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看同行如何创新引领全球半直驱风机技术

日期: 2018-08-20
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  风机技术根据风机适用场合的不同也分为不同的类型,现在最主流的风机技术有两类,一类是直驱,一类是双馈。而在这基础上又衍生出许多不同的风机种类,这其中发展前景比较好的就是半直驱风机技术。这篇文章我们将介绍一下同行在这些领域做出的突破。

看同行如何创新引领全球半直驱风机技术

  低风速风电和海上风电正成为中国风电未来发展的方向。目前,主流整机商均在这两个领域积极进行技术研发和战略布局。在刚刚结束的2016北京国际风能大会暨展览会上,明阳风电重磅发布了MySE系列半直驱风电机组。展会首日,MySE3.0-121抗台风型和MySE3.0-135低风速型风力发电机组即荣获由鉴衡认证中心颁发的型式认证证书和设计评估证书,该系列3MW全球叶轮直径最大风机——MySE3.0-143风电机组同期发布。针对此次发布的MySE风机,广东明阳风电产业集团有限公司首席技术官张启应接受了本报记者的采访。

  记者:MySE系列产品采用了领先的半直驱风机技术,相较其他技术路线的风机,您认为它的特点和优势是什么?

  张启应:首先是结构优势:MySE系列机组采用业界大兆瓦机组普遍应用的、最为成熟可靠的传动链技术——半直驱技术,综合借鉴了传统高速发电单元机组及直驱型机组的优点,采用低速比发电单元和主轴一体化设计,驱动中速永磁发电机。

  二是先天的效率优势:半直驱机组风轮具有更宽的转速范围,确保机组在低风速段内追踪最佳Cp值高效发电,在全风速段发电效率高出其他机组5%以上。

  三是先进的控制策略:MySE系列机组采用世界最先进的基于模型控制的策略(MBC),机组运行时可根据所处位置的风速、湍流、风切变、温度、气压等外部条件的变化进行自寻优调整,确保机组始终运行在最佳效率点,发电量较采用其他控制策略的机组高5%—8%。

  最后,不同于一般的半直驱机型,MySE系列风机的载荷传递路径非常短,重量轻,如MySE3.0-143风电机组,风机直径可以达到143米,但整机重量却只有80吨,这得益于风机先进的传动链设计。

  记者:MySE系列机组的重量更轻、体积更小,所带来的直接优势是什么?

  张启应:风电机组一旦实现轻量化,批量制造的成本就更容易控制,也为未来陆上大机组安装和实现“风火同价”提供了创新的解决方案。

  首先,最直观的优势在于MySE产品拥有巧妙的结构设计:由于机组具有较紧凑的尺寸,可以在更复杂的山地环境、更崎岖的运输道路、更严苛的运输条件、海上作业时间窗口期较短等特定条件下实现便捷的运输、吊装。

  而业内常见的双馈和直驱机型,风机体积一般较大。而MySE机型3MW的风机宽度只有3.3米,高度只有4.55米,这就为陆上复杂地形的大机组使用问题提供了更加完美的解决方案。

  未来,陆上大机组是一种趋势和方向。而且3MW机型并不是尽头,随着全球半直驱风机技术的不断创新,未来明阳风电的4MW和5MW机型,都可以实现陆上运输。2017年年底,明阳计划推出MySE的7MW风机,而整机宽度将控制在4.5米以内!

  记者:质量轻、尺寸小是MySE产品非常直观的特色,在外观“做小”的同时如何提高其可靠性?

  张启应:明阳采用流程管理,尤其关注产品的设计质量,并相信产品的出身具有高质量的基因。

  MySE系列机组在设计之初就是面向海上风电,把可靠性从源头放在了产品的基因里,拥有良好的环境适应性:机组采用全密封设计,机舱内外部环境通过热交换系统隔离,确保机舱内良好的冷却效果,同时拥有优异的的密封防腐性能,可以适应海上、抗台风、低风速、超低温、高原等不同的运行环境。

  我们可以用苹果手机做一个类比,iphone在刚刚推出的时候,用户都有不适应,其中很重要的原因之一是电池不能更换。但转换一种思维后我们发现,iphone不需要更换电池,它的电池足够可靠。在风机领域也是如此,如果系统设计可靠,产品的各个部件足够可靠,就不会考虑维修更换的问题。这在海上风电尤其明显,很多时候如果在海上项目中要更换发电机或者齿轮箱,整个风场都可能难以回收成本,面临亏损的巨大风险。

  所以,为了追求可靠性的最大化,MySE系列风机在生产、运维每一个环节都精益求精:风机使用中速发电单元,减少了传动系统部件数量,提升了系统的可靠性;中速发电单元采用柔性销轴技术,使多个传动部件之间的载荷分布更加均匀,提高了系统的可靠性。

  记者:能源互联网在风电行业的应用越来越深入,此次推出的新机型如何与能源互联网技术相融合?

  张启应:首先,MySE系列风机拥有优越的电能质量:该机组采用全功率变频技术,有功、无功功率按需调整,具备强大的低/零电压穿越能力;作为优秀的电源系统,通过先进的能量平台管理,实现灵活的电能输配和无功调节,与微网,分布式能源系统实现无缝连接,智能调节。

  二是在大数据方面,我们建立了数字化的能量管理平台,提高风场的整体性能,提升发电量。明阳还和荷兰国家能源研究中心开展合作,在风机上设置1000个数据获取和传输点,将这些秒级、毫秒级的数据全部传回公司总部控制中心。一方面可以通过模型分析预判风机故障,形成基于风机状态的运维方式,可以有效降低运维成本。另一方面,基于大数据,明阳推进数字化风电场建设,实现风机和风机之间的有效连接。例如我们可以根据数据绘制单个风机的功率曲线,然后进行对比总结,针对个体情况去进行完善。

  在此基础上,我们计划将新能源通过软件互联,虚拟成一个传统的可控的电厂,使得风功率预测系统、多能互补系统、储能系统等充分发挥作用。为此,明阳也计划在今年下半年成立相应的储能公司。配合国家的电改政策,形成电力现货市场,提供更便宜的新能源。(来源:中国能源报)

  远景能源推出智慧风场 气象服务产品“孔明”

  10月19日,远景能源携其最新的智慧风场孔明气象服务产品登陆北京国际风能大会暨展览会(CWP2016),并联合华能、华电、国电龙源、中广核、国家电投、神华、中核、中节能等十余家客户及无锡超算中心共同签订了智慧风场孔明气象联盟协议,未来将致力于提供全方位的气象解决方案应用产品,帮助风电场实现智能化设计和管理。

  据了解,智慧风场孔明气象服务产品是远景能源基于全球风电资源监测数据网,融合远景对风电行业的深刻认知,并整合全球气象行业资源和全球气象应用实践经验推出的服务于集团客户的风电全生命周期气象服务产品,其核心竞争优势体现在:远景目前拥有全球最大的能源管理平台,平台上运行超过5000万千瓦的新能源资产,并构建起了全球风电气象监测网络,巨大的新能源资产实时运行数据库,将帮助孔明气象服务产品有效地闭环气象预报误差,持续提升预报精度;远景能源在全球大气科学研究的前沿——美国科罗拉多建立空气动力与气象研发中心,目前有超过40位全球顶级的气象与流体专家,致力于整合全球气象网络资源,打造高精度的孔明气象模式引擎;远景能源牵手全球顶尖的太湖之光和天河二号国家超级计算中心,建立孔明气象服务的计算资源与数据资源的有效支撑;基于格林云平台建立的高精度风场数值模型,远景能源将风电资产从物理世界带入四维数字世界,支撑气象数据在风电资产管理的全方位价值挖掘。

  目前,孔明气象服务产品已成功应用于包括华电、国家电投、中广核、华润、EverPower、Pattern能源、大西洋电力等国内外众多风电开发运营商,为数百个风电项目提供气象预报服务。孔明智慧风场气象服务产品不仅着眼于为风电行业用户解决当前挑战,同时也是远景正在构建的能源互联网生态系统中又一个核心的支撑点。对此,远景能源智慧风场产品负责人李恒表示:“智慧风场孔明气象服务产品,将深入挖掘气象要素在可再生能源领域的核心价值,帮助集团化客户从设计管理,风险与安全管理,工作计划管理,设备运行管理,市场交易与计划经营管理全方位出效益。”(来源:中国能源报)

看同行如何创新引领全球半直驱风机技术

  综上所述,随着工业的发展,对风机技术的要求也越来越高。半直驱风机技术作为一种具有非常广阔的发展空间的风机技术,已经有同行利用它的潜力,将它发挥出更好的市场。我们也应该吸取别人的优秀经验,不断地丰富自己。


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