风电技术

国产抗台风半潜浮动式海上风力发电系统成套装备“三峡引领号”为我国首台漂浮式海上风电试验样机，是目前国际上机位水深最浅、抗台风等级最高、所受风电机组载荷最大、设计难度最大的漂浮式海上风电平台。“三峡引领号”机位水深约30m，单机容量5.5MW，采用半潜式平台结构，于2021年12月正式并网发电，其成功并网运行使我国漂浮式海上风电技术成熟度从4级跃升至7级。“三峡引领号”的研发设计攻克了多项技术难点，取得了多项技术突破：突破了一体化设计壁垒，克服了浅水系泊系统设计技术难点，同时针对我国特有环境条件作了适应行优化，形成从科研、设计到施工的全方位成果。该技术形成相关专利14项、学术论文17篇，在编国标/行标3项。

11月16日，中欧海上风电产业合作与技术创新论坛在盐城召开，远景能源海上产品线总经理谢德奎出席海上风电技术与创新分论坛，介绍远景海上风电十年耕耘，推出的EN-200/7MW机组在江苏、山东、浙江、广西等广大中国低风速海域能平价、强交付、高可靠，助力海上风电再启新篇。

在能源基金会支持下，清华大学碳中和研究院、环境学院联合相关研究机构、行业协会、头部企业，针对风能、光伏和光热发电的关键问题与发展路径开展系统研究，并牵头撰写了《中国碳中和目标下的风光技术展望》报告，以期为未来电力系统的绿色与低碳发展提供数据支持与相关建议，为实现“双碳”目标提供支撑。本报告强调了中国在可再生能源技术创新和制造领域的关键地位。详细梳理了风电技术、光伏技术和光热技术的发展概况、关键技术与产业链发展现状和趋势，介绍“风光+”技术的发展模式及示范案例，并提出政策发展建议。报告指出，“风光+”技术的出现将推动风光能源的高质量发展，催生出更加强大和可持续的能源体系。风力发电、光伏发电和光热发电的相互协同作用，将不仅使可再生能源发展更为多样化，而且有助于提高其整体稳定性与可靠性。报告站在全球气候变化与中国生态文明建设的关键节点，提出了风光可持续发展的战略措施。随着气候变化带来的极端天气事件愈发频繁，高比例风光发电的电力系统如何应对其影响以保证电力系统的可靠性，大规模风光发展如何保证不对当地生态系统造成破坏，都是当今亟需研究的焦点问题。报告指出，应对这些挑战需要跨学科合作，发展更智能、更适应未来气候变化的风光能源系统，包括更可靠的预测技术，以应对气候变化带来的不确定性；同时，应开展风光电站建设前的全面环境评估，以最大限度地减少对当地生态的影响，确保生态系统的平衡和可持续性。本报告不仅提出问题，还提供了较为详尽的风光发展方案，为政策制定者、行业领袖和社会各界提供参考。报告显示，自2005年以来，随着我国风电、光伏技术装备水平的不断加强，风电、太阳能发电的装机规模不断扩大，在电力结构中的装机与发电比重逐步提高，发展成效显著。未来我国风、光发电预计将持续大规模发展，在应对全球气候变化的过程中发挥重要作用。本报告编写得到了相关学界和产业界专家的大力支持。在报告编写过程中，研究团队组织了以“面向碳中和的风光技术”为主题的系列碳中和技术论坛与学术沙龙活动，建立了交流合作平台与机制，上百位专家参与了学术研讨和报告评审工作。未来，团队将继续深入研究、促进交流，推动风光技术可持续发展，为实现“双碳”目标、应对全球气候变化作出更大贡献。

发展绿色能源是国家战略，风电是最重要的可再生能源，海上风电是风电技术的制高点。2016 年 3 月，三峡集团与福建省政府签署了战略合作协议，就海上风电开发达成一系列共识。三峡集团将福建作为重点区域，通过海上风电的集中连片规模开发，积极实施海上风电引领者战略，带动我国海上风电装备制造水平和创新能力，实现我国海上风电主要装备的国产化、大型化和福建造。肩负集团公司战略，福建能投公司积极推进与福建省政府战略合作协议的落实，以兴化湾样机试验风场海上风电开发为蓝本，推进福建海上风电集中连片规模开发，打造海上风电全产业链。率先在福清兴化湾建设首个 5MW 及以上海上风电样机试验风场（合计 7.74 万千瓦），引入金风、东气、上海电气、湘电、GE、海装、太重、明阳等 8 家国内外厂商的 14 台风机同台竞技，机组容量全部为 5MW 及以上，最大单机容量6.7MW，创造了我国海上风电机型最多、机型最新、单机容量最大的纪录。 在建设过程中，建设团队攻克了场区地质条件十分复杂，风化区可能存在球状风化岩；风机的多样性导致的载荷差异大，施工窗口期短以及区域台风频发对风电机组和基础设计影响等一系列技术难题，解决了浅覆盖层海上风电机组基础设计施工、大容量海上风电机组海上环境的适应性、大容量海上风电机组安装等关键技术问题，样机试验风场 14 台样机均经受住了2018 年 7 月“玛莉亚”台风（瞬时风速达 37.5 米/秒）考验，风机利用率达到 98%，截止 2019 年3 月，累计发电 2.7415 亿千瓦时等建设成果。兴化湾样机试验风场的建成，极大的提高了海上风电在复杂环境中集中连片规模开发的信心，相关科研成果和工程实践在兴化湾二期等项目中得到应用，创造了巨大的社会效益和经济效益。被业界称之为“兴化湾模式”。 创新成果大规模应用于兴化湾二期海上风电工程，目前在建 280MW，涉及基础 45 座；技术成果的科学性、可靠性得到了全面验证。创新成果已获得授权发明专利 10 项，实用新型专18 项；主编专著 2 部；主编海上风电领域国家标准 2 部、行业标准 1 部和企业标准 4 部。项目实现海上风电产业化和规模化发展，技术成果后续还将推广应用于漳浦 D 区（402MW）海上风电项目，应用前景广阔。成果目前取得了国家工业和信息化部科学技术成果登记证书（登记号：3392019Y0088），入选国家工业和信息化部科学技术成果库。

本课题是 2014 年立项的中国国电集团公司重点科技项目。课题重点解决风电信息化建设中的各类基础性问题，是龙源十多年来智慧风电建设的重要一环，该项目构建了一系列的数字化系统，同时对风电企业管控模式进行了的探索和研究。项目研究覆盖风电场--区域--集团的数字化风电场建设，明确体系中各层次及各应用模块所处的位置，指明建设具体内容、各个组成部分之间的关系以及功能。数字化风电场涉及多种监控系统、管理平台，借助多功能智能设备，实现风电场数字化监控、运行管理、优化风机出力，提高可利用率，提升管理水平。实现了风电机组-风电场-区域监控中心-集团总部各级数字化、信息化管控的纵向全面贯通。 本项目的数字化风电场建设是一个广义的概念，是基于龙源已有的生产管理模式，应用数字化技术手段，实现了覆盖风电场--区域--集团的三级数字化管控体系，建设内容概括为“五个数字化、三个保障平台、一个管控中心”，即：风电场运行、检修、安全、设备、备件管理的“五个数字化”，区域集中监控、风功率集合预报、风机状态诊断的“三个生产保障平台”，和集团级“运营管控中心”。龙源 5-3-1 数字化体系建设，是利用数字化手段对风电生产运营管理模式的有益探索。“数字化风电场建设关键技术及其工程应用”项目通过建设风电场统一 SCADA 系统、移动化电子两票、无人机智能巡检、电子风险预控等系统，实现了风电场运行管理一体化、检修管理智能化、设备管理信息化、备件管理数字化、安全管理智能化的“5 个数字化”的建设目标；建设了数字化区域集控中心，实现了“无人值班、少人值守”的科学管理模式，实现风电设备的亚健康诊断，实现了部分设备亚健康原因的精确定位，同时，建设了区域风机状态诊断、风功率集合预报系统，实现区域“3 个生产保障平台”；建设了数字化运营管控中心，实现了海量风电场数据共享及挖掘，建立了全面覆盖风电生产经营的管控指标体系，形成了生产运营全过程闭环管控。 课题实现了风电技术和管理模式创新，提升了风电运营的精细化管理水平，创建了符合集约化管理要求的数字化管控体系，取得了良好的经济效益。数字化风电场建设将提高可再生能源的发电效率，提升风电产业的市场竞争力，加重以风能为代表的可再生能源在国家能源供应体系中的分量，从而为我国的环境保护、节能减排，早日实现二氧化碳减排目标做出重要贡献。

在广东省汕头市，一座座风机岿然屹立于蔚蓝大海之上，把阵阵海风化为绿电。国内第一个风电临海试验基地即将落户于濠江区风电产业园。近日，基地的首台海上风电并网测试机组通过国家认证，即将投入使用。基地还将建设最大可承载24兆瓦海上风电机组的测试机位，一举达到国际领先水平。

过往三十年，我国风电发展取得举世瞩目的成就，技术创新则始终是最大的驱动力。围绕提高效率与降低成本，全体风能人奋力创新，使风电具备了成为主体能源的条件。面向碳中和时代，紧紧围绕产业所需加大技术攻关力度，仍是我国风电实现更大规模、更高质量发展的不二法门。

海上风电运维技术研究，阴极保护研究及电位在线监则、脉冲电磁法腐蚀疲劳早期无损检测等运维技术在海上风电的研究及成功应用，为我国海上风电运维技术开创性地展开新篇章。本课题积累了设计参数、生产标准和施工经验，可提高我国在海上风电运维调度、风机基础防腐材料选择和维护、防腐系统在线远程监控领域的海上风电技术实力。该项目成功完成后，对促进海上风电行业快速发展，大幅提高我国海上风电行业水平，起到积极作用。为国家改善能源结构，倡导绿色能源，促进国家经济和环境保护的和谐发展发挥重要作用。

该项日属于风力发电领域。近年来风电投资热情持续高涨，风电项日的快速增长引发了严重的风电电价补贴拖欠问题，目前国家财政已累积亏欠风电补贴达1100亿元，2020年将超2000亿元。由于风电技术的进步和风电机组大部件供应链的不断成熟，风力发电的单位度电成本也在逐步下降，风力发电去补贴，实现“平价上网”已成必然趋势。本项目通过风力发电机组共平台模块化设计及塔筒定制化设计理念、风电机组整机仿真及整机一体化设计、非线性防超速降载控制策略、高适应性的整机吊装方案设计等技术的攻关和突破，研发了满足一系列覆盖高、中、低风速并能够满足“平价上网”要求的大兆瓦风力发电机组，提升了风电机组的市场竞争力，提高了“平价上网”项目整体解决方案的水平。项目共取得授权专利52项，其中发明专利35项，实用新型专利17项，整体技术水平达到国际先进。

随着风电行业的“双10规定”（离岸10km，水深10m）及诸如金风科技等风电企业“两海战略”（“海上”“海外”）的推进，我国风电正向大规模、大功率、远海风电方向发展。随着海上风电技术的不断发展与成熟，我国海上风电装机机组正在向大容量跨进。而这也将是海上风电发展的大方向，由于海上风电运输、安装、运维成本较高，大容量风电装机技术能够降低成本容量比，从而提高利润率、促进海上风电的快速发展。海上风电是推动全球风电发展的核心支柱之一。国际可再生能源署发布的研究报告认为，在利好政策刺激下，随着技术创新和成本下降的持续，全球海上风电在2030年将实现100GW 的累计装机，甚至有望达到280GW。 近年来，新兴市场的风电发展迅速。在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，中国的风电特别是风电设备制造业也迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。中国巨大的风电市场以及廉价的劳动力成本，吸引了大量国外风电巨头纷纷在中国设厂，或采取与国内企业合资的方式，生产的产品都被贴上了中国制造的标签。中国制造的风电设备产品占据越来越大的市场份额，风机产品正在经历一个由全球制造向中国制造的转变。国内主要风力发电机组制造商包括：华锐风力发电科技（集团）股份有限公司、东方电气集团公司、新疆金风科技股份有限公司、国电联合动力技术有限公司、湖南湘电风能有限公司、中船重工（重庆）海装风电设备有限公司等。 目前国内风电机组生产企业都在积极组织大功率风力发电机组样机的生产，金风科技自主研发的GW175-8.0风力发电机组是目前国内吊装单机容量最大的拥有自主知识产权的风，电机组。我司配套研发了8MW风电机组用35KV中压抗扭动力电缆及线束系统解决方案，该类型风力发电机组已处于试运行阶段，逐步将大批量推广应用。