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重磅!中国海装H260-18MW海上风电机组面世

日期:2023-01-06    来源:中国海装

国际风力发电网

2023
01/06
08:47
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关键词: 中国海装 海上风电 风电机组

近日,由中国船舶集团有限公司牵头,中国船舶集团海装风电股份有限公司自主研制的H260-18MW海上风电机组在山东省东营经济开发区海上风电产业园研制成功,单机功率最大、风轮直径最大的全球纪录,再次被刷新。中国海装已突破大功率海上风电机组及关键部件核心技术,引领全球海上风电领域达到新的里程碑,对促进国家能源结构转型、加快实现“3060”目标具有深远意义。

百舸争流 乘风御海“大”时代

党的十八大以来,以风电作为突出代表的能源发展取得历史性成就,我国风电装机规模已连续12年稳居世界首位。2021年,进入规模化发展的海上风电装机量跃居世界首位,成为我国重要的清洁能源之一,为国家“海洋强国”战略的落实落地提供了强大支撑。

2022年,国内海上风电步入平价元年,竞价上网成为海上风电发展最新模式。如何降低全生命周期的度电成本、提升发电量,助力海上风电实现平价上网成为行业关注的焦点,而竞价上网成为海上风电发展最新模式,风电机组的大型化和高可靠是风电规模化发展和降低成本的必然要求。近年来,国际龙头风电企业纷纷加速部署15MW级以上大功率海上风电机组研制工作,国内整机厂商也将眼光投向更大兆瓦海上风电机组的研发与应用。

作为我国大型海上风电装备研发制造领域的破局者、世界纪录的创造者、海上风电事业的引领者,自2008年深耕海上风电以来,中国海装开创并引领了国内风电行业大功率、长叶片风电机组的大型化发展方向,牢牢掌握了机组大型化的核心控制技术,开创了国内大兆瓦海上风电机组平价批量应用的先河。秉承着“研制一代、预研一代、探索一代”的理念,中国海装始终按照阶梯前进的方式,持续稳步在提升风轮直径和额定功率寻求新的突破。

依托中国船舶集团公司船舶海工装备底蕴以及协同研发制造能力,凭借十余年海上引领的积淀,中国海装坚持自主创新,安全可控,科学发展的原则,提出了海上风电“大型化、轻量化、一体化、国产化、智能化”的发展理念,并以此为目标,成功完成了H260-18MW海上风电机组开发与研制,该机组将有效提升海上风电机组单机功率与发电效率,降低深远海海上风电场度电成本,在高风速、深远海地区具备极强的市场前景。

履行致远 技术迭代新突破

H260-18MW海上风电机组,由中国海装基于全产业链研制开发,采用中速集成方案,多项关键技术实现突破,走出了一条自主发展的技术道路,成功引领海上风电步入更“大”时代。

整机平台化设计技术为可靠性赋能:提出了基于载荷均衡需求、发电系统柔性匹配及叶片同源共模的风力发电机组平台化设计方法,开发了专用 SuperBladed+叶片载荷迭代平台,构建出了叶片设计因素与载荷敏感关系模型,突破了风电机组离散化的传统开发模式,解决了风电机组快速迭代与安全可靠之间的矛盾。

整机一体化设计技术打造冠军产品:打造了机组-塔架-基础一体化全数字仿真与设计平台,解决了大风轮直径风电机组系统设计参数高效匹配与零部件载荷解耦的难题,实现了行业新开发同级别机型单位千瓦扫风面积最大,发电性能最优,同时机组成本最优的总体设计,整机技术水平国际领先。

集成化设计技术构建安全堡垒:开展了适用于不同环境与功率等级的传动链构型匹配性研究,开发了高可靠、高性价比的轻量化中速传动链构型,形成了具有自主知识产权的传动链正向设计能力,掌握了高效安全大型风电机组传动链设计、优化与集成等关键核心技术,引领了海上中速技术路线的发展方向。

智能控制技术让机组高效服役:构建了风电整机运行状态全息感知系统,发明了多源在线监测的变桨变转矩多目标融合协同降载控制技术,解决了大型海上风电机组支撑结构共振抑制、超长柔性叶片颤振抑制难题,支撑结构振动幅值降低 50%,叶片、轮毂等极限载荷降低 10%;提出了状态参数辨识自适应增功控制技术,提升单机发电量 3%,确保机组稳定运行的基础上发电性能最优:开发了国内首个海上风电机组国产化 PLC主控软硬件系统,解决了风电主控系统卡脖子问题。

协同创新推动国产化道路走进现实:为避免大兆瓦海上风电机组核心技术即部件配套的“卡脖子”难题,中国海装以自主可控为核心,开展并完成了具有自主知识产权的,18MW级海上风电机组及核心部件研制,提升了自主产品的国产化率。目前H260-18MW机组整机国产化率以达到80%以上,叶片、齿轮箱、发电机等核心部件均由中国船舶集团内企业设计生产,国产化率高于99%,引领了国内技术和产业的发展,推动我国海上清洁能源装备做大做强。

增效降本 产业协同共牵引

本次下线的H260-18MW超大型海上风电机组,叶轮扫风面积约5.3万平方米,相当于7个标准足球场的面积。在满发风速下,每转动一圈可发44.8度电,单台机组每年可输出超过7400万度清洁电能,可满足4万户三口之家一年的用电量,可减少燃煤消耗 2.5万吨、二氧化碳排放6.1万吨,具有显著的节能减排效果。

对于风电场建设而言,H260-18MW海上风电机组具有全球最大风轮直径,在相同条件下发电效益更高的同时,更大功率提升发电量的同时,可以有效节约用海面积、降低机位点数量,进而降低海上风电场降低工程减少成本,为海上风电走向深远海打下坚实基础。以100万千瓦项目为例,安装16MW机组,机位点数量63个,安装18MW机组,机位点数量可减少约13%,降低基础造价达上亿元,经济性十分可观。

对全行业而言,H260-18MW海上风电机的成功下线也成功推动海上风电产业链完成升级迭代,带动了风电叶片、齿轮箱、发电机、变流器、基础等零部件全产业链的快速发展,打造出百亿规模的风电产业发展集群,形成我国经济发展新的增长点。同时,项目成果的科学与经济价值显著,项目所形成的新平台、新装备和新工艺等系列研究成果,通过应用、反馈和完善,可有力提升海上大功率风电机组的设计研发和生产测试技术水平,促进其不断向科技进步、行业创新和资源节约转变,最终提高我国风电整体装备制造水平,引领风电行业产业升级,产生显著的社会和经济效益,产业化前景十分广阔。

御风向海,行者致远。中国海装将以H260-18MW海上风电机组下线为新的起点,持续秉承“创新引领,海陆并举,向海图强”的发展思路,以更为强劲的发展势头,开辟风电产业新天地,加快打造国内前列、国际一流的风电装备及新能源系统集成服务商,并与业界同仁一道,推动风电行业技术的长足进步,共同迎接平价春天的到来。

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