近日，中國船舶集團海裝風電股份有限公司（以下簡稱“中國海裝”）自主研制的H260-18兆瓦海上風電機組在山東省東營經濟開發(fā)區(qū)海上風電產業(yè)園研制成功。

節(jié)能減排效果顯著

據悉，本次下線的H260-18兆瓦超大型海上風電機組，葉輪掃風面積約5.3萬平方米，相當于7個標準足球場的面積。在滿發(fā)風速下，每轉動一圈可發(fā)44.8千瓦時電，單臺機組每年可輸出超過7400萬千瓦時清潔電能，可滿足4萬戶三口之家一年的用電量，可減少燃煤消耗 2.5萬噸、二氧化碳排放6.1萬噸，具有顯著的節(jié)能減排效果。

對于風電場建設而言，H260-18兆瓦海上風電機組具有全球最大風輪直徑，在相同條件下發(fā)電效益更高、更大功率提升發(fā)電量、可以有效節(jié)約用海面積、降低機位點數量，進而降低海上風電場建設成本，為海上風電走向深遠海打下堅實基礎。以100萬千瓦項目為例，如果安裝16兆瓦機組，機位點數量為63個，安裝18兆瓦機組，機位點數量可減少約13%，降低基礎造價達上億元，經濟性十分可觀。

對全行業(yè)而言，H260-18兆瓦海上風電機的成功下線也成功推動海上風電產業(yè)鏈完成升級迭代，帶動了風電葉片、齒輪箱、發(fā)電機、變流器和基礎等零部件全產業(yè)鏈的快速發(fā)展。

同時，項目成果的科學與經濟價值顯著，項目所形成的新平臺、新裝備和新工藝等系列研究成果，通過應用、反饋和完善，可有力提升海上大功率風電機組的設計研發(fā)和生產測試技術水平，促進其不斷向科技進步、行業(yè)創(chuàng)新和資源節(jié)約轉變，最終提高我國風電整體裝備制造水平，引領風電行業(yè)產業(yè)升級，產生顯著的社會和經濟效益，產業(yè)化前景十分廣闊。

多項關鍵技術實現突破

黨的十八大以來，以風電為突出代表的新能源發(fā)展取得歷史性成就，我國風電裝機規(guī)模已連續(xù)12年穩(wěn)居世界首位。2021年，進入規(guī)?；l(fā)展的海上風電裝機量躍居世界首位，成為我國重要的清潔能源之一，為國家“海洋強國”戰(zhàn)略的落實落地提供了強大支撐。

作為我國大型海上風電裝備研發(fā)制造領域的破局者、世界紀錄的創(chuàng)造者、海上風電事業(yè)的引領者，自2008年深耕海上風電以來，中國海裝開創(chuàng)并引領了國內風電行業(yè)大功率、長葉片風電機組的大型化發(fā)展方向，牢牢掌握了機組大型化的核心控制技術，開創(chuàng)了國內大兆瓦海上風電機組平價批量應用的先河。

秉承“研制一代、預研一代、探索一代”的理念，中國海裝始終按照階梯前進的方式，持續(xù)在提升風輪直徑和額定功率方面尋求新的突破。

據悉，H260-18兆瓦海上風電機組由中國海裝基于全產業(yè)鏈研制開發(fā)，采用中速集成方案，多項關鍵技術實現突破，走出了一條自主發(fā)展的技術道路，成功引領海上風電步入更“大”時代。中國海裝具體從5個方面總結了H260-18兆瓦海上風電機組具備的優(yōu)勢。

一是整機平臺化設計技術為可靠性賦能。中國海裝提出了基于載荷均衡需求、發(fā)電系統(tǒng)柔性匹配及葉片同源共模的風力發(fā)電機組平臺化設計方法，開發(fā)了專用SuperBladed+葉片載荷迭代平臺，構建出了葉片設計因素與載荷敏感關系模型，突破了風電機組離散化的傳統(tǒng)開發(fā)模式，解決了風電機組快速迭代與安全可靠之間的矛盾。

二是運用整機一體化設計技術，打造了機組-塔架-基礎一體化全數字仿真與設計平臺，解決了大風輪直徑風電機組系統(tǒng)設計參數高效匹配與零部件載荷解耦的難題，實現了行業(yè)新開發(fā)同級別機型單位千瓦掃風面積最大，發(fā)電性能最優(yōu)，同時機組成本最優(yōu)的總體設計，整機技術水平國際領先。

三是集成化設計技術構建安全堡壘，開展了適用于不同環(huán)境與功率等級的傳動鏈構型匹配性研究，開發(fā)了高可靠、高性價比的輕量化中速傳動鏈構型，形成了具有自主知識產權的傳動鏈正向設計能力，掌握了高效安全大型風電機組傳動鏈設計、優(yōu)化與集成等關鍵核心技術，引領了海上中速技術路線的發(fā)展方向。

四是智能控制技術讓機組高效服役，構建了風電整機運行狀態(tài)全息感知系統(tǒng)，發(fā)明了多源在線監(jiān)測的變槳變轉矩多目標融合協(xié)同降載控制技術，解決了大型海上風電機組支撐結構共振抑制、超長柔性葉片顫振抑制難題，支撐結構振動幅值降低 50%，葉片、輪轂等極限載荷降低 10%；提出了狀態(tài)參數辨識自適應增功控制技術，提升單機發(fā)電量 3%，確保機組穩(wěn)定運行的基礎上發(fā)電性能最優(yōu)。開發(fā)了國內首個海上風電機組國產化 PLC主控軟硬件系統(tǒng)，解決了風電主控系統(tǒng)卡脖子問題。

五是協(xié)同創(chuàng)新推動國產化道路走進現實，為避免大兆瓦海上風電機組核心技術的“卡脖子”難題，中國海裝以自主可控為核心，開展并完成了具有自主知識產權的18兆瓦級海上風電機組及核心部件研制，提升了自主產品的國產化率。目前H260-18兆瓦機組整機國產化率已達到80%以上，葉片、齒輪箱、發(fā)電機等核心部件均由中國船舶集團旗下企業(yè)設計生產，國產化率高于99%，引領了國內技術和產業(yè)的發(fā)展，推動我國海上清潔能源裝備做大做強。

可以看到，依托中國船舶集團公司船舶海工裝備底蘊以及協(xié)同研發(fā)制造能力，憑借十余年海上引領的積淀，中國海裝堅持自主創(chuàng)新、安全可控、科學發(fā)展的原則，提出了海上風電“大型化、輕量化、一體化、國產化、智能化”的發(fā)展理念，并以此為目標，成功完成了H260-18兆瓦海上風電機組開發(fā)與研制，該機組將有效提升海上風電機組單機功率與發(fā)電效率，降低深遠海海上風電場度電成本，在高風速、深遠海地區(qū)具備較好的市場前景。（林  楚）