近日，由中國船舶集團有限公司牽頭，中國船舶集團海裝風(fēng)電股份有限公司自主研制的H260-18MW海上風(fēng)電機組在山東省東營經(jīng)濟開發(fā)區(qū)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園研制成功，單機功率最大、風(fēng)輪直徑最大的全球紀(jì)錄，再次被刷新。中國海裝已突破大功率海上風(fēng)電機組及關(guān)鍵部件核心技術(shù)，引領(lǐng)全球海上風(fēng)電領(lǐng)域達到新的里程碑，對促進國家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、加快實現(xiàn)“3060”目標(biāo)具有深遠意義。
百舸爭流 乘風(fēng)御海“大”時代
黨的十八大以來，以風(fēng)電作為突出代表的能源發(fā)展取得歷史性成就，我國風(fēng)電裝機規(guī)模已連續(xù)12年穩(wěn)居世界首位。2021年，進入規(guī)模化發(fā)展的海上風(fēng)電裝機量躍居世界首位，成為我國重要的清潔能源之一，為國家“海洋強國”戰(zhàn)略的落實落地提供了強大支撐。
2022年，國內(nèi)海上風(fēng)電步入平價元年，競價上網(wǎng)成為海上風(fēng)電發(fā)展最新模式。如何降低全生命周期的度電成本、提升發(fā)電量，助力海上風(fēng)電實現(xiàn)平價上網(wǎng)成為行業(yè)關(guān)注的焦點，而競價上網(wǎng)成為海上風(fēng)電發(fā)展最新模式，風(fēng)電機組的大型化和高可靠是風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展和降低成本的必然要求。近年來，國際龍頭風(fēng)電企業(yè)紛紛加速部署15MW級以上大功率海上風(fēng)電機組研制工作，國內(nèi)整機廠商也將眼光投向更大兆瓦海上風(fēng)電機組的研發(fā)與應(yīng)用。
作為我國大型海上風(fēng)電裝備研發(fā)制造領(lǐng)域的破局者、世界紀(jì)錄的創(chuàng)造者、海上風(fēng)電事業(yè)的引領(lǐng)者，自2008年深耕海上風(fēng)電以來，中國海裝開創(chuàng)并引領(lǐng)了國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)大功率、長葉片風(fēng)電機組的大型化發(fā)展方向，牢牢掌握了機組大型化的核心控制技術(shù)，開創(chuàng)了國內(nèi)大兆瓦海上風(fēng)電機組平價批量應(yīng)用的先河。秉承著“研制一代、預(yù)研一代、探索一代”的理念，中國海裝始終按照階梯前進的方式，持續(xù)穩(wěn)步在提升風(fēng)輪直徑和額定功率尋求新的突破。
依托中國船舶集團公司船舶海工裝備底蘊以及協(xié)同研發(fā)制造能力，憑借十余年海上引領(lǐng)的積淀，中國海裝堅持自主創(chuàng)新，安全可控，科學(xué)發(fā)展的原則，提出了海上風(fēng)電“大型化、輕量化、一體化、國產(chǎn)化、智能化”的發(fā)展理念，并以此為目標(biāo)，成功完成了H260-18MW海上風(fēng)電機組開發(fā)與研制，該機組將有效提升海上風(fēng)電機組單機功率與發(fā)電效率，降低深遠海海上風(fēng)電場度電成本，在高風(fēng)速、深遠海地區(qū)具備極強的市場前景。
履行致遠 技術(shù)迭代新突破
H260-18MW海上風(fēng)電機組，由中國海裝基于全產(chǎn)業(yè)鏈研制開發(fā)，采用中速集成方案，多項關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)突破，走出了一條自主發(fā)展的技術(shù)道路，成功引領(lǐng)海上風(fēng)電步入更“大”時代。
整機平臺化設(shè)計技術(shù)為可靠性賦能：提出了基于載荷均衡需求、發(fā)電系統(tǒng)柔性匹配及葉片同源共模的風(fēng)力發(fā)電機組平臺化設(shè)計方法，開發(fā)了專用 SuperBladed+葉片載荷迭代平臺，構(gòu)建出了葉片設(shè)計因素與載荷敏感關(guān)系模型，突破了風(fēng)電機組離散化的傳統(tǒng)開發(fā)模式，解決了風(fēng)電機組快速迭代與安全可靠之間的矛盾。
整機一體化設(shè)計技術(shù)打造冠軍產(chǎn)品：打造了機組-塔架-基礎(chǔ)一體化全數(shù)字仿真與設(shè)計平臺，解決了大風(fēng)輪直徑風(fēng)電機組系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)高效匹配與零部件載荷解耦的難題，實現(xiàn)了行業(yè)新開發(fā)同級別機型單位千瓦掃風(fēng)面積最大，發(fā)電性能最優(yōu)，同時機組成本最優(yōu)的總體設(shè)計，整機技術(shù)水平國際領(lǐng)先。
集成化設(shè)計技術(shù)構(gòu)建安全堡壘：開展了適用于不同環(huán)境與功率等級的傳動鏈構(gòu)型匹配性研究，開發(fā)了高可靠、高性價比的輕量化中速傳動鏈構(gòu)型，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的傳動鏈正向設(shè)計能力，掌握了高效安全大型風(fēng)電機組傳動鏈設(shè)計、優(yōu)化與集成等關(guān)鍵核心技術(shù)，引領(lǐng)了海上中速技術(shù)路線的發(fā)展方向。
智能控制技術(shù)讓機組高效服役：構(gòu)建了風(fēng)電整機運行狀態(tài)全息感知系統(tǒng)，發(fā)明了多源在線監(jiān)測的變槳變轉(zhuǎn)矩多目標(biāo)融合協(xié)同降載控制技術(shù)，解決了大型海上風(fēng)電機組支撐結(jié)構(gòu)共振抑制、超長柔性葉片顫振抑制難題，支撐結(jié)構(gòu)振動幅值降低 50%，葉片、輪轂等極限載荷降低 10%;提出了狀態(tài)參數(shù)辨識自適應(yīng)增功控制技術(shù)，提升單機發(fā)電量 3%，確保機組穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上發(fā)電性能最優(yōu):開發(fā)了國內(nèi)首個海上風(fēng)電機組國產(chǎn)化 PLC主控軟硬件系統(tǒng)，解決了風(fēng)電主控系統(tǒng)卡脖子問題。
協(xié)同創(chuàng)新推動國產(chǎn)化道路走進現(xiàn)實：為避免大兆瓦海上風(fēng)電機組核心技術(shù)即部件配套的“卡脖子”難題，中國海裝以自主可控為核心，開展并完成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的，18MW級海上風(fēng)電機組及核心部件研制，提升了自主產(chǎn)品的國產(chǎn)化率。目前H260-18MW機組整機國產(chǎn)化率以達到80%以上，葉片、齒輪箱、發(fā)電機等核心部件均由中國船舶集團內(nèi)企業(yè)設(shè)計生產(chǎn)，國產(chǎn)化率高于99%，引領(lǐng)了國內(nèi)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動我國海上清潔能源裝備做大做強。
增效降本 產(chǎn)業(yè)協(xié)同共牽引
本次下線的H260-18MW超大型海上風(fēng)電機組，葉輪掃風(fēng)面積約5.3萬平方米，相當(dāng)于7個標(biāo)準(zhǔn)足球場的面積。在滿發(fā)風(fēng)速下，每轉(zhuǎn)動一圈可發(fā)44.8度電，單臺機組每年可輸出超過7400萬度清潔電能，可滿足4萬戶三口之家一年的用電量，可減少燃煤消耗 2.5萬噸、二氧化碳排放6.1萬噸，具有顯著的節(jié)能減排效果。
對于風(fēng)電場建設(shè)而言，H260-18MW海上風(fēng)電機組具有全球最大風(fēng)輪直徑，在相同條件下發(fā)電效益更高的同時，更大功率提升發(fā)電量的同時，可以有效節(jié)約用海面積、降低機位點數(shù)量，進而降低海上風(fēng)電場降低工程減少成本，為海上風(fēng)電走向深遠海打下堅實基礎(chǔ)。以100萬千瓦項目為例，安裝16MW機組，機位點數(shù)量63個，安裝18MW機組，機位點數(shù)量可減少約13%，降低基礎(chǔ)造價達上億元，經(jīng)濟性十分可觀。
對全行業(yè)而言，H260-18MW海上風(fēng)電機的成功下線也成功推動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈完成升級迭代，帶動了風(fēng)電葉片、齒輪箱、發(fā)電機、變流器、基礎(chǔ)等零部件全產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，打造出百億規(guī)模的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群，形成我國經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。同時，項目成果的科學(xué)與經(jīng)濟價值顯著，項目所形成的新平臺、新裝備和新工藝等系列研究成果，通過應(yīng)用、反饋和完善，可有力提升海上大功率風(fēng)電機組的設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)測試技術(shù)水平，促進其不斷向科技進步、行業(yè)創(chuàng)新和資源節(jié)約轉(zhuǎn)變，最終提高我國風(fēng)電整體裝備制造水平，引領(lǐng)風(fēng)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，產(chǎn)生顯著的社會和經(jīng)濟效益，產(chǎn)業(yè)化前景十分廣闊。
御風(fēng)向海，行者致遠。中國海裝將以H260-18MW海上風(fēng)電機組下線為新的起點，持續(xù)秉承“創(chuàng)新引領(lǐng)，海陸并舉，向海圖強”的發(fā)展思路，以更為強勁的發(fā)展勢頭，開辟風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新天地，加快打造國內(nèi)前列、國際一流的風(fēng)電裝備及新能源系統(tǒng)集成服務(wù)商，并與業(yè)界同仁一道，推動風(fēng)電行業(yè)技術(shù)的長足進步，共同迎接平價春天的到來。
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