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            遠景能源李磊:海上風電長期主義的核心是深刻洞察技術基礎邏輯及規律
            2023-07-18 來源:遠景能源
             近日,遠景能源首席技術官李磊博士在第八屆全球海上風電大會發表題為《海上風電發展長期主義的技術基礎》演講,闡述海上風機“長期主義”與技術基礎的內在關聯,他指出:海上風電長期主義的核心是深刻洞察技術基礎邏輯及規律。
             
             
            回顧過去20年,新能源并網容量占比從個位數增長到30%,背后是激烈市場競爭下不斷降低的度電成本和風機基礎技術不斷沉淀和演進。風機技術路線也經過多種方案的博弈,經過長時間的市場競爭和檢驗,雙饋型高速傳動技術路線以其系統性綜合競爭優勢,不斷被行業所認知和選擇。遠景經過15年對18000臺機組雙饋傳動鏈和高速齒輪傳動技術的深耕和成功應用,證明長期主義不是簡單的選擇和堅持,是對技術基本邏輯深刻認知的基礎上,堅持正確方向而形成的自然結果。
             
            #01
             
            基礎學科研究及跨學科技術應用,是風機產品競爭力本質提升的基石。
             
            子系統/部件競爭力由其內在材料構成、拓撲設計和系統邏輯所決定,代表產品性能、成本等綜合評估,是實現“性能-成本-質量”三角均衡的關鍵。以齒輪箱為例,扭矩密度代表其關鍵競爭力,提升扭矩密度,需在基礎學科、材料性能、齒輪箱系統設計間達成協同和優化,所以必須從材料科學、機械工程深度研究出發,并應用到齒輪、軸承等材料優化和測試應用中。同樣,從流體力學、結構動力學研究出發,應用到風洞試驗、彎扭耦合載荷測試、載荷優化等是構筑葉片競爭力的先決條件;電力電子、電力系統學科研究突破是實現芯片級別深度建模、多物理場仿真等前提,也是開發安全可靠,性能領先的發電機、變頻器的關鍵技術。因此,基礎學科的長期深耕是踐行長期主義的關鍵技術基礎。
             
            #02
             
            大部件“設計-工藝-制造-測試”全鏈技術的掌握,是風機競爭力提升的關鍵路徑。
             
            機械傳動鏈
             
            將傳動鏈扭矩密度提升至>200kN·m/kg,需聯合國際一流設計團隊,從材料純凈度研究出發,選用超出歐美材料標準,并使齒輪強度提升35%;為實現產品出廠前就確保其可靠性和使用壽命,搭建彎扭耦合大功率測試驗證平臺,真正實現從煉鋼到傳動鏈組成系統的全鏈條測試驗證;同時構建自研自制工廠,實現設計、工藝、制造的全鏈條集成。
             
            葉片
             
            為使葉片氣動效率提升10%,需整合全球最優秀人才從翼型性能上突破,構建氣動、結構、設計及控制一體化深度耦合;為使葉片鋪層效率得到有效提升,引入分子級別樹脂研究;另外,經過10多種芯材性能尋優,使其強度提升10%;同時經過本征質量控制、自動化鋪層、AI過程監控等實現智能深度制造。
             
            電氣傳動鏈
             
            安全、可靠和并網友好是電氣傳動鏈的關鍵競爭力體現。將數字孿生深入到變頻器系統核心,實現0熱失效;通過對碳纖維環固定專利、PI54高防護滑環專利掌握,造就高可靠海上雙饋發電機;通過全局優化雷電通路,差動保護和弧光保護實現全方位本征安全體系。
             
            對產品從材料、設計、測試到深度制造的基本邏輯的掌握,是踐行長期主義的必要技術支撐。
             
            #03
             
            新型電力系統下,實現源網荷儲系統級安全柔性控制,是風電未來發展的必然技術趨勢。
             
            雙碳目標推進下,2060年新能源裝機占比將由當前的30%升至80%。而高比例新能源帶來的間歇性、波動性和隨機性問題,需搭配儲能、氫能、智能物聯網等解決方案。未來的新型電力系統將會是基于大電網的集中式風電和基于分布式智能電網的零碳園區等的并存模式,這對風機、儲能等產品的調節控制能力、對新型電力系統的適應能力也提出更高要求:
             
            1)風機+儲能:適配多樣化的應用場景和儲能時長要求,支持集中式、組串式和“一機一儲”拓撲以適應場址項目要求;
             
            2)氫能:氫能負荷“隨風而動”,實現最小化儲能配置及電池循環次數;
             
            3)系統級安全控制:實現源網荷儲綜合系統級構網安全和穩定控制;
             
            4)系統規劃經濟性尋優:結合綠氫、綠氨等產業鏈下游產品,從系統規劃角度探尋經濟性最優方案。
             
            以此次海上風電大會舉辦地唐山為例,經過遠景EnOSTM平臺經濟性尋優初步估算,通過優化風電與光伏配置,在綠電占比50%、風光供電占比2 : 1的情況下,綜合度電成本可較當前進一步降低10%-15%。
             
            早在今年2月,遠景海上EN-252/14MW風機已率先完成樣機吊裝和并網,穩定運行百日后獲中國首張大兆瓦風機型式認證,并于6月批量下線交付中廣核惠州項目。面對海上風電大型化等諸多挑戰,遠景堅信:實現海上風電的長期主義,不僅需要長期堅持,更要深刻認知基本原理,選擇正確的方向。
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