DQZHAN技術(shù)訊：中船海裝研究院院長韓花麗：風電前沿技術(shù)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(shù)”，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(shù)中心研究院院長韓花麗做了“風電前沿技術(shù)探討”主旨演講，主要包括風電現(xiàn)狀分析、風電機組關(guān)鍵技術(shù)研究和風電前沿技術(shù)三個部分。在前沿技術(shù)方面重點介紹了浮動風機技術(shù)、分散式能源和孤島微電網(wǎng)、潮汐能發(fā)電技術(shù)、超導發(fā)電機和高空風電機組。

以下為演講內(nèi)容：

韓花麗：各位同仁大家中午好，我的題目是風電前沿技術(shù)探討，我是來自國家海上風力發(fā)電工程技術(shù)中心，目前在中國海裝工作，三個部分，風電現(xiàn)狀分析，風電機組關(guān)鍵技術(shù)研究和風電前沿技術(shù)。

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(jù)右邊的統(tǒng)計結(jié)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(jīng)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(jù)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(xiàn)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(chǎn)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(jīng)濟性方面，左邊**列是5MW的151的對比來說，采用技術(shù)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(jié)一下，對中國的風資產(chǎn)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(guān)鍵技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)，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(shù)，是你企業(yè)能否長久進步的關(guān)鍵，首先我們從陸上來說，陸上現(xiàn)階段考慮的是什么？功率是逐漸增加的，現(xiàn)在對海裝來說，我們今年花一年時間3MW從設(shè)計一直到樣機出來，為什么這么快，是由于綜合的設(shè)計技術(shù)來決定的。功率逐步增加，風輪直徑增大，現(xiàn)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(xiàn)在所提倡的一個是增功技術(shù)，另外一個對西北比較提高對于吊網(wǎng)的技術(shù)。

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(shè)計技術(shù)，設(shè)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(shù)的歷程，風機技術(shù)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(shù)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(shè)計是在2012年完成風場裝機的，從2015年底開展設(shè)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(xiàn)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(chǎn)和裝備的工藝要求比較高，是以現(xiàn)場的預制。

**個關(guān)于增功，很多第三方也在提，增功就是對存量風場已經(jīng)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(guān)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(lián)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(nèi)的一個行政區(qū)域道路坡度都在里面有所體現(xiàn)，其次可以設(shè)置相應風機的參數(shù)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(guān)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(xiàn)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(guān)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(nèi)部的環(huán)境，盡可能與陸上相接近，其實這些技術(shù)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(jīng)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(xiàn)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?nèi)~片公司有持續(xù)改進能力，**個是關(guān)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(chǎn)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(shù)。

**個是關(guān)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(lián)合做的，我們這邊主導做的是一個風機和平臺的一個聯(lián)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(lián)合仿真的工礦，其次是關(guān)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(xié)調(diào)控制和雙風機協(xié)調(diào)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(guān)重要的，我們對維護方案進行了一系列的調(diào)研，也確立了自維護系統(tǒng)。

**方面，是關(guān)于分散式能源和孤島微電網(wǎng)，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(guān)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(shù)，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(shù)，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(jīng)達到1MW。

總之，中國海裝也作為國家海上風電工程技術(shù)研究中心，我們也希望加強與行業(yè)的合作，持續(xù)提升產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量，降低成本，促進行業(yè)的良性發(fā)展，謝謝各位。