近日,中國船舶集團牽頭,中船海裝自主研制的全球單機功率最大、風輪直徑最大的H260-18兆瓦海上風電機組在山東省東營經(jīng)濟開發(fā)區(qū)海上風電產(chǎn)業(yè)園研制成功,中船海裝突破大功率海上風電機組及關(guān)鍵部件核心技術(shù),引領(lǐng)全球海上風電領(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)“30·60”目標具有深遠意義。
本次下線的H260-18兆瓦超大型海上風電機組,葉輪掃風面積約5.3萬平方米,相當于7個標準足球場的面積。在滿發(fā)風速下,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。
創(chuàng)新引領(lǐng) 技術(shù)迭代“大”突破
H260-18兆瓦海上風電機組,由中船海裝基于全產(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。
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,突破了風電機組離散化的傳統(tǒng)開發(fā)模式,解決了風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,解決了大風輪直徑風電機組系統(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)矩多目標融合協(xié)同降載控制技術(shù),解決了大型海上風電機組支撐結(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)首個海上風電機組國產(chǎn)化可編程邏輯控制器(PLC)主控軟硬件系統(tǒng),解決了風電主控系統(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:中船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18兆瓦級海上風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H260-18兆瓦機組整機國產(chǎn)化率以達到80%以上,葉片、齒輪箱、偏航齒輪箱、主軸承、變槳軸承等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“大”未來
對于風電場建設(shè)而言,H260-18兆瓦海上風電機組可有效節(jié)約用海面積、降低機位點數(shù)量,進而降低海上風電場工程成本,為海上風電走向深遠海打下堅實基礎(chǔ)。
對全行業(yè)而言,H260-18兆瓦海上風電機的成功下線推動了海上風電產(chǎn)業(yè)鏈完成升級迭代,帶動了風電葉片、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,同時將不斷提高我國風電整體裝備制造水平,引領(lǐng)風電行業(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。
| 來 源:中船海裝
| 通訊員:向琴瑤/李 楊
| 責 編:寧湘舒
| 校 對:王 琦
| 審 核:項 麗/甘豐錄