特约供稿 · 2019-07-18 16:23

大海,无边无际,海水,蔚蓝明净,海风,徐徐吹拂

砥砺十载 初心如故  创新驱动海上风电高质量发展 ——记国家海上风力发电工程技术研究中心十年发展历程

大海,无边无际,海水,蔚蓝明净,海风,徐徐吹拂。

砥砺十载 初心如故  创新驱动海上风电高质量发展 ——记国家海上风力发电工程技术研究中心十年发展历程

中国海装位居山城重庆,却是一家与大海有着千丝万缕联系的风电企业,自2009年承担国家海上风力发电工程技术研究中心(以下简称“工程中心”)建设任务以来,秉承让科技创新成为核心源泉的初心,牢记打造我国海上风电技术高地的使命,砥砺奋进,创新不止,为我国海上风电事业高质量发展注入了强劲动力。

与风共舞 开启逐梦大海征程

2008年,在抢抓陆上资源,实施南北布局的同时,中国海装将发展的目光也聚焦到了具有更好开发潜力的海上风电资源上,5月,正式拉开了研制大功率海上风电机组的帷幕。

海上风电机组研制谈何容易?众所周知,海上风电与陆上风电有着本质上的区别,海上风电发展面临着一个全新的、更为恶劣的、与陆上环境有着本质区别的特殊环境,加上我国发展海上风电过程中一直面临着缺乏有效技术验证手段、标准缺失等一系列掣肘,亟需依托专业的研究中心开展持续深入广泛的研究,尤其需要花大力气针对海洋环境条件开展海上风电机组的设计研究,以降低技术风险,建立行业标准。

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工程中心的申报工作就是在这一背景下被中国海装提上议事议程,依托中船重工在海洋工程与海洋装备上的强大技术优势,经过多番努力与争取,2009年11月底,中国海装成功承担工程中心的建设任务,旨在打造国家海上风电的科技高地、人才高地和信息高地。

2010年1月7日,国家科技部正式对工程中心立项批复,同年2月24日,科技部、中船重工在中国海装隆重举行“国家海上风力发电工程技术研究中心成立暨5.0MW海上风力发电机组研制”启动大会,正式开启了工程中心逐梦大海的征程。

科技高地  海上陆上研究结硕果

在御风逐海的阶梯上,梦想拾级而上,仿佛瞬息即达,但向上的每一步,汇聚了多少科研人员日夜不息的脚步。

工程中心在建期间,主要以5MW海上风电机组的研制为核心重点项目,先后承担了国家科技支撑计划“5.0MW双馈式变速恒频近海风电机组整机设计、集成及示范”、国际科技合作计划“近海5.0MW风电机组设计关键技术合作研究”等重大科研项目。

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经过两年多艰辛探索与科技攻关,工程中心的工程师们先后在传动系统、控制系统、海洋腐蚀等关键技术领域取得了重大突破,2012年7月27日,两台“海装造”5MW海上风电机组成功下线,屹立于江苏如东潮间带试验风场,并于12月实现并网满发,该机组拥有20余项国家专利技术,拥有完全自主知识产权,在当期同类机型中实现了“三个之最”——风轮直径最大、机头重量最轻,发电量最高。

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5MW海上风电机组的成功研制及并网发电,是工程中心开展的具有创新性技术研究开发的标志性成果,该项目也推动了我国大型海上风电机组产业链建设,为大型海上风电场市场化建设探索出一条成功的道路。

除了在海上风电领域取得突破性成果外,工程中心还延伸海上风电技术,通过技术质量改进、效率提升和载荷优化,对陆上2MW风电机组关键技术研究及再工程化设计,实现了风电机组可利用率和发电量的提高、故障率的大幅降低,率先开发出H102-2.0MW风电机组,是当时国内单位千瓦功率扫风面积最大的风机之一,成功开发出2MW风轮直径为111米适用于较低风速区域的风电机组,引领市场同类产品的技术进步。同时工程中心还开展了孤岛智能微电网、大型风电机组低电压穿越、分散式接入、风电场SCADA系统、山区运输70m/80m塔筒设计等10余项技术研究,均取得了技术成果,并向中国海装进行了成果转化。

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2013年8月,科技部对工程中心进行了现场验收,工程中心的建设情况、任务完成指标、技术研发、成果转化等工作均获得科技部领导和专家组的充分肯定,并一致同意通过现场验收。2014年,工程中心向科技部完成了验收答辩,顺利通过验收,自此,工程中心正式成立。

创新驱动  成果转化交满意答卷

工程中心成立后,持续推动5MW技术创新,2016年10月,5MM机组实现批量化生产下线,同年12月,首次批量应用于江苏如东华能八仙角风电场。2017年9月,20台5MW海上机组完成调试并网,这是当时国内最大规模具有自主知识产权的5MW等级海上风电机组首次批量化装机运行的风电场。该风电场运行至今,创造了平均年满发小时数超过3200小时,可利用率达98.78%的优异成绩,其中一台H171-5MW机组为同等机型下全球最长叶片机组,打破了海上大兆瓦机型单位千瓦扫风面积世界纪录,创造了全球三类海上风电年等效满发利用小时数3957的世界纪录。H171-5MW机组自诞生以来还创下了三年三上央视的纪录,并由中国科学院院士组成的鉴定委员会鉴定为国际领先水平。这是工程中心技术成果转化在行业大考中交出的一份满意答卷。

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截至目前,工程中心先后承担国家、地方科研项目30余项,包括国家级项目7项,省部级项目19项,集团公司项目4项,10余项科技成果获得国家及省部级奖项。主持编制海上风电国家标准2项,参与编制国际标准7项,行业标准10余项,极大助推了行业技术进步。

强大的科研实力背后,有着一支高水准的科研团队。工程中心学术委员会由多位两院院士领衔,汇聚了国内外海上风电技术领域的专家学者共30余人,目前工程中心科研人员有270人,其中高级职称35人,占比15%,硕士以上学历人员89人,占比33%,科研人员涵盖机械、电气、载荷仿真、智能控制、远程监控、海洋工程、大数据、工程运维等专业,形成了一支专业齐全、结构合理,国内海上风电行业一流水准的技术研发团队。

科技赋能  未来征程是深海远洋

我国风电行业正面临从陆上向海上转型的窗口期,海上风电事业方兴未艾。着眼于海上风电发展大局,工程中心再次将目光聚焦到了深海和更大兆瓦级别机组上,不断探索海上风电的最前沿技术,牢牢夯实海上风电的品质和根基。

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2017年,由工程中心主导的“10MW级海上风电机组关键技术研究”获中船重工立项,2018年10月,初步设计方案通过专家评审,目前已进入详细设计阶段。该项目是工程中心带动海上风电产业链尽早布局下一代海上风电机组的战略性项目,也是中国海装未来4~10年的海上风电主流机型,项目实施后,将有效带动风电整机、关键零部件、安装调试运维产业链发展,形成百亿级以上海上风电产业集群,有利于占领国内海上风电市场竞争制高点,持续引领海上风电产业发展方向。

2018年,工信部高技术船舶重大专项“海上浮式风电装备研制”和科技部可再生能源与氢能重点研发计划中“大型海上风电机组及关键部件优化设计及批量化制造、安装调试与运行关键技术”均由工程中心的依托单位中国海装牵头承担,标志着工程中心将继续发挥国内海上风电技术引领地位的作用。

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在这两项重大科技项目中,“海上浮式风电装备研制”项目将填补国内目前在大功率海上浮式风电装备一体化设计及应用验证方面的空白,为我国远海风电规模化发展提供必要技术支撑。“大型海上风电机组及关键部件优化设计及批量化制造、安装调试与运行关键技术”项目将聚焦提升海上风电机组的可靠性,提高关键零部件的国产化率,支撑我国海上风电大规模发展和平价上网,助推我国新能源产业发展。

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十年风雨兼程、十年硕果累累,经过十年砥砺奋斗,工程中心已成为具有技术创新、成果转化、信息交流、人才培养四大功能的海上风电技术发展前沿核心基地。面向未来,工程中心将进一步推动面向未来海上风电市场的前沿技术革新,以海上风电高质量发展为目标,戮力进取,奋勇争先,为使我国海上风电达到国际一流水平而不懈努力。

精彩预告:

国家海上风力发电工程技术研究中心学术委员会第六届年会暨海上风电高层技术论坛将于7月19日在北京举行,我们诚邀您莅临,共襄盛会、共谋发展、共创未来。

原文始发于微信公众号(中国海装):砥砺十载 初心如故 创新驱动海上风电高质量发展 ——记国家海上风力发电工程技术研究中心十年发展历程

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