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2018年盘点——十大海上风机机型详解!

国际新能源网  来源:欧洲海上风电  日期:2019-01-09
  全球风机厂家从未停止研发更智能、更大风机的脚步。2018年,他们又一次突破自身的技术极限,相继推出了容量更大的海上风电机组:有的是在已有成熟平台机型上迭代而生;有的为了实现“弯道超车”,干脆选择新的技术路线;有的已经可以接受市场订单;而有的尚处于初级开发阶段。
 
  岁末年初,放眼全球,为大家选取了市场上前十位单机容量最大的机型,看看整机市场到底发生了哪些变化。为避免重复,小编只选取每家公司最大的机型,不再罗列该公司的其他大容量机型。
 
  Top 10 东方 电气 DEW-G5000(正在开发8-10MW)
 
  额定功率:5.0MW
 
  叶轮直径:140米
 
  传动系统:双馈发电机
 
  IEC 等级:IC
 
  东方 电气风电有限公司DEW-G5000抗台风型海上风电机组具备IECⅠ类风场的适应能力,抗台风设计更精密科学,风轮直径140米,单位千瓦扫风面积为3.079平方米。
 
  机组配套自主研制的抗台风型叶片,该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,发电额定功率可达到5.5MW,能与各种海上(陆上)5兆瓦级别风电整机匹配,达到目前市场先进水平。2018年5月3日,东方 电气首台DEW-G5000型机组在全球首个大功率海上试验风场——福建兴化湾试验风场顺利并网投运。此后,又中标福建兴化湾二期(标段II)海上风电项目12台共计60MW容量。
 
  东方 风电2018年10月发布了DEW-D10000-185直驱永磁海上风机。其8-10MW等级机组,采用直驱永磁+全功率变频技术路线,基于东方 电气在大型发电设备60年的技术沉淀,针对中国海域风资源进行专门设计,在确保高可靠性的同时,可有效降低海上风电度电成本。搭配185m风轮直径,电气主回路采用中压方案,整机采用全密闭结构+环境调节技术设计,一体化运输和吊装方案。
 
  Top 9 湘电风能XE140-5000(正在开发7到9MW)
 
  额定功率:5MW
 
  叶轮直径:140米
 
  传动系统:直驱永磁
 
  IEC 等级:IB
 
  福建平海湾50MW海上风电场2016年安装了10台湘电风能XE128-5000 5MW直驱永磁海上风电机组,这也是国内首次安装5MW以上风电机组。该风场2015年底第一、二台机组并网、2016年7月全部十台机组并网,所有机组连续稳定运行。三峡福建兴化湾样机试验风场也于2018年安装了一台湘电XE140-5000型机组。
 
  主要技术优势有:
 
  超紧凑、天然可定制化的主传动链结构;永磁同步发电机高效率、轻量化、高功率密度;模块化环控系统;优化的台风生存智能控制策略技术;环境友好型的系统解决方案;可预防性维修管理工具。
 
  湘电风能正在打造7.X海上风电机组平台的系列机型,这个平台包括了7MW~9MW两至三个风轮直径的系统机型。湘电风能会率先推出8MW机型,叶轮直径达到170~180米。这个项目从2015年即开始启动,如果进行顺利,2019年初会安装样机。
 
  Top 8 DoosanWindS500(正在开发8MW)
 
  额定功率:5.5MW
 
  叶轮直径:140米
 
  传动系统:高速齿轮传动
 
  IEC 等级:I
 
  韩国Doosan公司2017年11月收购了美国超导公司(ASMC)和韩国现代公司联合开发的5.5MW海上风机。东方 电气曾于2012年和美国超导公司联合开发了该机型,并在江苏南通陆上安装了第一台试验风机,第二台试验风机是于2013年在江苏如东潮间带竖立的,韩国现代公司则于2014年在济州岛上竖立了第三台样机,韩国海上风电公司开发的60MW东南海上风场将使用该机型,风场将于2019年投运。
 
  ASMC公司提供了永磁直驱和双馈两种设计路线,也为该风机独家提供控制系统,高速齿轮传动系统联结140米直径叶轮,适用于高风速地区。
 
  受韩国能源技术评估与规划研究所委托,Doosan还将联合其他公司和科研院所开发8MW海上风机,以适应韩国台风多发、平均风速较低的特殊气象条件。
 
  Top 7 明阳MySE 5.5-155(正在开发7MW)
 
  额定功率:5.5MW
 
  叶轮直径:155米
 
  传动系统:半直驱
 
  IEC 等级:IB
 
  MySE5.5/7.0MW平台采用超紧凑的半直驱传动技术,使机舱尺寸和重量大大减小。齿轮箱和发电机均引入航空级产品的设计标准,并通过一系列的耐久性测试与整机匹配性测试,确保了高可靠性和高效率。与同级别传统机组相比,这些创新举措让MySE5.5/7.0MW平台风机兼具了容量大、体积小、重量轻的优点,开创了海上大兆瓦风机的轻量化时代。
 
  MySE5.5/7.0MW平台半直驱机组依托MYPlatFormTM一体化研发协同平台,专门针对中国海域风资源情况量身定制,能够保证在超强台风期间的安全可靠。它是明阳智能自主掌握核心科技的拳头产品,代表了中国海上风电机组技术在全球的创新引领。
 
  MySE5.5/7.0MW大型海上风力发电机组不但拥有76.6米超长叶片,还具有海上机组优异的发电效率、可靠性、防腐特性、独立的冷却散热技术及优异的抗台风特性,其主要技术优势体现在:
 
  1. 采用中速齿轮箱/中速永磁发电机/全功率变频器的半直驱传动链设计技术,有效提升风力发电机组传动发电效率;
 
  2. 采用超紧凑和精巧的传动链结构设计,缩短了风轮至塔筒中心线的距离,提高了机组的结构刚度和抗振性能;
 
  3. 采用全密封的机舱设计方法,通过高效能热交换器实现机舱内外热交换,保证机组具有良好冷却效果,同时可适应重盐雾、高潮湿、强沙尘和超高温等不同环境特性;
 
  4. 采用基于模型的控制策略(MBC),使得机组根据所处的特定位置的风速、湍流、风切变、温度等外部条件的变化自寻优调整,有效降低机组在运行中所受的荷载并提高发电量。
 
  Top 6 GE Haliade 150-6MW(正在开发12MW)
 
  额定功率:6MW
 
  叶轮直径:150米
 
  传动系统:直驱
 
  IEC 等级:IB
 
  该机型在市场上推出时间不长,但GE已经计划升级位于法国北部圣纳泽尔(St Nazaire)的总装工厂,以生产即将推出的12MW机组,该机组将于2021年开始批量生产。
 
  Haliade 6MW机组本来在法国有一个订单,但一再被延迟交货。第一个商业化项目是美国东海岸Block岛的30MW项目。法国以外的最大项目就是在建的德国396MW Merkur海上风电项目,另外在中国福建兴化湾2018年也竖立了3台样机。
 
  6MW采用直驱技术,而未来推出的12MW机组将在多大程度上遵循6MW的设计原则仍有待观察。GE正在开发的Haliade -X的风机机型容量达到了12MW,发电量将比目前最大的风机机型还要高出45%。这也是历史上首次有整机厂商正式宣布开发单机容量10MW以上的风机。
 
  Top 5 海装H152-6.2MW(正在开发10MW)
 
  额定功率:6.2MW
 
  叶轮直径:152米
 
  传动系统:双馈
 
  IEC 等级:IB
 
  此次新推出的H152-6.2MW风电机组就是在现有5MW+平台批量验证成果的基础上,根据行业发展趋势开发的一款适应年平均风速 10m/s、B类湍流强度的6MW级中压发电系统的产品。功率密度高,可靠性好,抗台风,非常适宜福建、广东等东南海上风电场。
 
  6.2MW尚不清楚具体商业化时间,但统一平台的5MW风机已经在2017年实现商业化。江苏如东海域的八仙角海上风电项目安装了20台海装5MW机组,这是中国5MW自主海上风机的首次规模化应用。三峡福建兴化湾试验风场也于2018年安装了一台H128-5MW风机,成为首家通过240h预验收并签订预验收合格证书的单位。H128-5MW风机率先顺利完成240h试运行考核,也成为了兴化湾试验风场首家通240h预验收并签订预验收合格证书的单位。
 
  在大机组研发方面,海装于2018年10月底组织召开了“10MW级海上风电机组关键技术研究”初步设计方案评审会,对10MW机组的总体设计方案及主要技术指标进行评审,为下一步研究工作提供指导。
 
  Top 4 Senvion 6.2M 152(正在开发10MW)
 
  额定功率:6.2MW
 
  叶轮直径:152米
 
  传动系统:高速齿轮
 
  IEC 等级:S
 
  从2004年 Senvion的前身Repower投放5MW 126海上机型开始至今,似乎Senvion在这一平台的机型已经走到了尽头。2017年,Senvion在德国的两个风场安装了72台叶片稍短的6.2M 126型机组,包括Nordsee One 风场和 Norderqrunde风场。而6.2M 152型机组(可功率提升到6.33MW)将于2019年春天安装在德国200MW Trianel Windpark Borkum 二期项目上,之后似乎没有听说其他风场使用该机型的计划。看来,该海上风机平台似乎还没能走出德国市场。
 
  但Senvion并没有放弃海上风电风机市场,他们已经宣布正在研发10MW机型,想和GE一样走跨越式开发路径,欲和西门子歌美飒以及MHI Vestas在海上风电领域一比高低。
 
  10MW机型的开发被称作RealCoE项目,在2018年5月获得了欧盟的资金支持,ABB、EnBW、Jan de Nul 以及Principle Power都是该项目的支持者,准备2021年进行现场安装。
 
  Top 3 金风 GW154/6700(正在开发8MW)
 
  额定功率:6.7MW
 
  叶轮直径:154米
 
  传动系统:永磁直驱
 
  IEC 等级:S
 
  作为海上6.X产品平台的一款明星机组,GW154/6700机组采用先进的冗余容错设计,四线容错控制技术将整机回路细分成四个控制回路,任一回路出现故障时,其他回路仍能保持正常工作,进而降低故障停机时间,大大提升机组能量可利用率。
 
  2018年2月,由金风科技自主开发,目前中国最大容量的海上风电机组GW154-6.7MW机型,在福建三峡兴化湾海上试验风电场顺利吊装,标志着我国海上风电正式开启“大容量”机型国产化时代。
 
  凭借多年积累与领先的GW6S和GW3S海上产品平台,金风科技针对我国东南沿海资源特点自主开发GW168-8MW海上智能风机,适用于IEC I类风区。该产品是目前国内单机容量最大的海上风电机组,通过节省机位点减少用海面积,可有效降低征海费用、基础造价、施工吊装、海缆铺设等多项投资成本;搭载168米规格大叶轮直径,发电能力更强,经济性优异。
 
  GW168-8MW机型通过应用更多创新性技术及可靠性设计方案,同时配套金风自主开发的一体化运输吊装方案、iGO智能运维系统等多款服务支撑平台,全方位优化项目全生命周期度电成本。例如,采用创新性E-top机舱一体化设计,将所有电气设备布置在机舱内,可大幅减少电缆成本及现场调试时间;采用一体化智能水冷系统设计、E-plus低温超发策略设计、台风适应性设计等,更加适应我国东南海域的风况和海况特点。该产品已获得国内权威机构颁发的设计认证证书,预计明年下半年完成首台样机吊装。
 
  Top 2 西门子歌美飒 SG 8.0-167 DD(正在开发10MW+)
 
  额定功率:8MW
 
  叶轮直径:167米
 
  传动系统:高速齿轮
 
  IEC 等级:S
 
  2016年7月,西门子首先推出了154平台上的8MW机型,即SWT-8.0-154。2017年1月,西门子在位于丹麦?sterild的国家测试中心,开始对该机型进行测试,测试重点为机电系统。但根据规划,这不是一款量产机型,测试是为在167平台上使用8MW机型作准备。
 
  在2017年11月28日的欧洲风能大会上,西门子-歌美飒推出了这款公司最大单机容量的海上风机。SG 8.0-167 DD机型扫风面积比其前身SWT 7.0-154提高约18%,发电量提高约20%。在西门子和歌美飒合并之后,该机型又吸取了Adwen 8MW风机的技术和经验。该机型还可升级为9MW容量机型。
 
  风机发布后的十个月期间,已经取得了570万千瓦的订单量,包括从Adwen接手的法国150万千瓦订单以及丹麦90万千瓦订单和英国的140万千瓦订单,此外德国、荷兰、台湾地区也有项目预定了该机型。
 
  其实西门子早就对外公布其研发10MW以上机型的计划,并已经在2018年5月在位于西班牙马德里的技术和制造中心安装了两套测试和验证10MW风机发电系统输出性能的电气实验平台。
 
  Top 1 MHIVestasV164-10.0MW(已接受预订)
 
  额定功率:10MW
 
  叶轮直径:164米
 
  传动系统:中速齿轮传动
 
  IEC 等级:S
 
  除了已经接受预订的V164-9MW海上风电机型,9月25日,三菱-维斯塔斯(MHI Vestas)在德国汉堡风能展期间发布史上单机容量最大风力发电机V164-10.0MW,这也意味着风电整机行业真正意义上迈入两位数时代。
 
  MHI Vestas目前在英国和德国已经安装超过100台V164系列风机,积累了丰富的平台技术和经验,这使得从8MW到10MW的升级显得那么水到渠成。
 
  V164-10.0MW风机安装了更为强劲的齿轮箱,升级了机械系统,设计方面略有变动以保证变流器的冷却效果。这些升级措施确保V164-10.0MW风机可以在10m/s风速下以最大功率运转25年。
 
  在后面的话:
 
  经过十年的竞争,欧美海上风电整机厂家并的并、合的合,而陆上风机整机巨擘如苏司兰等,似乎并没有意愿在海上发展,剩下的几家掰手指都能数过来。于是现在,市场呈现出三菱维斯塔斯和西门子歌美飒“二龙戏珠”的局面。
 
  反观国内,前十大海上风机机型,有一半的厂家都来自于中国,这反映出国内海上风电市场的巨大需求,而激烈的竞争也让各大主机厂家始终承受技术迭代的压力。除了上述厂家,远景、上海电气、太重等公司也在加紧开发大容量海上风电机组。别看现在是百花齐放,随着市场竞争加剧,终将出现寡头垄断的格局,就看谁家能率先杀出一条血路,站稳脚跟!
 
  2019,希望大家都好!
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