10月16日，在2024北京國際風能大會暨展覽會上，中船科技旗下中船海裝重磅發(fā)布了H305-25MW平臺海上風電機組和H242-12.5MW平臺陸上風電機組兩款新品，為海陸中高風速市場再添大兆瓦“利器”，穩(wěn)步推動中國風電行業(yè)邁入了更“大”時代。
新品發(fā)布會上，中船科技黨委副書記、總經(jīng)理鄭松，中國船級社質(zhì)量認證有限公司黨委書記、董事長田偉分別致辭，中國船級社質(zhì)量認證有限公司為中船海裝H305-25MW平臺海上風電機組和H242-12.5MW平臺陸上風電機組頒發(fā)了產(chǎn)品認證證書。
劍指深遠海 質(zhì)勝高風速
近年來，隨著我國可開發(fā)近海資源的減少，海上風電走向深遠海已是必然。針對深遠海風場建設成本高，投資收益不足的情況，中船海裝以“高可靠性、高發(fā)電量、低度電成本”為研發(fā)目標，在10MW、18MW機組示范應用基礎上，秉承“裝備一代、研制一代、預研一代、探索一代”的研發(fā)理念，結合十余年海上風電機組研發(fā)設計經(jīng)驗和可靠運行經(jīng)驗，按照階梯前進的方式，集全產(chǎn)業(yè)鏈之力協(xié)同設計、協(xié)同創(chuàng)新，成功研發(fā)了25MW平臺海上風電機組。
作為新一代海上巨無霸，該機組單機功率覆蓋20-25MW，風輪直徑達305米，塔筒可定制化設計9.5-12米直徑，適用于水深30-60米、離岸距離30-130公里的浙江、福建、廣東、海南等中高風速海域。與H260-18MW平臺機組相比，各項性能指標均有大幅提升，其中，葉片長度增加20%，發(fā)電量提升38%，風場綜合開發(fā)成本可降低5%以上，收益率提升10%以上。此外，該機組還具備以下優(yōu)勢特點：
一體化設計，構建安全堡壘。通過全數(shù)字仿真與設計平臺，對葉片展開氣動和結構一體化設計，使葉片氣彈性能更穩(wěn)定；耦合風浪流復雜環(huán)境參數(shù)對葉片-機艙-塔架進行整機一體化設計，提升機組環(huán)境安全性；以精細化動力學分析集成式傳動系統(tǒng)齒輪均載性能和大慣性機艙系統(tǒng)下偏航動態(tài)響應特性，保障機組機械傳動系統(tǒng)設計安全性。
系統(tǒng)化設計，提升可靠性。從關鍵零部件型式試驗到傳動系統(tǒng)全功率試驗充分驗證，提高運行可靠性。針對深遠海電網(wǎng)支撐能力弱的問題，配置黑啟動+構網(wǎng)型技術，深度耦合機械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，解決機組低頻振蕩問題，使機組電網(wǎng)支撐能力提升80%以上。
模塊化設計，降低運維成本。通過機艙后機架模塊化設計，去主吊運維裝備研制，實現(xiàn)齒輪箱、發(fā)電機、變壓器等大部件高效、低成本運維，與傳統(tǒng)吊裝船運維方式相比，該技術可提升運維效率10%，降低運維成本30%以上。
智能化設計，賦能高效服役。配置整機服役狀態(tài)全息智能感知系統(tǒng)，使機組支撐結構振動幅度降低30%以上，機組抗臺安全性提升10%，單機發(fā)電量提升2%以上，保障機組穩(wěn)定服役。
國產(chǎn)化設計，打造新質(zhì)生產(chǎn)力。機組整機國產(chǎn)化率達99%，其中葉片、齒輪箱、發(fā)電機等重要零部件實現(xiàn)100%國產(chǎn)化。
劍指沙戈荒 馭風大基地
建設新能源大基地是我國推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手。近年來，我國先后下發(fā)了三批大基地項目清單，大基地建設力度不斷加大。根據(jù)規(guī)劃，到2030年，以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風光基地總裝機容量要達到4.55億千瓦。
大基地需要大風機，面對廣闊的市場空間，中船海裝直擊沙戈荒大基地機組運行挑戰(zhàn)，在成熟10MW平臺基礎上升級研發(fā)了12.5MW平臺陸上風電機組。
該機組是一款面向“沙戈荒”大基地研發(fā)的更大功率更大風輪直徑風電機組，功率等級12-14MW靈活可調(diào)，可搭載240-260米級別風輪直徑，塔筒135-190米定制化設計，適用于風速范圍6.5-8m/s的中高風速大基地。以400萬千瓦陸上風場為例，與市場主流10MW機組對比，風輪直徑增大10%，發(fā)電量提升10%以上，機位占用數(shù)量減少20%，單位度電成本降低5%，經(jīng)濟性更優(yōu)，收益率更高。此外，該機組還具備以下優(yōu)勢特點：
環(huán)境適應強。針對沙漠地區(qū)風沙大、極端高（低）溫等挑戰(zhàn)，機艙系統(tǒng)采用局部封閉防沙等設計，可過濾≤40μm沙塵粒徑；機艙主動散熱系統(tǒng)+分布式自動加熱系統(tǒng)設計，能適應-40℃至50℃極端溫差。
電網(wǎng)友好型。針對大基地電網(wǎng)呈“大規(guī)模開發(fā)、遠距離輸送”特性，采用低頻阻抗控制優(yōu)化技術實現(xiàn)弱電網(wǎng)系統(tǒng)相角裕度45°-60°，可抑制規(guī)�；尤肴蹼娋W(wǎng)引起的超/次同步振蕩，通過電網(wǎng)振蕩分析模型可彌補規(guī)�；尤胼旊娭械母哳l帶穩(wěn)定性不足。
結構高可靠。采用Shield前緣防護方案，葉片氣動外形兼顧發(fā)電量和載荷安全，通過載荷迭代和翼型優(yōu)化解決超長葉片顫振問題；傳動鏈高承載高效率，去掉彈性支撐，縮短傳動鏈長度，減少維護項和故障點。
基礎一體化。采用機組-塔筒一體化設計，通過中船海裝成熟混塔技術+自研全國首款預制裝配式基礎，實現(xiàn)便捷運輸，現(xiàn)場拼裝免維護，大幅縮短施工周期。
全壽命保障。針對沙戈荒長時間運行的安全性、可靠性挑戰(zhàn)，從產(chǎn)品的研發(fā)設計、零部件的生產(chǎn)到整機的裝配運行，建立了部件、系統(tǒng)、整機及風場級“四維一體”的測試驗證體系，可模擬驗證95%以上實際運行工況，嚴格保障全壽命周期部件質(zhì)量和整機運行穩(wěn)定性。
精益求精、質(zhì)造精品，是中船海裝的不懈追求。接下來，中船海裝將堅持科技引領，精益質(zhì)造，通過嚴格的質(zhì)量檢測和可靠性測試，確保新產(chǎn)品在各種復雜環(huán)境下的穩(wěn)定運行。同時將進一步加強風電基礎原理研究，深入研究系統(tǒng)科學、材料科學、控制科學、人工智能等，為后續(xù)開發(fā)更大風輪直徑、更高功率等級的海陸風電裝備做好技術儲備，為不同地域、不同風區(qū)風電開發(fā)提供更多“更優(yōu)解”。
