中國儲能網訊：日前，華能江蘇如東八仙角海上風電項目順利完成240小時試運行，全面進入商業(yè)運營階段。這是迄今為止亞洲已建成的裝機容量最大的海上風電項目。然而，對行業(yè)影響更深遠的是，項目首次批量化應用了國產5兆瓦海上風電機組。無疑，該項目的得失將影響我國風電機組的技術走向，也將為我國海上風電探索大機組應用積累寶貴的經驗。
缺少適宜的國產海上機組
海上風電被公認為風電行業(yè)的未來發(fā)展方向。如果粗略做個計算，將“十三五”時期的裝機規(guī)劃目標分解到各年，則意味著我國海上風電裝機至少年均新增84萬千瓦，而2016年我國海上風電僅僅新增了59萬千瓦。這預示著未來一個時期，海上風電的市場潛力將加速釋放。
業(yè)內認為，在我國發(fā)展海上風電的過程中面臨著成本較高、技術缺乏有效驗證、標準缺失等一系列掣肘因素，其中，一個明顯短板是，缺乏適宜性的海上風電機組。
“早期發(fā)展海上風電，或是陸地機組經過防腐等適應性改造后下海，單機容量??；或是引進國外成熟技術，運維、優(yōu)化受制于人。因此，只有針對中國海域海床條件和風資源特點，自主研制具有核心技術的國產化機組才是出路?！眹鴥饶澈Ｉ巷L電開發(fā)商技術負責人說。
中國農機工業(yè)協(xié)會風能設備分會秘書長祁和生對記者表示，發(fā)展海上風電不能照搬陸上模式。不論從設計、制造、安裝、運維各個方面海上風電都要提升到一個新的高度。必須以高可靠性、高技術成熟度來考量。
“我國海上風電已經開始進入規(guī)?；l(fā)展的時代。從目前實施的項目來看，對大容量海上風電機組的需求與日俱增?！敝袊娊ㄈA東院副總工程師趙生校認為。
針對這一市場趨勢，金風科技、明陽風電、中國海裝、聯(lián)合動力等國內主流整機商都在積極布局5兆瓦及以上容量的海上風電機組。此次華能如東八仙角項目中由中國海裝提供的20臺5兆瓦海上機組正是5兆瓦級別海上機組的國內首次批量化應用。
缺乏批量化應用檢驗
風電機組是非常強調適應性的裝備，因此必須與海域條件和風資源狀況密切相關。
記者了解到，我國風能資源最豐富的區(qū)域在臺灣海峽，由該區(qū)域向南、北兩側大致呈遞減趨勢。具體而言，江蘇、山東等長江以北屬于典型的低風速、無臺風風險市場，需求大葉輪機組，河北、遼寧等更北部海域還要考慮海冰的影響；廣東、浙江等屬于典型的低風速、有臺風風險市場，需求的是大葉輪抗臺風機組；福建、粵東部分區(qū)域、臺灣海峽等屬于典型的高風速、有臺風風險市場，需求的是更大容量抗臺風機組。
據祁和生透露，從風電機組制造上說，歐洲6兆瓦海上風電機組已形成產業(yè)化能力并批量安裝，8.5兆瓦及9.5兆瓦海上風電機組進入樣機試運行階段，12兆瓦的海上風電機組也已經開始進設計；我國海上風電機組容量以3兆瓦-4兆瓦為主，5兆瓦-6兆瓦風電機組多處于小批試驗階段，與國外技術水平仍有較大的差距。
有預測顯示，預計2020 年前，3.6兆瓦-6兆瓦機組是海上風電的主流機型，小批量7兆瓦-10兆瓦機組將進入海上風電場。不過，就我國海上風電存量市場而言，仍是3兆瓦-4兆瓦機組的天下。根據相關統(tǒng)計，截至2016年底，在我國吊裝的海上風電機組中，單機容量為4兆瓦的機組最多，累計裝機容量達到74萬千瓦，占海上裝機容量的45.5%，其次是3兆瓦裝機，容量占比為14%。
“與國外差距的一個明顯表現是，我國大部分整機制造廠家研發(fā)的海上大機組都沒有長時間、大批量的運行經驗，基本處于機組設計研發(fā)、樣機試運行階段。華能如東八仙角5兆瓦機組的批量化應用首先能夠檢驗國產海上大機組技術是否成熟，其次，通過批量化應用，可以發(fā)現在樣機等其他階段發(fā)現不了的問題，為今后的技術持續(xù)改進提供參考。”一位業(yè)內專家表示。
中國海裝相關技術負責人告訴記者，5兆瓦海上機型從正是沿著樣機、小批、批量化各個階段一步步扎實走下來，才獲得了持續(xù)的技術優(yōu)化。比如，機艙塔筒動力電纜排布形式優(yōu)化，改善散熱；優(yōu)化軸承排脂系統(tǒng)，減少漏脂風險等。從供應鏈質量管控方面來講，從樣機到小批量應用，使產品的技術狀態(tài)得到了固化，對零部件的質量管控能力也得到了加強。
“5兆瓦樣機從2012并網運行至今已有5年時間，對樣機運行期間所出現的問題，在小批量階段進行了優(yōu)化，整體上提高了機組的可靠性。從樣機到小批量運行，豐富了海上風電的運維經驗，加強了海上風電運維風險的管控能力，為整個行業(yè)海上風電基礎設計能力、載荷優(yōu)化控制能力的提升積累了豐富的經驗?！鄙鲜鲐撠熑朔Q。
主力機型取決于多種因素
無可爭議，機組大型化是海上風電未來的趨勢。但是，哪一個容量級機組別將成為中國海上風電近期內主力機型？
一位行業(yè)分析人士告訴記者，決定哪一個容量級別機組成為主力機型的因素是多方面的。比如，機型的成熟度、技術創(chuàng)新能力、海工技術的發(fā)展、產業(yè)鏈配套的整體水平。“結合當前中國的裝備制造水平和工業(yè)生產能力，5兆瓦-6兆瓦機組最有可能成為未來一個時期的主力機型。但這個時期能持續(xù)多長時間，會不會很快被更大容量的機組所替代，存在著較多變數?！?
由于海上施工條件惡劣，單臺機組的基礎施工和吊裝費用遠大于陸上機組的施工費用，大容量機組雖然在單機基礎施工及吊裝上的投資較高，但由于數量少，在降低風電場總投資上具有明顯優(yōu)勢。以10萬千瓦的風電場為例，采用5兆瓦機組相比4兆瓦機組可減少5個機位點，降低整體建設成本；還可減少可能的故障輸入點數量，避免對整個風電場的影響；同時減少了機組間的尾流等影響，有利于提高發(fā)電效益。
目前，除了中國海裝的5兆瓦機組外，金風科技、明陽風電、聯(lián)合動力等整機商研發(fā)的6兆瓦機組也都處于試運行階段。作為國內海上風電市場份額占比最大的上海電氣正力推其7兆瓦機組。
海上選址與陸上迥異
除了為大容量海上機組應用探路外，華能如東八仙角項目也在海上風電設計、施工、測風、微觀選址等方面為行業(yè)起到了示范作用。
據介紹，海上風電微觀選址與陸上風電的微觀選址存在較大區(qū)別，考慮的條件各異。陸上風電場選址以場址的風資源評估為主，現場建設條件次之，而海上風電場把海上風資源評估和風場建設條件置于同樣重要的位置，予以綜合考慮，因此二者所采用的選址方法也略有不同。
“目前我國海上風資源數據主要來源于沿岸氣象站觀測、石油平臺氣象觀測、衛(wèi)星遙感觀測、海上測風塔測量等。其中，沿岸陸地氣象站遠離海域，難以精確代表海域風資源狀況，會導致較大的風資源分析誤差；石油平臺觀測為定點、定時觀測，且覆蓋區(qū)域較小。”國家氣候中心相關人士表示。
在華能如東八仙角項目中，中國海裝依托國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心，利用與國家氣候中心合作開發(fā)的LiGa平臺，對海洋區(qū)域的風資源作出精確規(guī)劃，分析獲得規(guī)劃海域的風資源分布狀況及風資源儲量，為優(yōu)化海上整體解決方案打下基礎。
“資源條件是前提，華能如東八仙角項目再一次印證了微觀選址需要精確分析區(qū)域資源，結合規(guī)劃區(qū)域的海床地質進行一體化的機組選型和排布設計。只有從前期規(guī)劃階段就開始完善整體解決方案，才能保證機組的性能得到最大程度的釋放，實現整場效益最優(yōu)。”業(yè)內人士表示。
