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金风科技率先闯入低风速市场 推出超低风速GW115/2000机型

日期:2014-10-22    来源:国际能源网  作者:本站专稿

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2014
10/22
11:30
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关键词: 金风科技

    作为在风电领域始终坚持“长跑”理念的清洁能源企业,十六年以来,金风科技一直秉承自主创新,发展至今已成为全球领先的风电机组制造商及风电整体解决方案供应商,并在深耕细作风电主业的基础上,进一步着眼于其他可再生能源的复合式发展,在智能微网、储能技术、分布式发电、风能海水淡化、风光互补等风能高级应用领域积极探索,不断巩固和增强公司在全球风电产业链的领先地位。

    首台到万台,德国血液与中国基因

    2002年,已经在风电行业积累了近20年经验的金风科技创始人意识到,自己奋斗了多年的事业将迎来一个新的发展高度,风电和可再生能源事业将实现从试验、示范向商业化运作的跨越。

    商业化开发运作的风电项目对机组设备的可靠性、发电效率提出了更高的要求,而传统的机型不能充分满足这些需要。直驱永磁风电技术的出现满足了这一要求。直驱永磁风电机组具备四大优势:一是高效率,更宽调速范围、叶轮直接驱动,效率高出传统机型5%以上;二是低成本,省掉齿轮传统系统运行维护环节,综合成本有效降低近20%;三是高可靠性,机组部件减少,避免系统误差,实现超过97%的高可利用率;四是并网友好,零电压冲击,低电压穿越能力突出,实现功率的柔性控制。

    2002年,金风科技在国内率先开始直驱永磁新机型、新技术研发,通过与具有18年直驱永磁技术研发经验的德国Vensys AG公司合作,引进并联合设计直驱永磁技术。2005年,金风科技首台1.2MW永磁直驱风电机组下线并安装。2007年,基于1.2MW升级研发的1.5MW永磁直驱风电机组首台样机在中国投入运行。2008年,金风科技首批直驱永磁机组为奥运项目供应绿色电力。同年,金风科技收购德国Vensys公司70%股份,精于设备设计制造的德国血液和坚持价值创新的中国企业基因更紧密地联系在一起。此后,金风科技又相继开发出了适应市场和未来技术发展趋势的系列机型(2.0MW、2.5MW、3.0MW、6.0MW等),适应性范围涵盖海上、低风速、高海拔、低温、高温等多种环境条件。

    迄今为止,金风科技安装的直驱永磁风电机组已超过万台,是全球最大的永磁直驱风电技术企业。自2010年以来,全球每年新安装的直驱永磁风电机组中,有近一半来自金风科技。超过万台数量的直驱永磁风电机组也在实际运行中通过了市场考验,设备平均可利用率超过99%。

    工于巧,匠于心

    在距今七八千年前的原始社会末期,人类出现了第一次社会大分工,工业从农业分离出来,出现了专门从事手工业生产的工匠。而今,匠人更常常被用来描述对自己的产品精雕细琢、精益求精的人。匠人们喜欢不断雕琢自己的产品,不断改善自己的工艺,对细节要求追求极致,对精品有着执着的坚持和追求,享受着产品品质从99%提高到99.99%的升华过程,其“利”虽微,却长久造福于世。

    一只顶级德国手表品牌格拉苏蒂腕表,超过528个零部件,经过上千道工序,最后呈现的不仅是使用时的分钟不差,更是诸多家族文化传承的标志。每一只腕表,都是185年制表历史和工匠精神的见证。

    一台风电机组包括上万个零部件,服役期超过20年,可利用率达到95%是合格,达到97%是良好,达到98%以上才意味着优秀,而金风投入运行的上万台直驱风电机组2014年以来年平均可利用率已达到了99.3%。
   
    基于上万台直驱永磁风电机组的运行业绩和管理经验,金风科技最新推出了聚焦超低风速市场GW115/2000机型,率先引入“产品全生命周期管理(Product LifecycleManagement, PLM)”理念,集研发、供应链、营销、质量和服务为一体,全面考虑风电机组从概念设计到退役的解决方案,将严苛的设计要求带入了风电场整个20年的生命周期。同时,GW115/2000机型在设计上也实现了新的技术突破,采用了全新的设计概念“额定功率下最佳叶轮跟踪”,可以在整个额定风速下的全风速段上做到自由跟踪,从切入风速2.5米/秒到额定风速9米/秒始终都可以保持叶轮的吸风效率达到0.47以上,最高点接近0.49,并在9米/秒风速就达到额定满发状态,解决了常见的额定风速为10米/秒的机组在9米/秒到10米/秒之间无法自由跟踪的问题。这一设计的添加正是体现了作为“匠人”的金风工程师们在将风电机组的实际运行状态无限地接近理论极限的追求和创新实践。

    先进的设计理念和严格的标准要求在GW115/2000首台样机上得到了有力证明。2014年4月,样机在张北试验风电场完成吊装,2天内完成并网发电,实现了真正意义上的免调试,7月样机完成零电压穿越测试,9月初获得零电压穿越测试报告。截至8月底的统计数据显示,即使受到测试停机等因素的影响,该台样机的发电量也已经超过200万千瓦时,意味着4个月实现了满发1000小时,相当于河北地区上半年风电发电平均水平,预计全年可实现超过3000小时的成绩。

    此次推出的GW115/2000机型,适用于6.5米/秒以下风区,是对超低风速的新定义和低风速市场的进一步细分,将风能资源的捕捉区域最低下探到风速5.2米/秒的范围,使南方市场增加几千万千瓦的可开发容量。业内客户已经对GW115/2000机组表现出了极大兴趣,目前已有相当规模容量左右的意向订单。同时,该款机型与金风的GW93/1500、GW121/2500机型形成了针对低风速区的产品组合,可以根据客户风电场场址提供更为科学的机组配置方案,实现整个风电场效率最高和效益最大化。

    全生命周期的呵护
   
    2006年,青岛一家医院接到德国的来信,提醒其在1919年设计建设的医院大楼已到87年的使用年限,注意修缮和安全。同年,一台摆放于中国青岛天文台的德国钟摆产于1950年,在服役50多年后的2008年左右重返德国修缮,齿轮、指针、表盘、钟摆和木盒等部件在经过制表匠人尽心的翻新后,从德国经上海重返青岛天文台再次服役,准确报送时间。

    这其中,让人钦佩的不仅仅是德国工艺的一流质量和超长服役期,更是经历了大半个世纪后依然可追溯、可配套的零部件和精准的解决方案。一台风电机组至少历经20年的运行年限,但通常质保期为3年到5年,动辄数亿元的资产由谁来提供管理才能让客户放心?运行5-10年以上的风电场一旦发生部件损失,如何追踪批次,如何确保配套部件的供应,成为中国风电由粗放的开发建设向科学规划开发和精益管理运营转变这一重要发展历程碑阶段、风电人面前的大问题。

    中国的风电企业开始意识到这一点,产品质量和资产的管理应当从质保期到全生命周期管理转变。金风科技顺势推出“全生命周期资产管理系统”。“全生命周期资产管理系统”改变了传统质保期内外的人为时间割裂,还原电站资产属性,将机组性能、设备质量、备件解决方案的管理转向全寿命周期内的改变,建立以资产管理为中心,以服务工单为主线、成本管理为辅线的信息化管理平台,实现对核心资产与服务全过程的精细化管理。

    从系统功能看, 它真正实现了风电机组2 0年生命周期内的全程跟踪,从场地接货、设备吊装、接网调试到质保维护以及质保外的运维,持续关注风电场运行情况。系统配备多个模块,可实现对接在线监控、故障预警和在线专家诊断系统,大幅度降低机组的停机时间和故障费用损失,是将风电场维护从被动的故障维修向以信息化、数据化为基础的预防性检修转变付诸实践。该系统将设备的运行状况、故障预警、备件需求与金风当前已在全国建立的3个一级备件库、8个二级备件库、8 1个三级备件库资源系统集成在一起。2014年2月的一天,山东某风电场,监控中心的工程师通过预警平台发现1号机组振动模式异常,在线诊断很可能是叶片出现了问题。不到2个小时,现场工程师将1号机组叶片出现的“鼓包”问题反馈给监控中心,并提出修复请求,真正做到了在问题出现前解决问题,避免了叶片损坏导致的重大损失。

    从系统构成看,它是一个复杂多样的平台,包括机组服务BOM、故障树管理、工艺标准管理、现场项目管理、服务工单管理、KPI报表体系,并可与SCADA、Oracle EBS等信息化系统实现集成,同时,“风电场全寿命周期资产管理系统”具备在线分析功能,可实现包括机组运行数据和服务维护工单数据在内的大数据搜集、记录并进行数据挖掘,是现代电站资产管理在风电领域的最佳实践、标准化流程的精益管理理念和超过30年中国风能经验的结晶。为机组研发设计优化、质量改进、物资供应、备件消耗以及降低成本提供数据支持。(2014CWP展报)

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