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如何创造三类海上风区3900小时世界纪录? 5MW了解一下

如何创造三类海上风区3900小时世界纪录? 5MW了解一下

在刚刚结束的2019中国风能新春茶话会上,中国海装H171-5MW海上风电机组因“创造三类海上风区3900小时世界纪录”荣获2018年度最佳机型。记录如何创造?本文且为您解读中国海装5MW海上风电机组的前世今生。

在我国发展海上风电的过程中面临着成本较高、技术缺乏有效验证、标准缺失等一系列掣肘因素的背景下,中国海装率先打开局面,研制具有全部知识产权的5MW海上风电机组,并首次批量化引用,对国内海上风电机组的技术走向产生了积极影响,也为我国海上风电探索大机组应用积累了宝贵的经验。


风电整机企业的核心技术体系的形成、千亿级海上风电市场的发展的推动、海上小批量机组的高质量运行,一系列海上风电领域的硕果,中国海装认为这是拼速度式的发展所换不来的。而深耕海上风电这条路,中国海装已经走过了十个年头。

十年历程

200809月 项目策划


200909月 成立项目组


201009月 确定技术路线


201108月 详细设计完成


201207月 首台样机下线


201309月 通过设计认证


201409月 通过低穿测试



201512月 获得首个批量订单


201610月 批量下线


201710月 批量运行


2008.9-2010.1 高瞻远瞩 提前筹划

截至2008年底,世界海上风电装机总量达148.52kW,其中欧盟装机量占比90%。此外,有海上风电开发经验的国家也不断增多,丹麦、荷兰、瑞典、英国、爱尔兰等国商业化运行的海上风电场达到22座;德国、法国、意大利、比利时、日本也都建成或在建海上试验风电场;美国也开始重视海上风电的开发。

反观国内,海上风电大兆瓦机型缺失,技术水平与国际存在巨大差距。我国海洋风能资源极其丰富,其中沿海水深2-15米近海区域的风力资源可开发储量有7.5亿千瓦、是陆地风力资源的3倍,而且靠近我国的用电负荷中心。中国海装认为,开发近海风电有利于实现我国能源发展的战略目标,是实现能源可持续发展的重大举措。

2008年,中国海装开始了海上风电领域的探索,5MW海上风电机组项目策划就诞生于这一年。次年,中船重工集团召开风电产业工作会,确立了中国海装在推进集团风电产业发展中的龙头地位,初步形成了中船重工系统风电装备配套产业链基础。


2009年,中国海装获得国家科技支撑计划——“国家近海5MW海上风电机组整机设计、集成及示范项目”、国际科技合作项目——“国家5MW海上风电机组核心关键技术研究”等重大科研任务。

20101月,经专家组充分认证,国家科技部唯一授权中国海装组建“国家海上风电工程技术研究中心”。自此,中国海装5MW海上风电项目正式拉开帷幕,而中国海装也因同时承担三大国家级风电项目,在国内外风电界引发了广泛关注。

2010.9-2014 潜心经营 惊艳亮相

国内早期海上风电机型,或为陆地机组经过适应性改造后使用,单机容量小;或为直接引进国外成熟技术,运维、优化受制于人。中国海装认为,只有针对中国海域海床条件和风资源特点,自主研制具有核心技术的国产化机组才是出路。

经过201009月确定技术路线,201108月完成详细设计,中国5MW海上风电机组首台样机于20127月成功下线,同年10月完成吊装,12月完成并网满发。自此,中国海装掌握了5MW级海上风电机组关键核心技术,标志着中国海装已步入我国风电技术最前沿行列。


中国海装5MW海上风电机组于20139月通过设计认证,20149月通过低电压穿越型式试验,2016年获型式认证。这使得中国海装5MW海上风电机组成为了国内首个通过设计认证、低穿测试、型式认证的机型。同时,也成为了国内外为数不多的能实现样机年可利用率超过95%的机型。

在此基础上,中国海装推进实施三方面工作:一是,在现有成熟机型的基础上,改进设计开发更大风轮直径的机组。二是,搭建可靠性试验平台,建设全尺寸、全功率、全工况研究试验平台,开展试验风场建设,打造国家级研发设计试验验证工作站。三是,获取风场资源,制造专业安装船和运维船;获取业主需求,打通海上风电开发全流程,推动行业进步。

2015年至今 批量验证 稳定运行

201512月,中国海装5MWW海上风电机组获得首个批量订单。次年10月,该机组在海装江苏公司批量化生产下线,同年12月底首台安装完成,树立了公司海上风电领导者形象。本次批量下线的5MW海上风电机组是全球唯一一款适应所有海域、各类风区的5MW级别海上风电机组。它是第一个具有自主知识产权并批量生产的海上风电机组,标志着中国装备制造业成功掌握了大型海上风电设计制造技术,打破了国外行业垄断,进入批量化生产阶段。


201710月,亚洲最大海上风电场建成!中国海装5MW风电机组首次批量应用。20161231日,中国海装启动首台5MW风电机组吊装工作,2017811日,最后一台也是中国海装首台H171-5MW风机完成吊装,至此205MW风电机组高高矗立于黄海之上。201798日,20台机组顺利完成调试并网,标志着中国海装在海上风电领域取得了阶段性重要成果,展现了中国海装海上风电领导者形象,是中船重工集团公司军民融合、技术领先的又一重大成果。同年11月,中国海装2H128-5MW风电机组在福建省福清市兴化湾海上风电样机试验风场完成测试,成功并网发电。


作为国家海上风力发电工程技术研究中心依托单位,中国海装还进行了一系列海上风电的探索。海上风电防腐方面,在编制并发布了首个国家《海上风力发电机组防腐规范》GB/T33630-2017的基础上,持续开展一体化防腐解决方案研究。海上浮动式方面,已完成模型转换与模型验证、双风机协调控制、叶片截面插补、浮动式载荷差异性、维护方案设计等研究工作。由中国海装申报的“海上浮式风电装备研制”项目已获工信部立项;更大海上风电机组研制方面,“10MW级海上风电机组关键技术研究”项目已获得中船重工2017年度科技创新与研发项目正式立项。

王国维在《人间词话》一书中曾用三句诗表达古今之成大事业、大学问者,必须经过的三种境界。中国海装5MW海上风电机组的十年,正是经历了这三重境界,从独上高楼提前布局,到衣带渐宽潜心研究,到屹立灯火阑珊处稳定运行。中国海装走过了一条引领行业发展、坚持自主研发的敢想敢干敢拼之路。回首来路,5MW海上风电机组的十年践行了“致力于成为中国海上风电技术引领者”的口号;眺望前方,中国海装亦将继续前行,引领行业发展。