11月5-6日,2020年中國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會在上海舉辦。本次會議由北極星電力網(wǎng)和上海電力大學聯(lián)合主辦。中國船舶集團海裝風電股份有限公司(下稱“中國海裝”)受邀參會。
會議重點圍繞風電政策、市場變化、平價發(fā)展、項目管控、設(shè)備供應(yīng)保障、技術(shù)創(chuàng)新及投融資等問題展開探討,助力平價時代風電產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
中國海裝陳鵬以“平價時代大基地開發(fā)中的定制化思考”為主題進行分享。他認為,大基地的建設(shè)將風電帶入了定制化開發(fā)時代,發(fā)電量更優(yōu)、可靠性穩(wěn)定性更高、造價成本更低、建設(shè)效率更高的定制方案是平價時代的必然選擇。
(中國海裝 定制方案部經(jīng)理 陳鵬)
平價時代,大基地風場定制化開發(fā),中國海裝怎么做?
定制化機組開發(fā)
載荷計算:大基地范圍廣,非平原區(qū)域機位點風資源差異較大,為確保定制化的載荷能夠覆蓋所有機位點,需要逐機位點進行載荷計算。中國海裝與DNV GL合作定制開發(fā)的Site Suitable Tools,可實現(xiàn)逐機位點的快速載荷計算、扇區(qū)控制策略制定及定制化零部件載荷輸出,同時在保證機組安全性的情況下,充分利用現(xiàn)場風資源條件,降低機組載荷。
葉片模塊化設(shè)計:中國海裝機組葉片采用模塊化設(shè)計,在不改變?nèi)~片主體翼型情況下,通過調(diào)整葉根段及葉尖段模具達到葉片模具重復利用,可根據(jù)項目及機組實際情況快速完成定制化葉片設(shè)計,極大降低設(shè)計成本,同時提高葉片生產(chǎn)效率。
結(jié)構(gòu)件優(yōu)化:即以最大風資源計算出的載荷,設(shè)計通用的結(jié)構(gòu)件,根據(jù)機位點機組載荷差異,按照不同梯度優(yōu)化設(shè)計確定最優(yōu)款結(jié)構(gòu)件。
發(fā)電機輸出方案:中國海裝有四種電壓等級輸出模式,輸出電壓的等級越高,整機發(fā)電系統(tǒng)成本就會相應(yīng)增加,但是風場輸電的成本會降低,通過機組輸出方案與風電場輸出方案聯(lián)合設(shè)計的方式,尋求最優(yōu)方案。
塔筒定制化:塔筒設(shè)計與計算機模型進行融合,建立塔筒設(shè)計平臺TowerSolu,使塔筒設(shè)計高效可靠、塔筒更輕、更智能化。
定制化風場開發(fā)
宏觀選址:宏觀選址的成敗一定程度上決定了風電場開發(fā)的成敗。中國海裝與國家氣候中心合作建立了LIGA大數(shù)據(jù)平臺,集成了四個高度層的數(shù)值模擬數(shù)據(jù)。經(jīng)過近幾年的優(yōu)化迭代,風場開發(fā)前期能夠為客戶提供準確的風資源信息,確保選擇最佳的風電開發(fā)區(qū)域。
測風:通過葉輪測風塔+虛擬測風塔+激光雷達等多種方式組合測風,進行全方位無死角測風,能夠有效降低項目的建設(shè)風險。
風機排布:機組開發(fā)完成后,風機排布決定了風場的發(fā)電量。根據(jù)資源狀態(tài),大基地項目平坦區(qū)域機組排布間隔建議采用8D*3D,中間考慮增設(shè)尾流恢復區(qū);山地區(qū)域總體以資源較好區(qū)域進行排布,并考慮項目敏感因素和項目整體度電成本,選擇最優(yōu)的排布方案。
道路及線路規(guī)劃:在道路尋優(yōu)時通過自動網(wǎng)格生成技術(shù)對道路設(shè)計涉及的地理要素離散化,捕捉風力機點位、場址邊界、敏感區(qū)、已有道路、地形坡度等地理信息,結(jié)合限制條件形成道路設(shè)計尋優(yōu)網(wǎng)絡(luò),并在此基礎(chǔ)上利用最小生成樹算法實現(xiàn)道路最優(yōu)路線。充分考慮線路與道路的耦合,結(jié)合自動網(wǎng)格生成技術(shù)及遺傳算法、蟻群算法等智能算法,對各種可能的連接方案進行迭代尋優(yōu),以獲得經(jīng)濟性較優(yōu)的線路設(shè)計方案。
基礎(chǔ)定制化設(shè)計:基礎(chǔ)定制化設(shè)計不應(yīng)只包含強度的定制化,還應(yīng)考慮除常規(guī)的重力擴展式基礎(chǔ)外的其它基礎(chǔ)形式,根據(jù)定制化載荷設(shè)計不同形式的基礎(chǔ),匹配不同機位點的需要,尋求最優(yōu)解。
依托 “雙子星”科研平臺(國家海上風力發(fā)電工程技術(shù)研究中心和國家企業(yè)技術(shù)中心),在大基地建設(shè)開發(fā)過程中通過“陸上機組+塔筒+基礎(chǔ)的一體化設(shè)計、風機排布+集電線路(線路)+道路一體化設(shè)計、風機發(fā)電系統(tǒng)+集電線路(電壓等級)+升壓站的一體化設(shè)計”等措施,可有效降低風電場開發(fā)度電成本,助力平價時代能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型。
會議重點圍繞風電政策、市場變化、平價發(fā)展、項目管控、設(shè)備供應(yīng)保障、技術(shù)創(chuàng)新及投融資等問題展開探討,助力平價時代風電產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
中國海裝陳鵬以“平價時代大基地開發(fā)中的定制化思考”為主題進行分享。他認為,大基地的建設(shè)將風電帶入了定制化開發(fā)時代,發(fā)電量更優(yōu)、可靠性穩(wěn)定性更高、造價成本更低、建設(shè)效率更高的定制方案是平價時代的必然選擇。

(中國海裝 定制方案部經(jīng)理 陳鵬)
平價時代,大基地風場定制化開發(fā),中國海裝怎么做?
定制化機組開發(fā)
載荷計算:大基地范圍廣,非平原區(qū)域機位點風資源差異較大,為確保定制化的載荷能夠覆蓋所有機位點,需要逐機位點進行載荷計算。中國海裝與DNV GL合作定制開發(fā)的Site Suitable Tools,可實現(xiàn)逐機位點的快速載荷計算、扇區(qū)控制策略制定及定制化零部件載荷輸出,同時在保證機組安全性的情況下,充分利用現(xiàn)場風資源條件,降低機組載荷。
葉片模塊化設(shè)計:中國海裝機組葉片采用模塊化設(shè)計,在不改變?nèi)~片主體翼型情況下,通過調(diào)整葉根段及葉尖段模具達到葉片模具重復利用,可根據(jù)項目及機組實際情況快速完成定制化葉片設(shè)計,極大降低設(shè)計成本,同時提高葉片生產(chǎn)效率。
結(jié)構(gòu)件優(yōu)化:即以最大風資源計算出的載荷,設(shè)計通用的結(jié)構(gòu)件,根據(jù)機位點機組載荷差異,按照不同梯度優(yōu)化設(shè)計確定最優(yōu)款結(jié)構(gòu)件。
發(fā)電機輸出方案:中國海裝有四種電壓等級輸出模式,輸出電壓的等級越高,整機發(fā)電系統(tǒng)成本就會相應(yīng)增加,但是風場輸電的成本會降低,通過機組輸出方案與風電場輸出方案聯(lián)合設(shè)計的方式,尋求最優(yōu)方案。
塔筒定制化:塔筒設(shè)計與計算機模型進行融合,建立塔筒設(shè)計平臺TowerSolu,使塔筒設(shè)計高效可靠、塔筒更輕、更智能化。
定制化風場開發(fā)
宏觀選址:宏觀選址的成敗一定程度上決定了風電場開發(fā)的成敗。中國海裝與國家氣候中心合作建立了LIGA大數(shù)據(jù)平臺,集成了四個高度層的數(shù)值模擬數(shù)據(jù)。經(jīng)過近幾年的優(yōu)化迭代,風場開發(fā)前期能夠為客戶提供準確的風資源信息,確保選擇最佳的風電開發(fā)區(qū)域。
測風:通過葉輪測風塔+虛擬測風塔+激光雷達等多種方式組合測風,進行全方位無死角測風,能夠有效降低項目的建設(shè)風險。
風機排布:機組開發(fā)完成后,風機排布決定了風場的發(fā)電量。根據(jù)資源狀態(tài),大基地項目平坦區(qū)域機組排布間隔建議采用8D*3D,中間考慮增設(shè)尾流恢復區(qū);山地區(qū)域總體以資源較好區(qū)域進行排布,并考慮項目敏感因素和項目整體度電成本,選擇最優(yōu)的排布方案。
道路及線路規(guī)劃:在道路尋優(yōu)時通過自動網(wǎng)格生成技術(shù)對道路設(shè)計涉及的地理要素離散化,捕捉風力機點位、場址邊界、敏感區(qū)、已有道路、地形坡度等地理信息,結(jié)合限制條件形成道路設(shè)計尋優(yōu)網(wǎng)絡(luò),并在此基礎(chǔ)上利用最小生成樹算法實現(xiàn)道路最優(yōu)路線。充分考慮線路與道路的耦合,結(jié)合自動網(wǎng)格生成技術(shù)及遺傳算法、蟻群算法等智能算法,對各種可能的連接方案進行迭代尋優(yōu),以獲得經(jīng)濟性較優(yōu)的線路設(shè)計方案。
基礎(chǔ)定制化設(shè)計:基礎(chǔ)定制化設(shè)計不應(yīng)只包含強度的定制化,還應(yīng)考慮除常規(guī)的重力擴展式基礎(chǔ)外的其它基礎(chǔ)形式,根據(jù)定制化載荷設(shè)計不同形式的基礎(chǔ),匹配不同機位點的需要,尋求最優(yōu)解。
依托 “雙子星”科研平臺(國家海上風力發(fā)電工程技術(shù)研究中心和國家企業(yè)技術(shù)中心),在大基地建設(shè)開發(fā)過程中通過“陸上機組+塔筒+基礎(chǔ)的一體化設(shè)計、風機排布+集電線路(線路)+道路一體化設(shè)計、風機發(fā)電系統(tǒng)+集電線路(電壓等級)+升壓站的一體化設(shè)計”等措施,可有效降低風電場開發(fā)度電成本,助力平價時代能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型。