东方电气抗台风型5MW海上机组下线 具备批量化生产和商业化条件

摘要:2017年9月8日上午,东方电气福建福清抗台风型海上5MW机组在天津基地完工下线,为下一步安装调试运行等项目推进工作奠定坚实基础,标志着东方电气具备大型海上风电机组批量化制造和商业化条件,这也是东方电气由陆上风电向海上风电拓展的良好开端。

东方电气抗台风型5MW海上机组下线 具备批量化生产和商业化条件

福清兴化湾样机试验风场是福建省2017年百个“重中之重”项目之一, 2016年12月16日,依托于江苏如东样机优化改造后的良好运行口碑,东方电气风电有限公司(以下简称“东方风电”)与中国长江三峡集团海峡发电有限责任公司成功签约该项目样机订单,东方电气成功进入福建海上风电市场,标志着东方电气抗台风型5MW海上风电机组首次进入长江以南I类抗台风区域。受季风和台湾海峡“狭管效应”的影响,福建海上风电资源尤为丰富,根据中国气象局风能太阳能资源评估中心对我国近海风能资源的初步评估,国内近海海平面70米高度年平均风速最大的省份为福建省,在5级到7级之间。不久前,国家能源局正式批复同意福建省规划建设17个海上风电场、总规模达1330万千瓦。

2017年7月5日,东方风电用于福建兴化湾的抗台风型5MW风电机组核心部套在6MW全功率试验台圆满完成了厂内试验工作,本次试验是对产品研发的技术验证和质量检验,充分验证了主齿轮箱、发电机和变流器的满负荷运转能力和电网适应性,旨在为用户提供质量可靠的产品。随后,该机组主机装配工作在天津生产基地全面启动,天津生产基地在相关单位的通力配合下,精心组织,卯足干劲,战高温,攻难关,有效保证了产品质量和生产进度。2017年8月29日晚上9点50分,天津基地对完成装配和厂内调试的主机进行首次试车,其发电机转速达到360rpm,电控系统自动运行,一次并网成功,标志着5MW海上风电机组厂内联调试验圆满完成,产品研制及项目推进取得阶段性成功。

 

据了解,东方电气抗台风型5MW海上风电机组具备IEC Ⅰ类风场的适应能力,抗台风设计更精密科学,风轮直径140m,单位千瓦扫风面积达3.079㎡,公司自主研制的抗台风型叶片采用钝尾翼技术,对粗糙度敏感度更低,动态特性平稳,气动性能优异,风轮的风能最大利用系数 ≥ 0.49,整机最大风能利用率≥ 0.45,达到目前市场先进水平。

 

该机型采用双支撑的大型单列圆锥轴承,齿轮箱采用纯力矩载荷和先进的柔性销均载技术等形成了高可靠性的传动链结构。机舱密闭式结构,全方位系统性的热平衡设计和海上防盐雾能力设计保障机组在高湿、高盐雾环境下的适应性和稳定性。永磁同步发电机(PMSG)和全功率变频器系统具有发电效率高、友好稳定的优点。主控系统、变桨系统采用完全自主研发设计的智能电控系统,先进的独自变桨控制算法、最佳风能利用系数曲线跟踪控制技术和抗台风控制策略,在最大程度保障发电效率的基础上,提高了系统可靠性,也给后续的进一步优化拓展了空间。变频系统首创2个发电单元并联运行和负荷管理的新技术,既有设计上的冗余度,又提高了运行效率。远程监控系统自主设计,大数据分析运用更成熟。创新性的电缆扭缆结构设计,首创采用大部件自维护方案,具备机舱内更换主齿轮箱、发电机等大部件能力,提升海上运维能力同时降低运维成本。整机优良的设计,确保机组的高可靠性、高发电效率、高智能化水平和低运维成本,为海上机组商业化奠定基础。

 

据悉,早在2009年,东方电气就开始了5MW等级海上风机的研制,2013年,具有自主知识产权的首台样机研制成功,同年4月,这台海上样机巍然屹立在江苏如东广阔的海面。2015年东方风电下定决心将5MW海上机组的电控自主化、大部件国产化。通过多年的运行、数据收集及经验积累,在全面消化吸收机组技术特点的情况下,进行适合国内海上风场风资源、电网、潮汐等环境特点的针对性优化设计,先后完成了方案规划、逻辑设计、编码实现、系统仿真测试、消缺完善等大量工作。2016年4月开始,东方风电对该样机进行全面优化升级,于当年年底完成了所有工作,实现了东方电气大功率海上风电机组自主研制的重大战略目标,完成了5MW机组的核心技术自主化,加大了部件国产化力度。历经4年检验和不断优化,样机性能稳定,各大部件无更换,据统计,优化升级后的机组可利用率连续数月在99%以上,东方电气大型海上风电机组的研发、设计水平已臻成熟,积累了丰富的运维经验,具备批量化进入市场条件。

 

东方电气此次大型海上风电机组下线意义重大,其国产化设计将带动海上风机部件技术升级,促进主要部件供应链优化,将为我国江苏、上海、浙江、福建、广东等沿海风电开发省份建设大型海上风电场提供强大的技术支撑和保障。

 

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