在剛剛結(jié)束的2019中國風(fēng)能新春茶話會上，中國海裝H171-5MW海上風(fēng)電機組因
“創(chuàng)造三類海上風(fēng)區(qū)3900小時世界紀錄”榮獲
2018年度最佳機型。記錄如何創(chuàng)造？本文且為您解讀中國海裝5MW海上風(fēng)電機組的前世今生。
在我國發(fā)展海上風(fēng)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的背景下，中國海裝率先打開局面，研制具有全部知識產(chǎn)權(quán)的5MW海上風(fēng)電機組，并首次批量化引用，對國內(nèi)海上風(fēng)電機組的技術(shù)走向產(chǎn)生了積極影響，也為我國海上風(fēng)電探索大機組應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗。
風(fēng)電整機企業(yè)的核心技術(shù)體系的形成、千億級海上風(fēng)電市場的發(fā)展的推動、海上小批量機組的高質(zhì)量運行，一系列海上風(fēng)電領(lǐng)域的碩果，中國海裝認為這是拼速度式的發(fā)展所換不來的。而深耕海上風(fēng)電這條路，中國海裝已經(jīng)走過了十個年頭。
?2008年09月 項目策劃
?2009年09月 成立項目組
?2010年09月 確定技術(shù)路線
?2011年08月 詳細設(shè)計完成
?2012年07月 首臺樣機下線
?2013年09月 通過設(shè)計認證
?2014年9月 通過低穿測試
?2015年12月 獲得首個批量訂單
?2016年10月 批量下線
?2017年10月 批量運行
2008.9-2010.1高瞻遠矚 提前籌劃
截至2008年底，世界海上風(fēng)電裝機總量達148.52萬kW，其中歐盟裝機量占比90%。此外，有海上風(fēng)電開發(fā)經(jīng)驗的國家也不斷增多，丹麥、荷蘭、瑞典、英國、愛爾蘭等國商業(yè)化運行的海上風(fēng)電場達到22座；德國、法國、意大利、比利時、日本也都建成或在建海上試驗風(fēng)電場；美國也開始重視海上風(fēng)電的開發(fā)。
反觀國內(nèi)，海上風(fēng)電大兆瓦機型缺失，技術(shù)水平與國際存在巨大差距。我國海洋風(fēng)能資源極其豐富，其中沿海水深2-15米近海區(qū)域的風(fēng)力資源可開發(fā)儲量有7.5億千瓦、是陸地風(fēng)力資源的3倍，而且靠近我國的用電負荷中心。中國海裝認為，開發(fā)近海風(fēng)電有利于實現(xiàn)我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標，是實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重大舉措。
2008年，中國海裝開始了海上風(fēng)電領(lǐng)域的探索，5MW海上風(fēng)電機組項目策劃就誕生于這一年。次年，中船重工集團召開風(fēng)電產(chǎn)業(yè)工作會，確立了中國海裝在推進集團風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的龍頭地位，初步形成了中船重工系統(tǒng)風(fēng)電裝備配套產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)。
2009年，中國海裝獲得國家科技支撐計劃——“國家近海5MW海上風(fēng)電機組整機設(shè)計、集成及示范項目”、國際科技合作項目——“國家5MW海上風(fēng)電機組核心關(guān)鍵技術(shù)研究”等重大科研任務(wù)。
2010年1月，經(jīng)專家組充分認證，國家科技部唯一授權(quán)中國海裝組建“國家海上風(fēng)電工程技術(shù)研究中心”。自此，中國海裝5MW海上風(fēng)電項目正式拉開帷幕，而中國海裝也因同時承擔(dān)三大國家級風(fēng)電項目，在國內(nèi)外風(fēng)電界引發(fā)了廣泛關(guān)注。
2010.9-2014潛心經(jīng)營 驚艷亮相
國內(nèi)早期海上風(fēng)電機型，或為陸地機組經(jīng)過適應(yīng)性改造后使用，單機容量小；或為直接引進國外成熟技術(shù)，運維、優(yōu)化受制于人。中國海裝認為，只有針對中國海域海床條件和風(fēng)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。
經(jīng)過2010年09月確定技術(shù)路線，2011年08月完成詳細設(shè)計，中國5MW海上風(fēng)電機組首臺樣機于2012年7月成功下線，同年10月完成吊裝，12月完成并網(wǎng)滿發(fā)。自此，中國海裝掌握了5MW級海上風(fēng)電機組關(guān)鍵核心技術(shù)，標志著中國海裝已步入我國風(fēng)電技術(shù)最前沿行列。
中國海裝5MW海上風(fēng)電機組于2013年9月通過設(shè)計認證，2014年9月通過低電壓穿越型式試驗，2016年獲型式認證。這使得中國海裝5MW海上風(fēng)電機組成為了國內(nèi)首個通過設(shè)計認證、低穿測試、型式認證的機型。同時，也成為了國內(nèi)外為數(shù)不多的能實現(xiàn)樣機年可利用率超過95%的機型。
在此基礎(chǔ)上，中國海裝推進實施三方面工作：一是，在現(xiàn)有成熟機型的基礎(chǔ)上，改進設(shè)計開發(fā)更大風(fēng)輪直徑的機組。二是，搭建可靠性試驗平臺，建設(shè)全尺寸、全功率、全工況研究試驗平臺，開展試驗風(fēng)場建設(shè)，打造國家級研發(fā)設(shè)計試驗驗證工作站。三是，獲取風(fēng)場資源，制造專業(yè)安裝船和運維船；獲取業(yè)主需求，打通海上風(fēng)電開發(fā)全流程，推動行業(yè)進步。
2015至今 批量驗證 穩(wěn)定運行
2015年12月，中國海裝5MWW海上風(fēng)電機組獲得首個批量訂單。次年10月，該機組在海裝江蘇公司批量化生產(chǎn)下線，同年12月底首臺安裝完成，樹立了公司海上風(fēng)電領(lǐng)導(dǎo)者形象。本次批量下線的5MW海上風(fēng)電機組是全球唯一一款適應(yīng)所有海域、各類風(fēng)區(qū)的5MW級別海上風(fēng)電機組。它是第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)并批量生產(chǎn)的海上風(fēng)電機組，標志著中國裝備制造業(yè)成功掌握了大型海上風(fēng)電設(shè)計制造技術(shù)，打破了國外行業(yè)壟斷，進入批量化生產(chǎn)階段。
2017年10月，亞洲最大海上風(fēng)電場建成！中國海裝5MW風(fēng)電機組首次批量應(yīng)用。2016年12月31日，中國海裝啟動首臺5MW風(fēng)電機組吊裝工作，2017年8月11日，最后一臺也是中國海裝首臺H171-5MW風(fēng)機完成吊裝，至此20臺5MW風(fēng)電機組高高矗立于黃海之上。2017年9月8日，20臺機組順利完成調(diào)試并網(wǎng)，標志著中國海裝在海上風(fēng)電領(lǐng)域取得了階段性重要成果，展現(xiàn)了中國海裝海上風(fēng)電領(lǐng)導(dǎo)者形象，是中船重工集團公司軍民融合、技術(shù)領(lǐng)先的又一重大成果。同年11月，中國海裝2臺H128-5MW風(fēng)電機組在福建省福清市興化灣海上風(fēng)電樣機試驗風(fēng)場完成測試，成功并網(wǎng)發(fā)電。
作為國家海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研究中心依托單位，中國海裝還進行了一系列海上風(fēng)電的探索。海上風(fēng)電防腐方面，在編制并發(fā)布了首個國家《海上風(fēng)力發(fā)電機組防腐規(guī)范》GB/T33630-2017的基礎(chǔ)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(zhuǎn)換與模型驗證、雙風(fēng)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(shè)計等研究工作。由中國海裝申報的“海上浮式風(fēng)電裝備研制”項目已獲工信部立項；更大海上風(fēng)電機組研制方面，“10MW級海上風(fēng)電機組關(guān)鍵技術(shù)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。
王國維在《人間詞話》一書中曾用三句詩表達古今之成大事業(yè)、大學(xué)問者，必須經(jīng)過的三種境界。中國海裝5MW海上風(fēng)電機組的十年，正是經(jīng)歷了這三重境界，從獨上高樓提前布局，到衣帶漸寬潛心研究，到屹立燈火闌珊處穩(wěn)定運行。中國海裝走過了一條引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展、堅持自主研發(fā)的敢想敢干敢拼之路。回首來路，5MW海上風(fēng)電機組的十年踐行了“致力于成為中國海上風(fēng)電技術(shù)引領(lǐng)者”的口號；眺望前方，中國海裝亦將繼續(xù)前行，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
中國海裝
2019年1月23日
