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海上风电现状与差异

导读: 大型化、变速运行、变浆距及无齿轮箱是世界风电设备发展的新趋势。现在世界上 MW 级的风电机组已具备了商业化价值,如美国的主流机型是 1.5 MW 风机;丹麦主流机型是 2.0 ~ 3.0 MW 风机;早在 2004 年的汉诺威工博会上,4.5 MW 的风电机组即已面世。

  大型化、变速运行、变浆距及无齿轮箱是世界风电设备发展的新趋势。现在世界上 MW 级的风电机组已具备了商业化价值,如美国的主流机型是 1.5 MW 风机;丹麦主流机型是 2.0 ~ 3.0 MW 风机;早在 2004 年的汉诺威工博会上,4.5 MW 的风电机组即已面世。目前,单机容量最大的风电机组,是德国 Re 鄄 power 公司生产的容量为 5 MW 的机组。

  今后风电产业技术发展的趋势是:更大容量、新型结构和材料、海上风机。

  近 20 年来,国际上大型机组风电技术日趋成熟。在不断降低风力发电成本和扩大可经济利用的风力资源量的目标驱动下,国际上的风电机组技术不断向海上专用风电机组发展。目前,MW 级以下风电机组中仍广泛采用失速调节技术方式,MW 级以上的新机组普遍采用了变桨变速恒频的先进技术。

  近几年,直接驱动技术发展迅速,这种技术避免了齿轮箱这一传动环节和部件,使机组的可靠性和效率更高,发展前景良好。

  目前,国际上大规模安装的 2.5 ~ 3.5 MW 机组,普遍采用轻质、高性能的玻璃纤维叶片,但更大的 5 ~ 10 MW 叶片则开始尝试引用碳纤维材料。为便于浮吊的施工,海上风电场一般建在水深为 3 ~ 8 m 处。同容量装机,海上比陆上成本增加 60%(海上基础占 23%、线路占 20%;陆上仅各占 5% 左右),电量增加 50% 以上。

  值得注意的是,即使存在主流风机电机容量不断扩大、向 10 MW 级巨型海上风电机组发展的趋势,欧美风电产业认为 2 ~ 3 MW 级以下单机容量的机组仍将长期存在,也就是说,系列化多种容量机型将并存,以满足各类细分风电市场需求。

  中国拥有十分丰富的近海风能资源。近海 10 m 水深的风能资源约 1 亿 KW,近海 20 m 水深的风能资源约 3 亿 KW,近海 30 m 水深的风能资源约 4.9 亿 KW。我国海上风能的量值是陆上风能的 3 倍,具有广阔的开发应用前景。

  尽管海上风力发电前景十分好,其开发难度却远远大于陆地风力发电系统建设,直至上世纪 90 年代才有一些国家开始实质性尝试。

  2007 年年底,我国首个海上风电项目--- 10 万 KW 上海东海大桥海上风电场开工建设。大连重工·起重集团在 MW 级风电机组招标中一举中标,成功与项目业主上海东海电气公司签订了 34 台首批单机容量最大的 3 MW 海陆两用风力发电机组。在国家、辽宁省、大连市政府的大力支持下,企业投资 2.4 亿元,大连市工业发展资金补助 3000 万元,经过一年多的努力,大连重工·起重集团相继攻克了多项技术难关,打破了国外技术垄断,为首台 3 MW 风电机组国产化研制提供了技术支撑,同时实现了 3 MW 增速机、轮毂、机座等核心部件的自主内部配套。今年年初,大连重工·起重集团研制的国内首台具有自主知识产权的 3 MW 风电机组成功下线,3 月 20 日,轮毂高度 90 多 m、叶轮直径 90 多 m、重量 400 余 T 的风机与海上基础承台连接安装成功。

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