DQZHAN技術訊：中船海裝研究院院長韓花麗：風電前沿技術重點
2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在中國國際展覽中心（新館）“全球風電CTO論壇——風電前沿技術”，中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司，國家海上風力發(fā)電工程技術中心研究院院長韓花麗做了“風電前沿技術探討”主旨演講，主要包括風電現狀分析、風電機組關鍵技術研究和風電前沿技術三個部分。在前沿技術方面重點介紹了浮動風機技術、分散式能源和孤島微電網、潮汐能發(fā)電技術、超導發(fā)電機和高空風電機組。
以下為演講內容：
韓花麗：各位同仁大家中午好，我的題目是風電前沿技術探討，我是來自國家海上風力發(fā)電工程技術中心，目前在中國海裝工作，三個部分，風電現狀分析，風電機組關鍵技術研究和風電前沿技術。
簡單回顧一下在2016年中國裝機量依然是****，中國裝機量主導是陸上風機，陸上風機有什么特點呢？首先是平均功率不斷升高，從過去幾年，根據右邊的統計結果，從2007年到去年年整個十年單機容量逐步由原來的1.5兆變成了2兆。**個特點，風輪直徑不斷增大，依然從過去十年來看，以兩兆為例。第三，我們再說說，它的增速達到58%，從這個上面來看中國風電已經處于一個大發(fā)展的階段。從單機功率來說，在2016年裝機量*大的是4MW這個比較清楚，根據目前的一個市場行情，我們預計在2018年5到6MW成為主導機型，大家問了為什么過去都是4MW，明年5到6MW為主，現在很多廠家宣布開發(fā)10MW，我們看一看為什么國外很多機型沒有直接用到中國，國外的風資產比較好，都在一類或者超一類風區(qū)，中國的風資源在廣東沿海那邊比較好一點，其他的都是三類或弱三類，這個就是我們和國外的發(fā)展模式是有所區(qū)別的。
以兩個項目來說，一類風機看看經濟性方面，左邊**列是5MW的151的對比來說，采用技術0.7情況下，對照151機組達到4000小時，它的投資收益率排名是**的，我們再以三類風機來做個對比，年平均風俗在7.8左右，運用情況，我們5MW，它比我們預計的要高一些的。從這個上面我們簡單總結一下，對中國的風資產來說，我們在中國是比較適合大的風機直徑機組的開發(fā)。
**部分風電機組關鍵技術研究。很多行業(yè)中人做風電也超過十年了，這十年以來我們陸上發(fā)展特別快，海上也在逐步發(fā)展，海上風電機組到底什么關鍵技術，對于海上風電來說我們一直堅持一個核心，**就是平臺核心技術，是你企業(yè)能否長久進步的關鍵，首先我們從陸上來說，陸上現階段考慮的是什么？功率是逐漸增加的，現在對海裝來說，我們今年花一年時間3MW從設計一直到樣機出來，為什么這么快，是由于綜合的設計技術來決定的。功率逐步增加，風輪直徑增大，現在推出2MW的131。第三是輪轂的風輪直徑增高，還有就是存量風場的需求，這么多風場后面怎么用，現在所提倡的一個是增功技術，另外一個對西北比較提高對于吊網的技術。
海上與陸上當然有所不同，不然的話這么多整機廠家都在海上有大的作為了，不同主要在于它使用條件的一個不同，你能否通過自身的平臺設計技術，設計出新型風機，能否對原有的風機進行適應性的改進，通過這個歷程我說一下平臺技術的歷程，風機技術2007年開發(fā)了，它的持續(xù)發(fā)展增強葉片2010年都堅持的一個方向，風輪直徑102的，2013年是111的，但是2005年是120的，技術堅持十年了，相對來說處于一個很穩(wěn)定的階段了，下面是我們新的平臺，我們原始設計是在2012年完成風場裝機的，從2015年底開展設計是風輪直徑171的。
有些同行問海裝為什么要開發(fā)3MW，是有一個必然性，3MW開發(fā)起來容易很多，我們年初啟動，在年底順利把三個系列，136、140和145的順利推出，還有另外兩個是分布式的850機組和200機組。
下面我提一提陸上現在所遇到的高塔筒，有混凝土的，還有鋼混塔筒的，混凝土塔筒畢竟像100多米房子上都蓋了，它可以提高運輸和道路的通過能力，但是它也存在一定的缺點，主要是在費用上面需要模具進行預制，初期投資也是花了比較多的錢。**個對生產和裝備的工藝要求比較高，是以現場的預制。
**個關于增功，很多第三方也在提，增功就是對存量風場已經裝了那么多，畢竟這些年也提到風資源越來越不好了，它的效益有所降低，我要么提升我CP值，要么提升我風輪的直徑，像目前我們裝機的5MW151風輪直徑的使用的葉片都是這么采用的。
第四方面，關于宏觀選址和微觀選址，剛才遠景的裴總講的特別好，遠景確實有很多軟件上的優(yōu)勢，目前對于海裝來說，我們所做的一個是跟國家氣象局進行聯合，作為海上自身，我們也在開發(fā)陸上和海上的風資源，也有自己相應的風場，我們做這個是為新能源服務，他的水平分辨率跟國外的軟件相比，他的分辨率是一千米，他的高度相對來說可以達到120米的高度，而且有國內的一個行政區(qū)域道路坡度都在里面有所體現，其次可以設置相應風機的參數在里面進行自動選型，這是它基本的一些信息。
第五方面，來提一下可靠性，無論對陸上還是海上，可靠性都至關重要，通過5MW近5年多的運行，我們在2012年裝了5臺風機，我們充分體會到了可靠性對企業(yè)來說意味著什么？有的時候我們也想，汽車和風機，汽車通常做到五千公里去保養(yǎng)，一萬公里去定時保養(yǎng)，其他的平時沒出現多大問題，他怎么做到的，我們做風機同樣的，有很多借鑒意義，我們也采用相應的規(guī)范，同時我們也借鑒了中船重工的方法。
**個關于海上風電環(huán)境適應性方面，隨著大家認知的提升，對環(huán)境這一塊的保護是越來越在意，我風機怎么保證它內部的環(huán)境，盡可能與陸上相接近，其實這些技術也比較簡單，但是做的時候效果怎么樣是有待時間檢驗的，目前的檢驗效果證明在機艙里面和塔機的平臺里面，這一塊的效果是達到了要求，我們經過近一年的做了。
*后說一下服務這塊，有些零部件廠家他確實也不存在了，在陸上大家也遇到了，整機企業(yè)70多家，到現在20幾家，很多都消失了，對于整機企業(yè)來說，我們要做的是零部件完整的一個配套鏈體系，這塊也確保了我們葉片公司有持續(xù)改進能力，**個是關于海上運維這一塊，目前我們小批量風機基本上使用兩臺運維船，相應的運維工作量是比較大的，因為畢竟出海的窗口特別有限，有些部件也是需要不斷適應的過程，這塊我們認為在這上面舍得投入的公司會產生一個更多服務的保障。
第三部分，簡單分享一下我們這邊參與的和了解到的風電前沿技術。
**個是關于浮動風機，這個在國外，特別英國那邊有很多提及，在中國比較少，它離海岸更遠一些，但是它的生存空間大一些，因為它主要是海上漁業(yè)，海洋環(huán)境開發(fā)等這些限制，決定了它的生存空間，其次離岸距離增大，所以說需要浮動風機。
中國海裝參與的浮動風機所做的工作，是跟英國這邊聯合做的，我們這邊主導做的是一個風機和平臺的一個聯合仿真計算，在這個過程中目前所定義的工礦是差不多近萬種的和平臺聯合仿真的工礦，其次是關于它的控制，畢竟風機原來是固定的，相對來說復雜很多，控制上面我們進行了一些單風機協調控制和雙風機協調控制，因為目前的船你不可能到那邊再沉下去進行相應的吊裝，所以它的維護是至關重要的，我們對維護方案進行了一系列的調研，也確立了自維護系統。
**方面，是關于分散式能源和孤島微電網，這個我2013年就使用8500萬機組在重慶實行了項目，相對來說它成本還是比較高。
第三方面是關于潮汐能發(fā)電，它是利用水來發(fā)電，水主要是漲潮落潮，由誤差導致水的流動，目前我們這邊是跟中船重工做了一個450千瓦的一個工作，正在測試階段。
*后這個就稍微前沿一點，我們處于一個跟進階段，一個是超導發(fā)電機，重量是零電阻解決了一個散熱問題，行業(yè)預計成本下降的比較大，也是通往10MW的一個途徑。**個其他前沿技術，這個就是暢想了，像高空的風電機組，它的高度從480米到1萬多米的高空，像放風箏一樣的，還有沒有葉片的技術，它所適用的原理比較簡單一點，但是它有大的創(chuàng)想，目前已經達到1MW。
總之，中國海裝也作為國家海上風電工程技術研究中心，我們也希望加強與行業(yè)的合作，持續(xù)提升產品的技術和質量，降低成本，促進行業(yè)的良性發(fā)展，謝謝各位。
