"目前，我國風電機組實現了大型化、平臺化、智能化和模塊化發展，進入技術'無人區'。"在8月16日舉行的第十九屆中國可再生能源大會風能分會暨風電高質量發展大會上，中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖表示，這不僅能夠提高風機的捕風面積，大幅增強捕風能力，增加風能利用率，顯著提升發電量，而且能夠推動成本下降，提升風電經濟性。
風機大型化趨勢加速演進
近年來，無論是單機容量、裝機規模，還是技術水平，我國風電都已走在世界前列。
7月19日，全球最大單機容量風電機組--華能18兆瓦超大風電機組在遼寧營口啟動發電，為后續大容量海上風電機組批量化安裝應用奠定堅實基礎。
該機組整機國產化率超過99%，采用齒輪箱、發電機、軸承一體化設計，地面變壓器等電氣設備被集成至機艙內，機組結構更緊湊，空間利用率更高，協同性得到顯著提升。據技術人員介紹，機組葉輪掃風面積達5.3萬平方米，相當于7.5個足球場。在滿發風速下，葉輪每轉動一圈可發電44度，比傳統半直驅設計機組發電效率提升10%。單臺機組每年可輸出7400萬度清潔電能，滿足4萬戶家庭年用電需求，相當于每年可節約標煤約2.5萬噸、減少二氧化碳排放約6.1萬噸，節能減排效果顯著。
"可以用'飛躍'一詞形容我國風電機組的發展速度。"遠景能源高級副總裁、風機產品線總裁婁益民說，海上風電機組的單機容量從2021年的6-7兆瓦、2022年的8-9兆瓦，到2023年提升至8.5-11兆瓦；完成吊裝的機組最大單機容量從2021年的10兆瓦、2022年的11兆瓦，到2023年提升至16.5兆瓦，2024年更是提升至18兆瓦。同時陸上風電機組單機容量突破10兆瓦。此外，葉片長度從2021年的剛突破百米，到如今143米長的葉片已下線。
金風科技副總裁陳秋華表示："技術創新和全產業鏈建設是風電行業發展的底層驅動源，尤其是伴隨著沙戈荒、千鄉萬村、以大代小、深遠海等復雜應用場景的不斷涌現，風機大型化趨勢加速演進。"
風電機組變得更"聰明"
除了大型化外，我國風電機組在平臺化、智能化、模塊化等方面也取得顯著進展。
8月13日，全球單體容量最大的漂浮式風電平臺"明陽天成號"歷經兩天多航程，最終抵達明陽陽江青洲四海上風電場。
"明陽天成號"由全球海上風電領軍企業明陽集團自主研制，兩座塔筒呈"V"字形排列、搭載兩臺8.3兆瓦海上風機，總容量達到16.6兆瓦，可應用于水深35米以上的全球廣泛海域。其葉輪最高處達219米，空中最大寬度約為369米。據測算，"明陽天成號"正式投運后，平均每年可發電約5400萬度，能滿足3萬戶三口之家一年的日常用電。
創新和智慧化是"明陽天成號"最大的特點。"明陽天成號"安裝有超過3000個智能感應器，可實時感知2000多個零部件運行狀態；采用模擬仿生算法和人工智能算法，通過一系列智能策略，能夠靈活應對氣候、季節等復雜多變的環境條件，實現自主調節控制參數和策略，從而最大程度提升發電性能。
"風電機組相當于一個巨型機器人，100千瓦機組的監測參數和通道只有150個，智能化監控模型只有10余個，控制代碼只有5萬行。而'明陽天成號'的監控模型達到60多個，實現控制策略的代碼有500萬行。"秦海巖介紹說，隨著新技術應用不斷涌現，風電機組變得越來越聰明，從而不斷提高著風力發電機組的效率和可靠性。
陳秋華表示，在風電機組大型化持續迭代、產業鏈不斷融合發展的過程中，數字化、人工智能等新技術深度嵌入，為風電產業高質量發展發揮著重要作用。
關注新產品使用潛在風險
當前，風電機組快速發展，已進入技術"無人區"，但新產品從研發到大批量生產投運，仍需要經歷多個步驟。
"在當前機組大型化趨勢下，風電產業鏈能力與行業發展態勢匹配度明顯不足，核心部件制造工藝、出廠及現場運行測試等關鍵環節存在問題和風險。"陳秋華表示，為應對這一挑戰，在整機上游，核心部件型式測試和驗證需要實現"應測盡測"，葉片、傳動鏈、混塔等核心部件嚴格逐級測試。作為整機企業，應深化基于極端事件防護、大部件診斷及自適應優化技術，以智能化提升機組運行環境適應性、可靠性。在整機下游，應明確"低成本不等于低度電成本（LCOE）"觀點，LCOE受發電量、一次投資、全生命周期運維費用等因素影響，為避免投資風險發生，機組全生命周期可靠性至關重要。
"目前，大型風電機組的全球行業標準、技術規范遠遠滯后于市場上產品和技術推出的節奏。"婁益民說，一款風電機組產品從開發到并網運行，需要經歷概念設計、計算負荷、控制設計、零部件校準、樣機測試、小批量驗證、型式認證等一整套開發流程，葉片、傳動鏈等核心大部件的開發同樣如此。"如果采用未經完整驗證的機組，將使業主面臨設備故障或質量風險、巨額投資無法產生必要投資回報率的困境。"
婁益民進一步表示，全產業鏈應認真總結在設計、制造、測試、驗證過程中獲得的知識、經驗、解決方案，并將其沉淀為大型風電機組的標準和技術規范，供行業參照。同時，風電企業要搭建產品研發數據、產品制造工藝、產品設計數字化仿真、產品測試驗證等模型，保障研發出更高穩定性和可靠性的產品，支撐大兆瓦機組安全、健康、高質量地向前走。（記者 葉偉）
轉自：中國高新技術產業導報
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