风能作为一种可再生清洁能源,是新能源产业领域的重要组成部分。风力发电、特别是利用海洋优质风力资源的海上风力发电,已经成为了风能利用的新趋势。近年来,中国风电发电量占比逐年上升,2021年风电发电量占总发电量达到7.5%,共6526亿千瓦时。海上风电市场同步迅速扩容,累计装机2639万千瓦,新增装机1690万千瓦(如图1所示)
图1 2007-2021年间我国海上风电装机量( GW )
伴随着海上风电市场规模不断扩大、国际市场竞争参与不断深入和海上风场向深远海发展的趋势所带来的技术与管理方式的改变,海上风电产业对于标准化、特别是国际标准化的需求越来越高。海上风电领域国际标准化工作机构主要包括:IEC/TC 88风能发电系统技术委员会和ISO/TC 8船舶与海洋技术技术委员会。IEC/TC 88风能发电系统技术委员会主要负责开展风力发电系统领域的标准化工作,包括风机、陆上和海上发电厂,以及其与电力系统的相互作用,目前已发布46项国际标准,34项在研(如表1统计),研制范围包括齿轮箱、噪声测量、功率测量、结构试验、通信控制等。ISO/TC 8船舶与海洋技术技术委员会主要负责风场作业、信息流控制等非系统领域的国际标准化工作。
表1 IEC/TC 88风能发电系统技术委员会在研国际标准
由于海上风电领域具有产业链长、覆盖领域广的总体特点,可以根据海上风电产业范围(如图2所示)确定国际标准化工作的切入点。产业范围中:上游为配件及材料(叶片、塔筒、轴承、齿轮箱、电控系统等),中游为风电主机、海底电缆及海上风电施工,下游为海上风电投资、运营等。统筹多项技术领域资源,优化国际标准化工作推进策略,是以国际标准化促进海上风电领域技术优化,产业竞争力提升的重要手段。
图2 海上风电产业链
海上风电在研国际标准研究内容契合当前产业与技术发展热点,涵盖了浮式风机整体设计、风机传动与控制系统和转子叶片载荷分析等当前技术发展需要。与此同时,基于大型深海浮式风机、半直驱机组具有的高发电量和低故障率表现,包括大型风机、浮式风机、半直驱机组和一体化海洋资源开发等技术趋势现在较为明晰,也将会是未来国际级标准化工作推进的重点。