明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司總工程師賀小兵在嘉賓演講環(huán)節(jié)發(fā)表了題為《適應(yīng)中國(guó)環(huán)境要求的海上風(fēng)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應(yīng)用》的演講：

 

　　大家好，我跟大家匯報(bào)的題目是《適應(yīng)中國(guó)環(huán)境要求的海上風(fēng)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應(yīng)用》，上午聽(tīng)到一些專家匯報(bào)的內(nèi)容，根據(jù)主機(jī)廠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中和實(shí)踐應(yīng)用的一些情況跟大家匯報(bào)一下。分三個(gè)部分：

 

 

　　中國(guó)沿海的風(fēng)資源跟歐洲不一樣，而且大家知道我們整個(gè)沿海的海岸線比較長(zhǎng)，風(fēng)資源分布事實(shí)上差別很大，就像我們中國(guó)陸上風(fēng)機(jī)開(kāi)發(fā)一樣的，從以前的陜北地區(qū)到中部、南部等等的環(huán)境差距很大，我們的海上風(fēng)電也是一樣的。我記得上午說(shuō)過(guò)現(xiàn)在比較好的資源還是在福建海峽。

 

　　大家可以看到我們目前中國(guó)和歐洲的風(fēng)資源差別是很大的，基本上在歐洲北海的資源都是處于一類(lèi)風(fēng)電場(chǎng)，我們中國(guó)相對(duì)比較好的就是福建、臺(tái)灣海峽這一塊，平均風(fēng)速也可能只有8-9米，能達(dá)到10米也是很少的，其他長(zhǎng)江以北平均風(fēng)速就是7.5米左右，廣東、廣西這些地方風(fēng)速也會(huì)更低，但是還有臺(tái)風(fēng)的影響。

 

　　這里說(shuō)明在整個(gè)中國(guó)沿海的臺(tái)風(fēng)對(duì)我們風(fēng)機(jī)的安全性影響是很大的，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中國(guó)海上風(fēng)機(jī)的產(chǎn)品必須得考慮到臺(tái)風(fēng)的影響，當(dāng)然根據(jù)不同的臺(tái)風(fēng)登錄的概率大小，我們選擇的安全等級(jí)肯定是不一樣的。比如說(shuō)在華南地區(qū)，廣東、浙江、福建、臺(tái)灣海峽、江蘇等等這些地方可能選擇的抗臺(tái)等級(jí)不一樣。

 

　　首先是風(fēng)資源的一個(gè)影響，第二個(gè)其實(shí)地質(zhì)條件對(duì)我們整個(gè)海洋工程的建設(shè)也是影響很大的，大家知道沿海地質(zhì)條件比較復(fù)雜，對(duì)我們海工的工程影響、成本影響也是很大的，由于地質(zhì)條件的影響，其實(shí)我們目前海上工程的建設(shè)成本的一大部分應(yīng)該還是海工這一塊，如果海工這一塊成本能夠降下來(lái)，對(duì)整個(gè)海上的競(jìng)價(jià)上網(wǎng)還是有很大的優(yōu)勢(shì)。

 

　　當(dāng)然根據(jù)不同的地質(zhì)條件我們就要選擇不一樣的樁的形式，其實(shí)很多企業(yè)包括明陽(yáng)也一直在從事相應(yīng)的海樁基礎(chǔ)的研究，但是我要跟大家說(shuō)，就像我們?cè)陉懮嫌没A(chǔ)一樣，在海上要根據(jù)我們的地質(zhì)條件、施工條件，根據(jù)窗口期應(yīng)用不同的樁的基礎(chǔ)，來(lái)滿足我們整個(gè)地質(zhì)條件的要求和施工的要求。就像以前上海院在他們東海大橋用的是高樁承臺(tái)，華東院用的單樁基礎(chǔ)比較多，明陽(yáng)在珠海的時(shí)候用的導(dǎo)管架基礎(chǔ)應(yīng)用比較廣泛。通過(guò)這些基礎(chǔ)形式的應(yīng)用，其實(shí)也應(yīng)該為我們海上風(fēng)電打下了很好的基礎(chǔ)，因?yàn)檫@種基礎(chǔ)形式的應(yīng)用能夠適應(yīng)不同的海域情況。

 

　　第三個(gè)部分實(shí)際上我們還有一個(gè)環(huán)境條件的影響，其實(shí)我最早做中國(guó)風(fēng)電場(chǎng)定制化研究的時(shí)候，除了對(duì)風(fēng)資源特殊情況的研究，其實(shí)環(huán)境條件事實(shí)上對(duì)我們風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性影響也是比較大的，尤其海上在不同的環(huán)境條件下，比如說(shuō)強(qiáng)鹽霧腐蝕、海浪沖刷等等，像張秀芝教授說(shuō)的海浪沖刷我們研究的比較少，尤其是主機(jī)廠還有設(shè)計(jì)院獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)不像相關(guān)研究機(jī)構(gòu)這么多，這些綜合的極端環(huán)境對(duì)我們風(fēng)機(jī)設(shè)備的影響，對(duì)基礎(chǔ)的影響，以及我們對(duì)海底電纜等等的影響，給海上風(fēng)電可靠性帶來(lái)了很大的影響。所以我們都應(yīng)該有一些專題解決方案，尤其是現(xiàn)在大家也知道主機(jī)廠針對(duì)不同的海域條件也設(shè)計(jì)了專門(mén)的技術(shù)條款和技術(shù)規(guī)范來(lái)適應(yīng)這樣一個(gè)極端技術(shù)環(huán)境條件。

 

　　我第二個(gè)部分講一下海上風(fēng)電的技術(shù)要求。

 

　　首先還是要說(shuō)一下一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，一體化技術(shù)其實(shí)是一個(gè)從風(fēng)機(jī)以前只關(guān)注風(fēng)資源對(duì)風(fēng)機(jī)的影響，實(shí)際上就關(guān)注到海上不同的環(huán)境條件和外部條件，對(duì)我們的影響。其實(shí)大家都可以看到，影響風(fēng)機(jī)的當(dāng)然最主要的是風(fēng)資源，其他的還有海文條件、海床地質(zhì)條件、塔架結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)形式等等，張老師說(shuō)的還有洋流或者是海上水文條件對(duì)整個(gè)技術(shù)影響也是很大的。一體化設(shè)計(jì)實(shí)際上只解決了兩個(gè)問(wèn)題，以前主機(jī)是主機(jī)，基礎(chǔ)是基礎(chǔ)，和設(shè)計(jì)院是分開(kāi)設(shè)計(jì)的，帶來(lái)的要么就是安全性過(guò)高，要么就是安全性設(shè)計(jì)不足，通過(guò)海上一體化設(shè)計(jì)實(shí)際上是把設(shè)計(jì)院和主機(jī)廠整個(gè)設(shè)計(jì)方法和手段融合到一起了，這樣就可以避免造成我們兩家提出的過(guò)高或者過(guò)低帶來(lái)的安全性的問(wèn)題，另外我們也能夠通過(guò)一體化設(shè)計(jì)降低整個(gè)基礎(chǔ)造價(jià)的成本。目前海上基礎(chǔ)的成本實(shí)際上在整個(gè)建設(shè)成本里面占到50%以上，還是比例比較高的。所以通過(guò)一體化設(shè)計(jì)實(shí)際上是解決了整個(gè)安全裕度的問(wèn)題。

 

　　明陽(yáng)也一直在開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以前我們?cè)O(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)可能關(guān)注的是空氣動(dòng)力學(xué)，關(guān)注的是傳動(dòng)鏈，關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)，但是到了海上之后我們就把相應(yīng)的剛才說(shuō)的這些邊界條件就納入到我們整個(gè)的開(kāi)發(fā)里面。在做計(jì)算或者分析的時(shí)候，相應(yīng)的所關(guān)注的邊界條件就更多了，就讓我們整個(gè)控制的環(huán)節(jié)就更加準(zhǔn)確。大家知道以前我們做陸上風(fēng)機(jī)的時(shí)候沒(méi)有其他邊界條件的時(shí)候我們可能更多的就加一個(gè)安全系數(shù)1.5倍或者多少倍，但是這些都是不準(zhǔn)確或者不可靠的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)它。我們現(xiàn)在在海上通過(guò)一體化的方式，就把足夠影響到我們整個(gè)海上風(fēng)機(jī)運(yùn)行的外部條件都輸入進(jìn)去，進(jìn)行影響的載荷控制，包括軟件控制等等都放在里面做相應(yīng)的分析，甚至電網(wǎng)的影響，我們都會(huì)放在里面做相關(guān)的分析。

 

　　另外機(jī)組技術(shù)發(fā)展，其實(shí)上午中車(chē)的數(shù)據(jù)就比較明白，隨著機(jī)組的大型化過(guò)后，現(xiàn)在技術(shù)路線越來(lái)越更多的走向半直驅(qū)，這個(gè)技術(shù)就是明陽(yáng)現(xiàn)在在大機(jī)組這塊一直采用的技術(shù)，它采用的是直驅(qū)和雙饋的這樣一個(gè)中間路線，其實(shí)這個(gè)也符合中國(guó)人的傳統(tǒng)觀念，就是走的中庸之道，就是當(dāng)直驅(qū)走到極限的時(shí)候，可能在它的尺寸，它的重量上受到一定的限制，雙饋機(jī)組可能在齒輪的制造難度上會(huì)更加加大，那么我們?cè)?008年的時(shí)候選擇大機(jī)組的技術(shù)路線就選擇了半直驅(qū)，到現(xiàn)在已經(jīng)十年左右了，到現(xiàn)在從整個(gè)運(yùn)行來(lái)看，應(yīng)該來(lái)說(shuō)在行業(yè)內(nèi)還是比較創(chuàng)新的一個(gè)技術(shù)路線。

 

　　目前明陽(yáng)在這塊推出了兩個(gè)平臺(tái)，基于半直驅(qū)，一個(gè)是3/4兆瓦平臺(tái)，現(xiàn)在它的最大的功率已經(jīng)做到4兆瓦156米了，講到這個(gè)平臺(tái)要說(shuō)明什么問(wèn)題？其實(shí)說(shuō)明中國(guó)今后的風(fēng)電的發(fā)展實(shí)際上就兩個(gè)地方，從規(guī)模化發(fā)展，第一個(gè)就是陜北地區(qū)，所以我們開(kāi)發(fā)4兆瓦156米主要是為了今后的陜北地區(qū)，比如搞大基地開(kāi)發(fā)，昨天我還在國(guó)家電投交流的時(shí)候，像烏蘭察布的600萬(wàn)，我們可能要更大的機(jī)組滿足大型化，只有機(jī)組大型化之后才能解決規(guī)?；ㄔO(shè)中所遇到的一些問(wèn)題。

 

　　海上這塊我們根據(jù)中國(guó)沿海的風(fēng)資源條件不一樣，大致就分成了三個(gè)機(jī)組，其實(shí)最早的我們6兆瓦，6.5兆瓦其實(shí)運(yùn)行的時(shí)間非常長(zhǎng)，在如東多海上試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)，當(dāng)時(shí)是兩葉片，但是由于中國(guó)海上資源的變化所以我們現(xiàn)在已經(jīng)升級(jí)成三葉片了，大家可以看到我們根據(jù)廣東、浙江、海南等低風(fēng)速地區(qū)，臺(tái)風(fēng)地區(qū)我們推出了5.5-155這個(gè)機(jī)型，另外在江蘇河北、長(zhǎng)江以北低風(fēng)速地區(qū)我們推出了更大的葉輪直徑。另外在福建海峽我們也將推出7兆瓦158米的高風(fēng)速機(jī)組，我們也開(kāi)始預(yù)研了8-10兆瓦半直驅(qū)機(jī)組。

 

　　在海上這塊今后的規(guī)?；瘜?huì)更加大，大家知道最近廣東國(guó)家電投將招標(biāo)有更大規(guī)模的，應(yīng)該是中廣核一個(gè)是90萬(wàn)的，另外一個(gè)是50萬(wàn)，今后一個(gè)單體的風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組單體的容量越來(lái)越將，單機(jī)的容量也會(huì)越來(lái)越大，將會(huì)對(duì)整個(gè)海上布局的影響，這一塊也是我們今后要重點(diǎn)考慮的，這個(gè)就不像我們?cè)陉懮巷L(fēng)機(jī)怎么把資源利用的最好，能夠滿足我的經(jīng)濟(jì)性，但是到了海上不光是經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題，由于風(fēng)機(jī)的布局間距的問(wèn)題，帶來(lái)的不光是發(fā)電量的降低而是風(fēng)機(jī)的壽命或者風(fēng)機(jī)的可靠性的降低，所以在這塊我們就做了相應(yīng)的研究，通過(guò)布局的優(yōu)化，讓我們的尾流降的更少更低，發(fā)電量和壽命提的更高。

 

　　抗臺(tái)這塊我就不做多做介紹了，抗臺(tái)有幾個(gè)，我把它組織成三句話：一是結(jié)構(gòu)性抗臺(tái)，二是控制性抗臺(tái)，三是管理性抗臺(tái)。什么叫控制性抗臺(tái)？就是臺(tái)風(fēng)來(lái)了并不是一動(dòng)不動(dòng)地站在那兒，而是需要讓我的風(fēng)機(jī)處于最小的載荷狀態(tài)，比如我要控制我的風(fēng)機(jī)，根據(jù)臺(tái)風(fēng)的路徑，臺(tái)風(fēng)的方向，控制風(fēng)機(jī)的迎風(fēng)面積最小來(lái)保證風(fēng)機(jī)受的載荷最小，其實(shí)現(xiàn)在張老師沒(méi)有做具體的分析，其實(shí)我做很多破壞性的臺(tái)風(fēng)對(duì)風(fēng)機(jī)的影響，其實(shí)大部分的風(fēng)機(jī)破壞的時(shí)候不一定是臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速大，而是更多的時(shí)候臺(tái)風(fēng)在某一個(gè)機(jī)位點(diǎn)風(fēng)向變化大，造成了整個(gè)風(fēng)機(jī)的變化，它跟蹤不了載荷的變化，就造成了葉片或者塔筒的斷裂。

 

　　海上風(fēng)電機(jī)組更重要的是風(fēng)機(jī)對(duì)基礎(chǔ)等等鹽霧的腐蝕，對(duì)我們25年的壽命帶來(lái)了很大的考驗(yàn)。其實(shí)風(fēng)機(jī)防腐這塊要分成幾個(gè)，一是本身基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括塔上這塊的結(jié)構(gòu)性防腐這是一方面，我相信這方面如果我們能夠把海洋工程，其他相關(guān)行業(yè)的防腐技術(shù)拿到我們這個(gè)技術(shù)應(yīng)用的話，應(yīng)該是很快會(huì)解決這個(gè)問(wèn)題，所以其實(shí)我們風(fēng)電技術(shù)是一個(gè)吸納各個(gè)其他行業(yè)的一些先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)。

 

　　二是指我們機(jī)組的防腐，這個(gè)防腐實(shí)際上是對(duì)我們提出了更高的要求，因?yàn)檫@個(gè)里面不是單一的結(jié)構(gòu)性防腐，里面有電器元器件，有液壓元器件，有齒輪，還有很多運(yùn)動(dòng)的部件，那么我們就設(shè)計(jì)了一個(gè)比較創(chuàng)新的技術(shù)就是我們像所有的傳動(dòng)部件，電器與元器件它的環(huán)境條件里面，是跟整個(gè)海洋的環(huán)境條件不直接進(jìn)行空氣交換，相對(duì)于是兩套系統(tǒng)，整個(gè)風(fēng)機(jī)的內(nèi)部系統(tǒng)是一套空氣循環(huán)系統(tǒng)，外部大家可以看到裝了一個(gè)很大的冷卻包，實(shí)際上就對(duì)我內(nèi)部的空氣再進(jìn)行一個(gè)不進(jìn)行空氣交換的一個(gè)冷卻方式，這種方式應(yīng)該是說(shuō)目前做起來(lái)還是比較先進(jìn)的，這樣的話就不可能把外間的鹽霧帶進(jìn)去了。

 

　　海上風(fēng)電成本的分析。

 

　　海上風(fēng)電的成本影響其實(shí)就兩個(gè)方面，就是它里面可能發(fā)電量是一塊，另外一個(gè)就是整個(gè)的運(yùn)維成本，包括建設(shè)成本，所以在這塊的話我們?nèi)绾翁嵘l(fā)電量，降低我們的運(yùn)維成本和建設(shè)成本，這將是我們整個(gè)收益里面的兩個(gè)最關(guān)鍵的指標(biāo)。

 

　　實(shí)際上在整個(gè)發(fā)電能力那塊，剛才講我們要提高我們的收益，發(fā)電量是首要因素之一，我們可能在整個(gè)氣動(dòng)效率、傳動(dòng)系統(tǒng)效率、臺(tái)風(fēng)期發(fā)電量、最佳Cp值等等，包括掃風(fēng)面積，其他的可能是一些輔助手段。

 

　　在我們整個(gè)海上機(jī)組里面，剛才講了跟機(jī)組數(shù)量有關(guān)的有哪些，一是機(jī)組這塊占的成本目前大家可以看到，其實(shí)我機(jī)組目前占的成本不到40%，38%，所以大家可以看到剔除主機(jī)這塊大量的海工部分是最快，所以我認(rèn)為我們要有更多的海工方面的建設(shè)單位或者相關(guān)單位進(jìn)來(lái)，如何研究這方面的成本降低將是最大的一個(gè)課題。

 

　　這里拿明陽(yáng)的風(fēng)機(jī)做了經(jīng)濟(jì)成本的比較，大家可以看到從3兆瓦到5兆瓦，因?yàn)闄C(jī)組原來(lái)用的單機(jī)容量越來(lái)越大過(guò)后它的收益率越來(lái)越高，不一定發(fā)電量高，為什么？因?yàn)闄C(jī)組大了過(guò)后，相應(yīng)的基建成本低了?，F(xiàn)在一般的建設(shè)成本大概是1.7-1.8萬(wàn)一個(gè)機(jī)組左右，在現(xiàn)在的海上電價(jià)情況來(lái)看，它的收益率是非常高的。

 

　　更重要的在運(yùn)維過(guò)程中我們需要更多的比如大數(shù)據(jù)、智慧化，包括數(shù)字化等等這一塊，實(shí)際上我們進(jìn)入海上風(fēng)場(chǎng)真的要做到無(wú)人職守或者少人職守，就是要做到我們現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)相關(guān)的像云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的管理。

 

　　當(dāng)然相應(yīng)的狀態(tài)運(yùn)維等等這些我們也必須要做得到才行。我就不展開(kāi)講了，因?yàn)榭赡艽蠹視?huì)講的很多。

 

　　其實(shí)還要跟大家匯報(bào)一下最近我們?cè)谂d化灣運(yùn)行的明陽(yáng)的兩臺(tái)5.5/7.0兆瓦平臺(tái)機(jī)組。并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)，總發(fā)電量達(dá)到1619.93萬(wàn)千瓦時(shí)。10月最新數(shù)據(jù)顯示，兩臺(tái)機(jī)組發(fā)電量再創(chuàng)新高，達(dá)到462.70萬(wàn)千瓦時(shí),可利用率達(dá)99.92%。

 

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