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风力发电机组​技术发展趋势

日期:2020-04-01    来源:《城镇建设》2019年2卷16期  作者:何建

国际新能源网

2020
04/01
10:17
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关键词: 风电技术 风电机组 风力发电

在第十九次代表大会中提出:“以质量提升赢得国际竞争,开展质量提升关键技术攻关,推动企业加强可靠性。”

近些年来,我国风电行业发展迅猛,目前累计装机容量居世界第一。我国风电产业已经步入质量和技术竞争阶段,海上风电会成为重要的增量市场,未来必须重视发展质量,其中的核心任务便是提升风电设备质量和可靠性。设备质量与可靠性是风电行业发展的基石,关乎着风电企业的生存,更是风电从业人员的安全保障。

全球经济迅速发展,人们对能源的需求也日益增长。石油、煤和天然气等常用能源资源是有限的,并且在使用过程中会产生污染,找到适应人类可持续发展的能源成了人们亟需解决的问题。风能作为一种环境友好型能源开始受到世界各国的重视,风力发电环保,且风能蕴藏的能量非常大。未来可期。

风电技术发展趋势和需求

在风电发展方面,我国将继续落实陆上大型基地建设、陆上分散式并网开发和海上风电基地建设,并结合我国制造业转型升级的国家战略,积极推动整机设备和零部件出口。风电机组出于充分利用风能资源和降低度电成本的目的,不断向大型化、智能化、数字化的方向发展,而具体技术突破则更多地借助信息化、集群化以及多学科的交叉融合。

(一)大型风电机组整机设计与制造发展趋势和需求

1.大型风电机组的开发

随着风电机组单机容量的不断增加及我国风电开发的不断深入,利用智能控制技术,通过先进传感技术和大数据分析技术的深度融合,综合分析风电机组运行状态及工况条件,对机组运行参数进行实时调整,实现风电设备的高效、高可靠性运行,是未来风电设备智能化研究的趋势。大型风电机组整机技术需求主要包括:大功率风电机组整机一体化优化设计及轻量化设计技术,大功率机组叶片、载荷与先进传感控制集成一体化降载优化技术,大功率风电机组电气控制系统智能诊断、故障自恢复免维护技术,以及大功率陆上风电机组及关键部件绿色制造技术。

我国海床的构成特征确定了我国海上风电机组基础段的工程成本将高于欧洲,而我国海域的夏季台风则对海上风电机组了严峻挑战,这就促使我国海上风电市场更需要设备具有大容量和高可靠性。

海上风电机组技术需求主要包括:适用于我国的近海、远海风电场设计、施工、运输、吊装关键技术;适合我国海况和海上风能资源特点的风电机组精确化建模和仿真计算技术;10MW级及以上海上风电机组整机设计技术,包括风电机组、塔架、基础一体化设计技术,以及考虑极限载荷、疲劳载荷、整机可靠性的设计优化技术;高可靠性传动链及关键部件的设计、制造、测试技术以及大功率风电机组冷却技术;自主知识产权的海上风电机组及其轴承和发电机等关键部件;对于恶劣海洋环境对机组内部机械部件、电控部件以及对外部结构腐蚀的影响;台风、盐雾、高温、高湿度海洋环境下的风电机组内环境智能自适应性系统。

2.零部件配套

在风电机组大型化的同时,结构性问题的重要性也越来越凸显,一些新型的技术方案,如分段式叶片、全钢分瓣式柔性塔架、低成本的辅助控制小型激光雷达、海上机组用的高度生物可降解油品等我国尚未完全掌握。

叶片大型化和柔性化带来一些新的问题,如叶片的一阶扭转频率越来越低,叶片气弹发散以及颤振稳定性边界逐渐降低,甚至威胁风电机组的正常运行,因此叶片气弹稳定性分析将是未来大型叶片结构设计的必要内容,通过结构设计提高叶片的气弹稳定性具有重要意义[6]。

3.风电试验平台

国内厂商进行产品性能试验时,多出于产品认证和市场准入的需要,而整机厂商和零部件厂商出于自身技术研发和产品优化需要而开发的试验平台或者制订的试验标准则一直比较缺乏。由于试验平台和标准涉及的上下游厂商较多,关系到从理论到实践的成果转化,需要行业标准归口单位组织众多厂商深入论证,并积极开展实质性的协作,真正推动产业技术成长。

风电设备制造企业也必将成为技术创新领域的主体,以科技推动产业进步、以科技带动风电产业化发展。


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