日前,中船科技旗下中船海裝攜海上H305-25MW平臺和陸上H242-12.5MW平臺重磅亮相2024風能展,引發行業矚目。難能可貴的是,在無論技術還是市場都異常熱鬧的今年,其并沒有步入“功率唯大”發展邏輯中。而是始終以“裝備一代、研制一代、預研一代、探索一代”的研發理念,在原有機型上進行迭代升級,穩步推進機組大型化進程。
可以說,在行業應該更聚焦“大”,還是更注重“穩”的問題上,中船海裝已經用實際行動,將答案擺在了桌面上。
楊微 中船海裝黨委委員、研究院院長
“大型化趨勢下,行業面臨著越加嚴峻的設備穩定可靠性難題?!敝写Qb黨委委員、研究院院長楊微對北極星風力發電網說,“如何解決風機‘質量、成本、性能’不可能三角,以質量為核心打造精品機型,在激烈的行業競爭中穩中求進,是中船海裝當下的重點工作和長期發展目標。”
助力風電大基地質量成本兼備
2024北京國際風能展余溫尤熱。展會上,中船海裝重磅發布的兩款海陸新品——H242-12.5MW平臺陸上風電機組、H305-25MW平臺海上風電機組,標志著其即向“大型化”循序漸進,又穩穩落實“穩定性”關鍵一步的扎實態度。
自2022年國家制定實施以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的總規模約450GW大型風光基地方案以來,至今第三批大基地項目清單已陸續發布,并持續推進中。今年10月9日,國家能源局召開全國可再生能源開發建設調度視頻會,提出了四項戰略部署,其中第一個就是“加大開發建設力度,尤其是在風電和光伏大基地項目上”。進一步加速了風電大基地項目的開發建設進度和市場供需力度。
此時,H242-12.5MW平臺陸上風電機組正是針對大基地建設而生。一方面,基于客戶最優度電成本的需求,12.5MW的大型化功率等級正是降本的重要途徑;另一方面,針對沙戈荒中高風速資源以及復雜自然環境,H242-12.5MW機組也做出了非常多的針對性技術創新設計。
比如,采用載荷與發電量最優匹配設計進一步優化大功率超長葉片性能、以大容量主動支撐技術應對沙戈荒地區弱電網現狀、以及應對“沙戈荒”復雜惡劣環境開展強環境適應性技術設計,充分體現了市場需求和技術創新的高度融合。
戰略推進深遠海風電降本增效
隨著國家戰略的貫徹和深遠海規劃的推進,CWEA數據顯示,國內各省專屬經濟區海上風電規劃合計總容量達1.5億千瓦,其中山東、上海、福建、廣西、海南和廣東六省已批復的國管海域項目規模約1.4億千瓦,深遠海風電蓄勢待發。
同時,據北極星風力發電網統計,當前國內正在建設和招標中的海上風電項目已高達72GW。意味著2024-2026年將再次掀起海上風電建設高潮,深遠海也必然成為市場焦點。
“一直以來,中船海裝在技術上通過機組大型化來降低制造、建設和運行成本,達到降低度電成本的目標來抵抗市場價格的波動。”楊微院長指出,“面對深遠海風電工程建設、遠距離輸電電纜等成本增加導致機組收益率不足問題,我們以H305平臺為代表的大容量單機功率、大葉輪直徑的機組可充分分攤建設成本,提高風場投資收益率。”
據悉,中船海裝H305-25MW平臺機型年均風速10m/s下滿發小時超4000h,風場綜合成本降低5%以上,收益率提升10%以上,適用于水深30-60m,離岸距離30-130km的浙江、福建、廣東、海南等高風速復雜海域。
同時,該機型配置了全功率構網型技術,提升了深遠海電網適應性支撐能力;配置全息智能在線監測系統,可遠程干預機組運行狀態,提升機組高效服役;配置大部件去主吊運維裝備技術,大幅降低機組運維成本約30%。
從源頭保障機組穩定可靠
事實上,從行業創新和實踐來看,大型化和產品質量并不沖突,兩者的關系甚至是相輔相成。但前提是,企業需要做足從生產設計到實驗驗證,再到精益制造的全生命周期質量控制。
在機組設計研發方面,H305-25MW平臺機型采用一體化全數字仿真與設計平臺,在尋找機組最優成本的同時保障機組設計安全,從設計源頭解決機組可靠性問題。
如對葉片開展氣動和結構一體化設計,使葉片氣彈穩定更優,保障葉片設計可靠性。同時,其打破了海上風電機組安全高效、穩定可靠之間相互獨立設計和控制的研發狀態,實現大功率海上風電機組各關鍵零部件之間的協同優化,針對共性技術問題進行化解。
在實驗驗證上,中船海裝高度重視機組的測試驗證,借助試驗平臺布置了包括功率、振動、轉速、溫度、噪聲在內的數百個傳感測量點,全力滿足海上風電大型化、輕量化、集成化等新技術應用前的測試驗證需求,建立從部件、系統、樣機、小批量四個維度的驗證體系。
以H305-25MW平臺為例,其結合發電機、齒輪箱等關鍵子系統型式測試和傳動系統地面全功率測試,以及長時間的樣機掛機驗證優化,確保批量裝機“設計零缺陷“,進而保障機組運行可靠水平。
而陸上H242平臺機組也是從產品的研發設計、部件生產到整機裝配,建立了從部件、系統、整機到風場級的全壽命周期測試驗證體系,模擬驗證95%以上的實際運行工況,嚴格保障部件的質量和整機運行的穩定可靠性。
在精益制造上方面,中船海裝將大量風機運行歷史數據進行了收集和整理,并制作完成了針對制造環節的質量控制大綱,形成風電全壽命周期技術狀態管理平臺。以問題溯源的形式來修正、調整、優化制造環節缺陷,建立基于質量“穿透”的全價值鏈精益質量管理體系。
發揮生態優勢賦能中國風電升級
自2023年8月中國船舶集團實施清潔能源產業重組,中船海裝正式加入中船科技后,在業內逐步構建起30多家成員單位組成的完備供應鏈體系和風電產業生態優勢,這也成為中船海裝協同創新、高效運行的保障,也是其確保新技術新產品穩定、可靠、安全的優勢。
這一點,在全球首臺下線、首臺商業化應用的中船海裝H260-18MW海上風電機組取得的重大成就上得到了充分的體現——今年7月,中船海裝18MW中速全集成海上風電機組啟動發電,滿發風速下,該機組每小時可發出18000度清潔電能。該機組成功入選國家能源局十大科技成果,中央企業科技創新成果產品手冊(2023),為未來海上風電市場迎戰深遠海打出樣板。
“無論從新產品穩定、可靠、安全角度,亦或是關鍵核心技術攻關角度,中船海裝都將切實增強自主創新能力,從技術上、產品上保障能源安全,推動國家能源轉型。”楊微指出,“這也是作為國之央企的責任擔當?!?/p>
對中船海裝而言,其對技術創新的投入、風電可靠性的執著,以及基于產品質量性能提升所做出的努力,不僅是推動自身發展的需要,更是保障國家安全和提升國際競爭力的重要途徑。
尤其在產品質量和可靠性成為發展主題的當下,風電早已不是“跑馬圈地”的時代。誰把控了風電機組質量,誰才能真正掌控未來。
原標題:質量決定未來!為風電 “大” 時代注入 “穩” 力量( 來源: 北極星風力發電網 )