近日，中國(guó)船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)海裝”）自主研制的H260-18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在山東省東營(yíng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園研制成功。

節(jié)能減排效果顯著

據(jù)悉，本次下線的H260-18兆瓦超大型海上風(fēng)電機(jī)組，葉輪掃風(fēng)面積約5.3萬平方米，相當(dāng)于7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的面積。在滿發(fā)風(fēng)速下，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可發(fā)44.8千瓦時(shí)電，單臺(tái)機(jī)組每年可輸出超過7400萬千瓦時(shí)清潔電能，可滿足4萬戶三口之家一年的用電量，可減少燃煤消耗 2.5萬噸、二氧化碳排放6.1萬噸，具有顯著的節(jié)能減排效果。

對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)而言，H260-18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組具有全球最大風(fēng)輪直徑，在相同條件下發(fā)電效益更高、更大功率提升發(fā)電量、可以有效節(jié)約用海面積、降低機(jī)位點(diǎn)數(shù)量，進(jìn)而降低海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本，為海上風(fēng)電走向深遠(yuǎn)海打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以100萬千瓦項(xiàng)目為例，如果安裝16兆瓦機(jī)組，機(jī)位點(diǎn)數(shù)量為63個(gè)，安裝18兆瓦機(jī)組，機(jī)位點(diǎn)數(shù)量可減少約13%，降低基礎(chǔ)造價(jià)達(dá)上億元，經(jīng)濟(jì)性十分可觀。

對(duì)全行業(yè)而言，H260-18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)的成功下線也成功推動(dòng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈完成升級(jí)迭代，帶動(dòng)了風(fēng)電葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器和基礎(chǔ)等零部件全產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。

同時(shí)，項(xiàng)目成果的科學(xué)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯著，項(xiàng)目所形成的新平臺(tái)、新裝備和新工藝等系列研究成果，通過應(yīng)用、反饋和完善，可有力提升海上大功率風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)測(cè)試技術(shù)水平，促進(jìn)其不斷向科技進(jìn)步、行業(yè)創(chuàng)新和資源節(jié)約轉(zhuǎn)變，最終提高我國(guó)風(fēng)電整體裝備制造水平，引領(lǐng)風(fēng)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，產(chǎn)生顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)業(yè)化前景十分廣闊。

多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破

黨的十八大以來，以風(fēng)電為突出代表的新能源發(fā)展取得歷史性成就，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模已連續(xù)12年穩(wěn)居世界首位。2021年，進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展的海上風(fēng)電裝機(jī)量躍居世界首位，成為我國(guó)重要的清潔能源之一，為國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的落實(shí)落地提供了強(qiáng)大支撐。

作為我國(guó)大型海上風(fēng)電裝備研發(fā)制造領(lǐng)域的破局者、世界紀(jì)錄的創(chuàng)造者、海上風(fēng)電事業(yè)的引領(lǐng)者，自2008年深耕海上風(fēng)電以來，中國(guó)海裝開創(chuàng)并引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)大功率、長(zhǎng)葉片風(fēng)電機(jī)組的大型化發(fā)展方向，牢牢掌握了機(jī)組大型化的核心控制技術(shù)，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組平價(jià)批量應(yīng)用的先河。

秉承“研制一代、預(yù)研一代、探索一代”的理念，中國(guó)海裝始終按照階梯前進(jìn)的方式，持續(xù)在提升風(fēng)輪直徑和額定功率方面尋求新的突破。

據(jù)悉，H260-18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組由中國(guó)海裝基于全產(chǎn)業(yè)鏈研制開發(fā)，采用中速集成方案，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，走出了一條自主發(fā)展的技術(shù)道路，成功引領(lǐng)海上風(fēng)電步入更“大”時(shí)代。中國(guó)海裝具體從5個(gè)方面總結(jié)了H260-18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組具備的優(yōu)勢(shì)。

一是整機(jī)平臺(tái)化設(shè)計(jì)技術(shù)為可靠性賦能。中國(guó)海裝提出了基于載荷均衡需求、發(fā)電系統(tǒng)柔性匹配及葉片同源共模的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組平臺(tái)化設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了專用SuperBladed+葉片載荷迭代平臺(tái)，構(gòu)建出了葉片設(shè)計(jì)因素與載荷敏感關(guān)系模型，突破了風(fēng)電機(jī)組離散化的傳統(tǒng)開發(fā)模式，解決了風(fēng)電機(jī)組快速迭代與安全可靠之間的矛盾。

二是運(yùn)用整機(jī)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，打造了機(jī)組-塔架-基礎(chǔ)一體化全數(shù)字仿真與設(shè)計(jì)平臺(tái)，解決了大風(fēng)輪直徑風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)高效匹配與零部件載荷解耦的難題，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)新開發(fā)同級(jí)別機(jī)型單位千瓦掃風(fēng)面積最大，發(fā)電性能最優(yōu)，同時(shí)機(jī)組成本最優(yōu)的總體設(shè)計(jì)，整機(jī)技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先。

三是集成化設(shè)計(jì)技術(shù)構(gòu)建安全堡壘，開展了適用于不同環(huán)境與功率等級(jí)的傳動(dòng)鏈構(gòu)型匹配性研究，開發(fā)了高可靠、高性價(jià)比的輕量化中速傳動(dòng)鏈構(gòu)型，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的傳動(dòng)鏈正向設(shè)計(jì)能力，掌握了高效安全大型風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)、優(yōu)化與集成等關(guān)鍵核心技術(shù)，引領(lǐng)了海上中速技術(shù)路線的發(fā)展方向。

四是智能控制技術(shù)讓機(jī)組高效服役，構(gòu)建了風(fēng)電整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)全息感知系統(tǒng)，發(fā)明了多源在線監(jiān)測(cè)的變槳變轉(zhuǎn)矩多目標(biāo)融合協(xié)同降載控制技術(shù)，解決了大型海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)共振抑制、超長(zhǎng)柔性葉片顫振抑制難題，支撐結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值降低 50%，葉片、輪轂等極限載荷降低 10%；提出了狀態(tài)參數(shù)辨識(shí)自適應(yīng)增功控制技術(shù)，提升單機(jī)發(fā)電量 3%，確保機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上發(fā)電性能最優(yōu)。開發(fā)了國(guó)內(nèi)首個(gè)海上風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化 PLC主控軟硬件系統(tǒng)，解決了風(fēng)電主控系統(tǒng)卡脖子問題。

五是協(xié)同創(chuàng)新推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化道路走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，為避免大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組核心技術(shù)的“卡脖子”難題，中國(guó)海裝以自主可控為核心，開展并完成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的18兆瓦級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組及核心部件研制，提升了自主產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化率。目前H260-18兆瓦機(jī)組整機(jī)國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到80%以上，葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等核心部件均由中國(guó)船舶集團(tuán)旗下企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)化率高于99%，引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)海上清潔能源裝備做大做強(qiáng)。

可以看到，依托中國(guó)船舶集團(tuán)公司船舶海工裝備底蘊(yùn)以及協(xié)同研發(fā)制造能力，憑借十余年海上引領(lǐng)的積淀，中國(guó)海裝堅(jiān)持自主創(chuàng)新、安全可控、科學(xué)發(fā)展的原則，提出了海上風(fēng)電“大型化、輕量化、一體化、國(guó)產(chǎn)化、智能化”的發(fā)展理念，并以此為目標(biāo)，成功完成了H260-18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組開發(fā)與研制，該機(jī)組將有效提升海上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)功率與發(fā)電效率，降低深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電場(chǎng)度電成本，在高風(fēng)速、深遠(yuǎn)海地區(qū)具備較好的市場(chǎng)前景。（林  楚）