2024年上半年，我國(guó)風(fēng)電技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新成果豐富。陸上風(fēng)電新機(jī)型迭代加速，大型化呈跳躍式發(fā)展趨勢(shì)。海上風(fēng)電則成為技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā)的關(guān)鍵輸出領(lǐng)域，新的亮點(diǎn)層出不窮。構(gòu)網(wǎng)型與漂浮式技術(shù)研發(fā)的持續(xù)推進(jìn)，為風(fēng)電發(fā)展打開了更大空間。關(guān)鍵零部件企業(yè)努力推陳出新，有力支持著我國(guó)風(fēng)電整機(jī)降本增效。一艘艘風(fēng)電安裝船與運(yùn)維母船的吉水或交付，逐漸補(bǔ)齊了海上風(fēng)電開發(fā)的最大短板。

集中測(cè)試10MW級(jí)陸上風(fēng)電樣機(jī)

2024年上半年，是我國(guó)陸上風(fēng)電機(jī)組集體邁進(jìn)10MW級(jí)別的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。多家企業(yè)開始對(duì)10MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組樣機(jī)進(jìn)行吊裝或測(cè)試，為年度大容量陸上風(fēng)電機(jī)組項(xiàng)目招標(biāo)提供了更豐富的選項(xiàng)。

1月24日，運(yùn)達(dá)股份WD230-10MW風(fēng)電機(jī)組在位于河北省張家口市張北縣的鑒衡牡丹實(shí)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)成功完成樣機(jī)吊裝，并展開測(cè)試。該機(jī)型成為由鑒衡認(rèn)證中心開展測(cè)試、最大風(fēng)輪直徑的陸上風(fēng)電機(jī)型。3天后，中車株洲所10MWD230陸上風(fēng)電機(jī)組完成吊裝。同一天，聯(lián)合動(dòng)力海陸共平臺(tái)10MW-236風(fēng)電機(jī)組在山東完成吊裝，再次刷新當(dāng)時(shí)全球陸上風(fēng)電機(jī)組最大風(fēng)輪直徑紀(jì)錄。

3月，華銳風(fēng)電10.X/230陸上風(fēng)電機(jī)組完成吊裝。該機(jī)型采用了10MW級(jí)陸上大功率整機(jī)產(chǎn)品平臺(tái)，單機(jī)容量可覆蓋8~11.5MW，風(fēng)輪直徑可覆蓋230~250m。

連續(xù)推出構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組

構(gòu)網(wǎng)型機(jī)組可以在交流電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)時(shí)表現(xiàn)為電壓源特性，通過系統(tǒng)感知主動(dòng)為電網(wǎng)提供電壓支撐，自發(fā)快速響應(yīng)頻率變化，解決跟網(wǎng)型機(jī)組在弱電網(wǎng)下的穩(wěn)定運(yùn)行問題，可以滿足電網(wǎng)強(qiáng)度弱、慣量低的高比例新能源發(fā)電系統(tǒng)需求。

近年來，風(fēng)電整機(jī)商紛紛推出構(gòu)網(wǎng)型機(jī)組產(chǎn)品。今年3月，明陽智能在新疆達(dá)坂城華冉風(fēng)電場(chǎng)完成了當(dāng)時(shí)全球最大的構(gòu)網(wǎng)型雙饋機(jī)組MySE6.25-193的測(cè)試驗(yàn)證工作。2個(gè)月后，電氣風(fēng)電在江蘇省東臺(tái)市下線了當(dāng)時(shí)全球最大單機(jī)容量的構(gòu)網(wǎng)型機(jī)組，單機(jī)容量達(dá)到10MW。

陸上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量實(shí)現(xiàn)跨越式提升

2023年，我國(guó)整機(jī)商推出的大型陸上風(fēng)電機(jī)型，其單機(jī)容量基本在10~11MW。在2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)上，三一重能率先宣布推出海陸共用的15MW機(jī)型。

到2024年上半年，一些整機(jī)商已經(jīng)啟動(dòng)陸上15MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組的研制工作。以運(yùn)達(dá)股份為例，該公司開展的16MW“沙戈荒”大功率風(fēng)電機(jī)組相關(guān)研究項(xiàng)目納入了內(nèi)蒙古自治區(qū)低碳能源領(lǐng)域“揭榜掛帥”科技計(jì)劃，成為新能源領(lǐng)域的創(chuàng)新重大示范工程。借助海陸共用策略，三一重能與運(yùn)達(dá)股份的產(chǎn)品研發(fā)將我國(guó)陸上風(fēng)電機(jī)組的主流單機(jī)容量直接由10~11MW拉升至15~16MW，可謂是“跨越式”。

多款16~18MW級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組完成并網(wǎng)

自2023年金風(fēng)科技實(shí)現(xiàn)首臺(tái)16MW海上風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后，多家整機(jī)商加快了大兆瓦海上機(jī)組研發(fā)的步伐，紛紛在2024年上半年投運(yùn)了自己的16~18MW海上風(fēng)電機(jī)型。

2024年1月，遠(yuǎn)景能源16-18MW海上機(jī)組在射陽零碳產(chǎn)業(yè)園下線。到5月，該公司又在江蘇省鹽城市射陽縣實(shí)現(xiàn)了EN-256/16.7樣機(jī)的并網(wǎng)。該機(jī)型的單機(jī)容量達(dá)到16.7MW，是當(dāng)時(shí)全球已并網(wǎng)的最大單機(jī)容量風(fēng)電機(jī)組，主要為深遠(yuǎn)海市場(chǎng)設(shè)計(jì)。

6月，電氣風(fēng)電發(fā)布了全球單機(jī)容量最大的低頻海上風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量達(dá)到16MW，為深遠(yuǎn)海風(fēng)電項(xiàng)目送出環(huán)節(jié)的降本提供了有力支撐。

最為引人矚目的是在2024年上半年即將結(jié)束的最后幾天，兩款18MW海上風(fēng)電機(jī)型的先后吊裝、并網(wǎng)。6月26日，東方電氣18MW機(jī)型在廣東汕頭風(fēng)電臨海試驗(yàn)基地實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，刷新已并網(wǎng)機(jī)組單機(jī)容量的世界紀(jì)錄。4天后，中船海裝18MW海上風(fēng)電機(jī)組在經(jīng)過一年多的全面測(cè)試后，于遼寧省營(yíng)口市華能仙人島熱電廠完成吊裝。

除整機(jī)外，還有不少新推出的技術(shù)解決方案在為海上風(fēng)電機(jī)組的安全高效運(yùn)行保駕護(hù)航。例如，牧鐳激光與憬知夢(mèng)藍(lán)均推出了漂浮式激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)，大大提升了海上風(fēng)電項(xiàng)目測(cè)風(fēng)的準(zhǔn)確性與可行性，降低了測(cè)風(fēng)成本。

漂浮式與相關(guān)技術(shù)的研發(fā)取得新的進(jìn)展

在未來的深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)中，漂浮式風(fēng)電機(jī)組將成為最佳選擇。截至2023年年底，我國(guó)已安裝或投運(yùn)4臺(tái)漂浮式機(jī)組，并有多家整機(jī)商宣布推出16~18MW漂浮式機(jī)組。

2024年上半年，中車株洲所向全球發(fā)布了其首款漂浮式機(jī)組“啟航號(hào)”。該機(jī)型的單機(jī)容量達(dá)到20MW，是目前已發(fā)布的此類產(chǎn)品中單機(jī)容量最大的機(jī)型。

2024年4月，明陽智能雙轉(zhuǎn)子漂浮式機(jī)組“明陽天成號(hào)”的浮體基礎(chǔ)下水，開始進(jìn)入塔架吊裝階段。到6月中旬，明陽陽江16.6MW漂浮式海上風(fēng)電示范項(xiàng)目核準(zhǔn)前公示，標(biāo)志著明陽智能上述機(jī)型即將完成靠岸安裝，進(jìn)入機(jī)位點(diǎn)安裝階段。截至2024年上半年，該機(jī)型已完成除風(fēng)輪外的全部部件安裝工作。

葉片長(zhǎng)度不斷刷新紀(jì)錄

更長(zhǎng)的葉片，能夠使風(fēng)電機(jī)組的捕風(fēng)能力更強(qiáng)，從而提升相同容量下機(jī)組的中低風(fēng)速發(fā)電能力，或是為更大單機(jī)容量機(jī)組保持發(fā)電能力提供支撐。

2024年上半年，我國(guó)生產(chǎn)的風(fēng)電葉片的長(zhǎng)度紀(jì)錄不斷被刷新。1月，時(shí)代新材在江蘇射陽下線了首支120m海上風(fēng)電葉片；三一重能則在內(nèi)蒙古巴彥淖爾下線了131m陸上風(fēng)電葉片，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)最長(zhǎng)陸上風(fēng)電葉片的紀(jì)錄。5月，明陽智能143m風(fēng)電葉片運(yùn)往廣東省陽江市，隨后在國(guó)家海上風(fēng)電裝備質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心開展測(cè)試工作，是當(dāng)時(shí)全球已下線最長(zhǎng)的風(fēng)電葉片。

關(guān)鍵零部件支持整機(jī)大型化發(fā)展

除葉片外，其他關(guān)鍵零部件的研發(fā)工作也在2024年上半年取得了新的突破。2月，南高齒推出了20MW全集成傳動(dòng)鏈齒輪箱，低速端和電機(jī)端均采用高度集成的設(shè)計(jì)，并采用多行星輪及滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)方案，使齒輪箱扭矩密度達(dá)到230kNm/t以上。3月，東方電氣的18.XMW海上永磁半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，順利通過了背靠背型式試驗(yàn)。同月，全球首臺(tái)25MW級(jí)風(fēng)電主軸軸承及齒輪箱軸承在洛陽軸研科技下線，刷新了全球風(fēng)電軸承最大單機(jī)容量紀(jì)錄。此外，鑒衡認(rèn)證中心為華斯壯研發(fā)設(shè)計(jì)的185m預(yù)應(yīng)力構(gòu)架式風(fēng)電機(jī)組塔架頒發(fā)設(shè)計(jì)評(píng)估符合證明。該塔架的節(jié)地優(yōu)勢(shì)非常顯著，結(jié)構(gòu)底部采用4個(gè)小型基礎(chǔ)，單個(gè)露出面積不足1.5m2，4個(gè)基礎(chǔ)實(shí)際占地只有6m2，并在設(shè)計(jì)時(shí)將構(gòu)架式塔架底部箱變改為置于塔架中間平臺(tái)，節(jié)約了箱變用地。

風(fēng)電安裝船起重船接連下水交付

風(fēng)電安裝船舶一直是我國(guó)乃至全球海上風(fēng)電開發(fā)的瓶頸之一，尤其是具備20MW級(jí)機(jī)組安裝能力的風(fēng)電安裝船，數(shù)量極為有限。2024年上半年，一些大起吊能力的風(fēng)電安裝船紛紛下水或交付。1月，啟東中遠(yuǎn)海運(yùn)海工N1063自升式風(fēng)電安裝船項(xiàng)目安全下水，可以運(yùn)輸并安裝7套完整的15MW或5套20MW以上機(jī)組，成為當(dāng)時(shí)全球技術(shù)規(guī)格最高、最先進(jìn)和最環(huán)保的海上風(fēng)電安裝船。5月，中集來福士為荷蘭Van Oord公司建造的新型海上風(fēng)電安裝船BOREAS下水。該船主吊起重能力超過3000t，吊臂高155m，能夠安裝20MW級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組。同月，中鐵大橋局2000t自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)“大橋海風(fēng)”號(hào)在江蘇省南通市交付。該船擁有當(dāng)時(shí)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)最長(zhǎng)的樁腿和最強(qiáng)的綜合起重能力，可在70m深海域作業(yè)，雙鉤吊重2000t，副鉤吊重800t，甲板以上吊高160m，具備2套25MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸、安裝一體化施工能力。6月底，“鐵建風(fēng)電2000”在江蘇南通吉水。該安裝船的主起重機(jī)達(dá)到2000t起吊能力，甲板以上吊高165m，具備20MW及以上不同機(jī)型海上機(jī)組安裝能力。

2024上半年，我國(guó)下水或交付了多艘起重船。例如，在4月，5000t自航式全回轉(zhuǎn)起重船“中天39”交付，可滿足國(guó)內(nèi)海上起重作業(yè)需要，專業(yè)從事海上風(fēng)電工程總包（EPC）和海洋資源開發(fā)。6月底，“鐵建起重5000”在江蘇南通吉水。該船是集運(yùn)輸、起重、吊裝及安裝等多種強(qiáng)大功能于一體的自航式全回轉(zhuǎn)起重船，主鉤起重能力達(dá)5000t，全回轉(zhuǎn)起重能力達(dá)3500t，采用單鉤“四爪鉤”設(shè)計(jì)，是國(guó)內(nèi)首例單鉤吊重達(dá)到5000t的起重船舶。

運(yùn)維母船激增滿足遠(yuǎn)海大型項(xiàng)目需求

2023年前，我國(guó)風(fēng)電運(yùn)維船主要以單體與雙體運(yùn)維船為主，適用于遠(yuǎn)海或大型風(fēng)電項(xiàng)目的運(yùn)維母船幾乎為空白。2024年上半年，我國(guó)有3艘運(yùn)維母船實(shí)現(xiàn)了下水或交付。3月，振華重工為立洋海工建造的5000t自航式全回轉(zhuǎn)起重船“中天39”順利完成試航，是中國(guó)首艘自主設(shè)計(jì)、建造并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型海上風(fēng)電多功能運(yùn)維母船，填補(bǔ)了我國(guó)深遠(yuǎn)海海纜敷設(shè)和運(yùn)維領(lǐng)域的空白。4月，電氣風(fēng)電“至臻100”完成首次風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)效試航，一次性通過了16項(xiàng)功能測(cè)試。6月中旬，“豐華23”號(hào)正式交付，是我國(guó)自主設(shè)計(jì)、建造并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型海上風(fēng)電多功能運(yùn)維母船。

來源：《風(fēng)能》雜志，文：趙靚，武彩霞