9月14日，明陽智慧能源集團股份公司市場本部副總經(jīng)理葉凡在2017第十屆中國（江蘇）國際風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇作了主題報告，重點介紹了大風機技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。他表示，風機在不斷發(fā)展過程中產(chǎn)品是在不斷創(chuàng)新的，包括技術(shù)路線也是與時俱進的。中國風電技術(shù)路線有什么研發(fā)動向，特別是海上8兆瓦大型機組是否還是直驅(qū)的天下？

明陽智慧能源集團股份公司市場本部副總經(jīng)理葉凡

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十年前我研發(fā)了1.5兆瓦的風機，現(xiàn)在1.5兆瓦正在退出主流市場。所以回過頭來看這個產(chǎn)品，風電的發(fā)展是不可思議的。也就是說，風機在不斷發(fā)展過程中產(chǎn)品是在不斷創(chuàng)新的，包括技術(shù)路線也是與時俱進的。十年前最多的是雙饋，后來主要有直驅(qū)的，到現(xiàn)在的3兆瓦、4兆瓦。今天我主要講一下技術(shù)路線有什么研發(fā)的動向，特別是海上8兆瓦大型機組是否還是直驅(qū)的天下。所以隨著時間的推移、技術(shù)的創(chuàng)新，行業(yè)也是一直向前走。

我今天主要講以大風機的技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。講三個方面，第一個方面就是中國海上資源條件的基本分析，第二個就是風電場或者風電機組本身一體化設(shè)計，第三個就是新一代風力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)于風資源這塊有三大塊，中國的風資源和歐洲的確有很大的不一樣，是典型的低風速。長江以南有臺風風險，而且好的風資源就在福建、臺灣海峽。臺風對中國的影響比較大。明陽智慧能源集團是在南方成長起來的企業(yè)，從研發(fā)開始就重點關(guān)注了南方的市場，所以不可避免要去面對臺風的考驗。比如說2013年威馬遜登陸廣西，包括妮妲和鲇魚，都對我們的工廠造成了嚴重的影響?；谶@個條件，我們開發(fā)產(chǎn)品的時候也特別注意到了。在海上我們有兩個平臺，一個是3MW，一個是5MW的平臺，5MW抗臺風可以做到115米到180米之間，也是我們載荷控制范圍內(nèi)控制最大的產(chǎn)品。比如說在5.5MW-155海上風機是在廣東、浙江等低風速；5.5MW-18X是在江蘇、河北等長江以北；在福建這個區(qū)域，年平均風速比較高能做到有8.5米到15米之間，這個區(qū)域是有臺風風險的，同時年平均風速比較高，所以用單機功率越大的機組優(yōu)勢就越明顯。因為我們用很多風機模型進行了整體的模擬測算，因為但機功率大基礎(chǔ)會少一些。目前海上風電市場逐步區(qū)域理性發(fā)展，海上對機組可靠性和應(yīng)用技術(shù)的要求是越來越高了，風力發(fā)電機組本身越來越成熟。而且價格一直下降，包括最近海上風機項目單位千瓦價格大概是6500元左右。同時海上施工成本也在急劇下降，未來海上維護成本和建設(shè)成本都會大幅下降。所以海上風場的開發(fā)在中國未來五年肯定是逐步走向成熟，而且成本肯定是會向下走。

第二部分就是機組一體化設(shè)計。我們現(xiàn)在開發(fā)一個產(chǎn)品，可能跟五年前有很大不一樣。五年前可能就開發(fā)一個風機，然后就給我們的客戶，讓他放在不同的地區(qū)，我就告訴我這個風機是什么設(shè)計等級的，你按照我風機設(shè)計等級找不同的條件去用就可以了。而現(xiàn)在因為風資源整體的向下走趨勢比較明顯，而且電價也在降低，所以我們的客戶對我們風機，包括整個工廠投資建設(shè)的成本控制非常嚴格。這塊如果計算有偏差，投資的風險就會比較大。所以風機在設(shè)計過程中，從葉片開始到整機，包括到基礎(chǔ)，各種外部條件統(tǒng)一要考慮全，進行一體化的設(shè)計，使這個風電設(shè)計安全等級前后保持一致。不會因為不同設(shè)計單位參與進來，不同的設(shè)計安全系數(shù)相互疊加起來，導致越往后端安全系數(shù)的容量就越大，造價就會越高。同時我們對核心部件也進行了精細化的優(yōu)化，從葉片到齒輪箱到發(fā)電機，包括最關(guān)鍵的控制系統(tǒng)。因為這些東西是環(huán)環(huán)相扣的，葉片是直接感受風的能量，它將這些能量傳遞到下一級。然后我們的控制系統(tǒng)去調(diào)整我的控制策略，使得整個系統(tǒng)受載情況。這幾個關(guān)鍵的部分目前我們是完全自主研發(fā)，然后借助國外研發(fā)機構(gòu)的協(xié)助。這樣做最大的好處就是使這個機組表現(xiàn)性能更加均衡，不會出現(xiàn)明顯的短板。

海上風電目前是風機設(shè)計完了，還要考慮基礎(chǔ)這個比較復雜的部分，它取決于海巖的條件。比如說江蘇如東、沿海灘涂是典型的地貌，很多地方都會用單樁，但是一到福建區(qū)域，單樁就不行了，可能就需要導管架。在這種基礎(chǔ)之下，隨著海水深度不一樣，結(jié)果的阻尼包括支撐力都有顯著的變化。在這種情況下如果還是采用傳統(tǒng)設(shè)計方法去建模的話，造成設(shè)計的余量會非常大，造價偏差可能就有幾百萬。所以我們一開始就考慮到基礎(chǔ)、整機、葉片、傳送鏈部分協(xié)同設(shè)計和一體化設(shè)計，使整個結(jié)構(gòu)形式得到明顯的優(yōu)化，使整機的整體結(jié)構(gòu)、布置、運維都是一體化去考慮的。葉片肯定是越來越長，而且輔助的效果是越來越優(yōu)。

我們在葉片自主做的過程中間，綜合考慮了載荷，不斷優(yōu)化葉型，主要是追求全生命周期的低成本。我們做了葉片的氣彈分析，這個氣彈穩(wěn)定性、動力學分析都是影響葉片的因素。下面說一下風電機組路線的多樣化。目前海上風機發(fā)展采用半直驅(qū)比較多。半直驅(qū)就是在機組大型化過程中，半直驅(qū)就是將齒輪箱最高前兩級保留，同時將低速永磁發(fā)電機做成中速永磁發(fā)電機。明顯的特點是體積比較小，重量輕，電能質(zhì)量好。另外特點就是轉(zhuǎn)速范圍比較寬，可能做過深入研究的人都知道，一個風電發(fā)電和轉(zhuǎn)速性能是有關(guān)系的。

第三部分就是整個風機運輸?shù)牡跹b成本會下降，因為體積小、重量輕，所用的吊裝設(shè)備要小得多。最后就是一個全密封設(shè)計，密封、散熱性能都很好，一般在海上、高原的地方，環(huán)境適應(yīng)性非常好。半直驅(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)電單元就是一般中速永磁發(fā)電機和中蘇的齒輪箱做成的，是25年免維護設(shè)計，所有的維護就是在液壓站上面。這是一個輕量化的對比，跟行業(yè)內(nèi)同級別的機組對比，7兆瓦的容量大概是455噸。這個是我們做的一個傳統(tǒng)效率對比的數(shù)值，主要是因為是純剛性連接，傳遞到齒輪箱，是一個純扭距，可靠性會大幅提升。產(chǎn)品本身采用中速永磁發(fā)電機和中速齒輪箱形式是一模一樣，這塊是采用航空品質(zhì)，采用的是航空發(fā)動機的設(shè)置理念，同時在全生命周期里面會有更低的成本。這是我們產(chǎn)品主要的技術(shù)參數(shù)。

最后講一下全生命周期的資產(chǎn)管理，首先從海上的選址開始，確保風場建設(shè)期低成本，在運維期間怎樣實現(xiàn)基于狀態(tài)的運維，確保產(chǎn)品全生命周期的低成本。后面是資產(chǎn)托管，運動大數(shù)據(jù)平臺對風場進行評估，改善風場的發(fā)電量。目前半直驅(qū)機組是一個高可靠性產(chǎn)品，明陽智慧可以做定制化的服務(wù)，包括全生命周期的運維服務(wù)、強化收益的確定性。