引領低風速技術創新 國電聯合動力借王牌機型搶占低風速市場
發布時間：
2014-01-06 10:19
近日，來自第三方機構的監測數據顯示，目前國內首臺掃風面積最大的1.5兆瓦風電機組——國電聯合動力技術有限公司(以下簡稱“國電聯合動力”)生產的UP97機組性能優異，在同樣低風速工況下發電量超過UP86機型20%以上，高出預期設計目標5個百分點以上。
“UP97機組性能好得出乎意料。”國電聯合動力技術總監張啟應對記者表示，目前該機型已經投入批量生產，首批將為陜西、云南、寧夏等省市自治區的低風速風場供貨。
王牌機型出爐
近年來，“棄風限電”問題一直困擾著我國風電行業的發展，為了突破并網瓶頸，國家在“十二五”期間一改以往的思路，提出“集中+分散”的風電開發方式，并指出我國“十二五”規劃中提到的1億千瓦風電裝機目標中，將有至少2000萬千瓦的份額屬于低風速風場的開發。至此，低風速風場開發大幕拉開。
低風速風電項目一般是指風速在6~8米/秒之間、年利用小時數在2000小時以下的風電開發項目。據統計，全國范圍內可利用的低風速資源區占全國風電資源區的68%，且均接近電網負荷的受端區，也就是人口密集、缺電的經濟發達地區。與風電發展較發達的歐洲相比，我國低風速地區占地更為廣泛。
作為行業領軍企業，國電聯合動力的研發團隊一直對這一領域保持著高度敏銳性，始終緊跟市場發展節奏。2013年9月13日，國電聯合動力自主研發的國內首臺風輪直徑最大的低風速王牌機型——UP97并網發電，該機型完全由聯合動力自主研發設計和生產制造。
作為目前超低風速領域的王牌機型，UP97集諸多領先技術于一身，最受關注的是其能把風機適用風速降到5.5米/秒的超低水平，使占我國風資源30%的超低風速地區也具備可開發價值。此外，該機型最優能量捕獲技術能帶來風電機組2%的效能提升;優化降載技術，使風機具備超強風速抵御能力;塔筒基礎優化技術，使得該機型可與1.5兆瓦平臺共用塔筒，從而不增加因塔筒差異增加的費用;集成于主控的健康監測系統、冷啟動與自耗電優化設計……諸多全球領先的創新技術，確保了UP97的卓越性能。
“UP97機型的成功投用，為發展用電量需求大、經濟發展迅速且占地面積廣的低風速地區風電做出了積極的貢獻。”國電聯合動力銷售總監李杰興奮地對記者表示，“UP97機型投入市場以來，反響非常好。這些天接到很多業主的電話，都是詢問我們低風速王牌機情況的，很多業主要求提前預定。”
層層優化的聯動效應
實際上，一直以來讓風電機組在低風速資源條件下獲取更高發電效率，是擺在每一個風電設備制造商面前的重要課題。
在研發UP97機型的過程中，聯合動力研發團隊面臨的第一個難關就是——為增大掃風面積而特制的大葉片帶來的載荷過高問題。對于如何降載，張啟應解釋說：“增大葉片尺寸不是改一改數值這么簡單，隨之而來的是進行整個機型的技術優化。要通過對幾千個技術點進行重新設計優化，才能達到完美的效果。”
追求完美，是張啟應和國電聯合動力研發團隊的“怪癖”，他們總是力求所有的設計都能達到性能和效益的最優狀態。
作為國內風電制造行業唯一具備自主設計葉片及生產葉片能力的風電整機制造企業，聯合動力充分發揮了自己的優勢，用先進的高模玻纖材料設計出了一款超長的輕量化葉片，該特質葉片相比常規材質的同尺寸葉片重量輕了8%，而堅韌度提高20%、抗疲勞度增加了40%。
同時，其還為UP97機型設計了獨特的“優化降載”控制策略，可顯著降低停機中或陣風中超大葉輪的推力載荷。“就像為一輛急速行駛的滿載加長貨車，裝上了一個非常靈敏而穩定的剎車系統，使其能快速而平穩地停下來”。國電聯合動力風電技術中心系統設計副總工程師董禮表示，其還采用了傳動鏈、塔筒阻尼控制策略，減弱疲勞載荷，大大增加了機組的使用壽命。
不難發現，在UP97機型的研發過程中，國電聯合動力的又一項優勢——“全產業鏈戰略”的特色也充分發揮出來。在江蘇宜興的國電聯合動力發電機制造工廠，技術專家通過優化電磁設計以及改善散熱系統等諸多創新改進，有效提高了發電機的效率;在內蒙古包頭的國電聯合動力齒輪箱制造基地，研發團隊也發揮專業技術優勢，制造出了適應超低風速的優化型齒輪箱，進一步提高了發電效率。
量身定制的全線平臺
在我國，低風速風區地理分布廣泛，氣候也呈現多樣性。例如，西南及長江流域空氣濕度高、雷暴天氣多，中南地區冰凍多，西南地區海拔高等。為適應不同地區的氣候和地理環境，國電聯合動力強大的平臺戰略為低風速機型設計了不同的配置，并且保證了極高的品質。
2012年初，國電聯合動力在風電技術研究所的基礎上，提出了全線產品的平臺戰略，形成1.5兆瓦、2兆瓦、3兆瓦和6兆瓦這四個產品平臺和一個863項目的研發平臺，實現了機型容量全覆蓋，同時在使用特性上全面覆蓋了平原、高海拔、海上、潮濕以及高寒地區等特殊、極端地區，適應不同地區的不同需求。通過豐富而強大的風機產品平臺，國電聯合動力實現了風電定制化的特色服務，為業主“量身定制”風機。
對此，張啟應表示：“低風速風機就是風機定制化服務的開始，定制服務將是國電聯合動力的下一個重點發展方向。隨著風電行業日益成熟，競爭將更加激烈，未來市場也將會提出更多的差異化、定制化風機需要，屆時國電聯合動力的全產業鏈戰略、全線產品平臺戰略等綜合競爭優勢將發揮更大的優勢，引領風電行業的發展。”
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