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中国风电创新步入全球引领“无人区”,如何保障高可靠性?

时间:2023-11-03 来源: 浏览:

中国风电创新步入全球引领“无人区”,如何保障高可靠性?

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碳中和第一媒体

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中国风电起步于上世纪八十年代,九十年代开始国产化研制,进入21世纪后迎来快速发展阶段。中国风电企业曾以欧美企业为学习榜样,经过20多年的发展,现在无论是 叶轮直径、单机功率等级、塔架高度 ,还是 智能化、度电成本等方面已经比肩国际前沿技术。
尤其是 过去三年时间,中国风电技术创新快速迭代、日臻完善。 1.5MW机型曾长期占据主流市场,2017年3MW风机才开始大规模商用,但是进入2022年陆上主流机型已经升至5MW、6MW以上,海上风电到了10MW以上。2023年北京国际风能展上,大部分企业展出的机型中,陆上风电已经到了10MW以上,海上风电快速升至16-18MW以上。
大型化带动了风机价格的疾速下降。过去三年,陆上风机单位价格已经从近4000元/千瓦左右降到1500元/千瓦左右,海上风机单位价格从7000元/千瓦左右降至3500元/千瓦左右,下降速度远远超过前十年。
风机价格的下降,让风电度电成本降速远远超过预期,成为全球最具竞争力的清洁能源。 根据国际可再生能源署统计,2010年至2021年间,全球陆上风电平均度电成本从0.102美元/千瓦时降至0.033美元/千瓦时,海上风电度电成本从0.188美元/千瓦时降至0.075美元/千瓦时,降幅超过60%。在国内,据中国可再生能源学会风能专业委员会统计,2022 年中国海上风电度电成本下降至约0.33元/千瓦时,而在2021年我国海风度电成本折合约为0.47-0.55元/千瓦时,一年内成本下降了接近40%。
为了快速降低发电成本,中国风电技术创新已经进入了全球引领阶段的“无人区”。 展望未来,是否意味着更大的单机容量、更长的叶轮直径、更高的塔架结构,就是下一代风电产品的全部?金风科技董事长武钢认为,“这些还远远不够。我们坚信, 未来风电必备的属性是高可靠性 ,值得所有人信赖的清洁能源才能支撑绿色的未来。”
在2023年北京国际风能展上,作为全球风电龙头企业,金风科技推出的产品策略并非追求绝对的大型化,而是 突出和强调高可靠性。 其发布的全新系列海陆旗舰产品中,陆上机组功率涵盖6.X~10.X,海上机组面向不同风速特点海域开发设计,叶轮直径26X,功率涵盖12.X~16.X。无论是陆上还是海上,从单机容量上来说,金风今年重点推出的机型都不是最大的。

实际上, 在大型风机实验测试方面,我们做了很多研发和储备。 ”金风科技副总裁陈秋华对「能见」表示,“如果风机不经过充分的验证和论证,一旦出现问题,对行业和企业影响是致命的。如果只是追求新产品的度电成本下降,一旦出现质量问题,那么这种利益增长是没有价值的。我们要尽可能地让客户投资收益率,能按照要求切实进入客户的口袋,而不是为了增加一点点投资收益率去冒风险。而 金风推出的机组都是经过充分验证的 ,可以直接拿到市场去应用的,不是靠一个概念来吸引眼球。”
金风希望在行业里树立标杆,做到高可靠性、可信赖。然而高可靠性知易行难,并非一朝一夕能够实现。与行业其他企业存在些许不同, 金风科技的高可靠性主要通过四个方面进行保障
首先是风机设计软件的自主创新。 过去,中国风机设计几乎都采用国外的风机仿真软件 。但在多年实践中发现,欧洲与国内的地形、风资源条件迥然不同,海外设计软件并不完全适合中国市场。为破解这一难题,从2012年开始,金风科技开始研究国产化整机仿真软件,并推出了自主创新的整机仿真软件GTSim,通过不断迭代得到国际认证机构TÜV NORD权威认证。“我们现在的复杂风机、大型风机都是用GTSim进行设计,设计出来的风机有个优点,就是可以基于现在的复杂功能快速迭代。”陈秋华说。
其次是推出全球最大的风机实验测试平台。 金风科技六自由度16MW整机传动实验平台是国内唯一,也是全球唯一的容量最大、检测功能最齐全的实验平台。在16MW整机传动实验平台里,从材料级到部件级、整机级、风电场级,这四级实验能够保证机组的稳定性和可靠性。

金风科技六自由度16MW整机传动实验平台

第三是实验测试平台的开放创新。 金风的实验平台不仅针对自身,也包括合作伙伴、供应商或第三方,共同在可靠性上携手并进。比如做中速永磁产品的过程中,叶片和齿轮箱等都是与其他企业共同创新。为了解齿轮箱行业工艺,金风在德国鲁尔工业区部署了研发基地,邀请了来自风电及齿轮箱行业工作几十年的老专家,通过其资源和工业生态,构建中国风电行业的生态。
第四是更高的设计理念。 汽车领域因其特殊性,对产品高可靠性有着极致要求。与风电行业其他企业不尽相同,金风科技高标准采用汽车领域的一些设计方法论和可靠性方法论,打造高质量标准的风机体系。
与此同时,金风科技副总裁薛乃川还对「能见」补充道,“ 可靠性还包括服务的可靠性。 风电项目服务周期通常在20年以上,需要确保服务过程中及时准确发现问题,并且及时解决问题。金风科技 从两大方面进行保障 首先是数字化、智能化方面 投入 ,金风推出了智能感知3.0技术,将大幅提高对风机质量的预测能力。未来深远海项目机组的目标就是免运维,不需要出海,通过后台监控和巡查发现和处理问题,甚至完全改变现在的运维方式; 其次是备品备件服务资源的投入 。为此,金风在全国布局了一二三级备品备件库,以便能够在24小时内即时响应当地风电场80%以上的问题,能够有效保障风电场的安全稳定运行。”
“基于这些,金风可以让可靠性更好的提升。金风在德国的风电场,一个机组运行了很多年。当你过去一看,机组周围的草已经长了半人高,就像没人来过一样。很明显说明风机运行的很好,因为可靠性得到了很好的验证。如今,我们 海上机组可以实现99.5%的平均可利用率 ,这说明我们具备这样的能力。”陈秋华说。
风起于青萍之末。事实上,风电场投资商对风机采购要求也正在发生变化。从最近几个月招投标情况看,风机价格战逐渐平息。 目前,主流风电开发商中,风机采购评标的价格分逐渐降低至50%以下,且越来越多的开发商不再将最低报价作为评标基准价。
对于中国风电行业步入全球引领“无人区”中的高质量科技创新,这是一个好的信号。

END

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