产业能否高质量发展的核心评价标准。

据杨奎滨介绍,东方风电主要从两个思路来落实保障风电机组产品可靠性、稳定性,以及基于技术创新、新材料应用来整体来推动机组技术进步和成本下探工作。

一方面,东方风电搭建了覆盖产品全生命周期的质量管控和验证体系,包括设计质量和实物质量,设计质量通过设计过程的严格管控和机组的后评估、试验验证来保证;实物质量则是通过全生命周期过程的数据管控来实现大兆瓦风机应用的稳定性与安全性。

如东方风电iPACOM智慧风电系统的应用,该系统将物联网、工业大数据、人工智能、网络安全、能源安全等技术与风电生产系统跨界融合,形成行业先进的集智能风机、智慧风场、区域中心和全球中心一体化解决方案,不但实现了“端云协同”在电力生产区的创新应用,更是为机组运行阶段的稳定可靠形成强力支撑。

新材料的应用上,以刚刚下线的18MW直驱海上风电机组为例,该机组产品由东方电气与华能集团海上风电创新联合体创新开发,叶片采用东方电气自主研发的大厚度、钝尾缘、高性能翼型,应用气动结构一体化设计技术和弯扭耦合自适应降载技术,材料上使用新型碳纤维拉挤板材料和新型主梁结构,兼顾了结构安全性和经济性。

思路之二,就是在机组高速迭代过程中推动从硬件到软件的全面迭代。

还是以刚刚下线的18MW直驱海上风电机组为例,该机型采用行业首创全国产化集成式双驱变桨系统,不但解决了关键核心技术“卡脖子”难题,也有效改善超大型风电机组变桨传动的机械承载,提升使用寿命。

而且,该机组已实现了叶片、发电机、变流器、变压器、控制系统等软、硬件的完全国产化,为产品应对未来降本增效需求和稳定可靠运行提供坚实的基础。

18MW大风机备战深远海

事实上,东方风电海上机组的可靠性,也来源于其成熟可靠的产品平台延伸。

2019年,东方电气发布亚洲首台10MW海上风机,翌年10MW海上风电机组批量化投运,已经是迄今国内运行时间最长、更稳定、可利用率更高的大容量海上风电机组;

2022年2月,东方电气自主研制、拥有完全自主知识产权的13MW海上风电机组下线,并于2023年6月在平潭外海风电项目完成吊装,实现在海上风电大兆瓦机组商业化应用上的引领。

18MW海上直驱风电机组同样采用平台化设计,充分发挥了东方电气永磁直驱和全功率变流技术路线优势,在平台整体可靠性、安全性的验证下,成为东方电气备战深远海的一大利器。

“大型化之外,海上风电正在快速向深远海迈进,从经济性和可实施性方面考量,漂浮式海上风电机组是更适合深远海的装备。而18MW机组就是东方电气为备战深远海漂浮式风电做的技术储备。”杨奎滨说,“该平台化17MW直驱机组将于明年在海南万宁项目正式进入测试验证,机型运动适应性更强,对浮体要求更低,总体成本更有优势。”

也就是说,东方电气将在2024年实现国内第五个漂浮式风电样机的建设和示范应用工作,并且是应用17MW大型化海上风电机组设备。在此之前,国内4个漂浮式风电示范项目“三峡引领号”、“中国海装扶摇号”、“海油观澜号”以及“国能共享号”采用的均是4-8MW海上风电机组设备。

在此过程中,最大的挑战是漂浮式风电的一体化设计。即如何实现浮体结构、机组基础、系泊系统、风电机组的稳态控制,以及如何在叠加载荷控制、整体气动分析的情况下,保障一体结构整体稳定运行,还能达到发电量最优目标。

可以说,漂浮式项目体现了海上风电技术的制高点,而中国已经先于全球海上风电产业进入了技术深水区。

在经过几年时间持续不断地技术攻关和探索创新下,目前东方电气在自主开发算法和软件模型上取得了突破,在一体化仿真、浮体结构设计和校核、系泊系统设计和校核等方面形成了自己的核心技术优势,成功为2024年大兆瓦漂浮式样机的建设工作埋好伏笔。

当前,东方电气正在以“六电并举、六业协同”积极践行“双碳”国家战略。东方风电作为东方电气可再生能源重要业务板块,更是得到了集团层面的战略倾斜和资源支持,在关键核心技术突破、大型风电设备制造、工业低碳数字化转型上获得了领先优势,持续推动中国风电产业升级,在全球范围内引领风电发展趋势和浪潮。

 
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