海上大風機如何更安全？一場關(guān)于技術(shù)本質(zhì)的全新探討

2022-11-14 來源：遠景能源 瀏覽數(shù)：23590

大型化絕非簡單增加尺寸和重量。遠景能源風機產(chǎn)品首席專家高猛博士提出，快速大型化給載荷仿真、載荷控制、葉片設(shè)計、測試驗證、運行監(jiān)控等產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)都帶來全新挑戰(zhàn)，回歸技術(shù)本質(zhì)，才能助力海上風電理性、穩(wěn)健發(fā)展。

　　2021年中國海上在建風場平均單機容量5.6MW，2022年已在7MW以上，而明年計劃建設(shè)風場平均單機容量在8-10MW之間，中國海上風電正快速進入大兆瓦時代。如何保證大兆瓦機型可靠性、讓海上風電高質(zhì)量發(fā)展，在第七屆全球海上風電大會上引起廣泛關(guān)注。

　　

　　大型化絕非簡單增加尺寸和重量。遠景能源風機產(chǎn)品首席專家高猛博士提出，快速大型化給載荷仿真、載荷控制、葉片設(shè)計、測試驗證、運行監(jiān)控等產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)都帶來全新挑戰(zhàn)，回歸技術(shù)本質(zhì)，才能助力海上風電理性、穩(wěn)健發(fā)展。

 

 

　　整機載荷仿真準確性是機組可靠設(shè)計的基本前提。目前通用商業(yè)化載荷軟件在葉片建模方法上存在固有缺陷，大風機超長葉片的彎扭耦合大變形等非線性特性使得單純采用通用載荷軟件無法保證載荷仿真精度。縱觀全球，西門子歌美颯的BHAWC，GE的Flex5自研版，維斯塔斯的VTS……國際知名整機商都已采用高度定制化的自研整機載荷仿真工具。2021年，遠景能源自研載荷求解器ENFAST獲得中國首個風機系統(tǒng)設(shè)計核心工程軟件認證，基于中國風機應(yīng)用場景快速迭代，植入最前沿的算法模型，為大型化整機設(shè)計輸入更精準的仿真結(jié)果。高猛博士認為，海上大風機可靠性對載荷仿真計算準確度提出更高要求，頭部整機企業(yè)自研風機載荷仿真工具將成必然趨勢。

　　

　　快速大型化給機組大部件設(shè)計也帶來挑戰(zhàn)。隨著葉片長度持續(xù)增加，大葉片的失效模式、設(shè)計準則和測試方法都產(chǎn)生大量新變化。國際新標準DNVGL-ST-0376(2015)和IEC61400-5(2020)對上述方面已做出充分總結(jié)，但當前國內(nèi)大部分廠家仍沿用GL2010舊標準做葉片設(shè)計認證。高猛博士呼吁，中國風電高質(zhì)量發(fā)展，需汲取全球技術(shù)經(jīng)驗和教訓(xùn)，積極推動國際新標準落地實施。自2016年起，遠景葉片已應(yīng)用國際新標準進行設(shè)計認證，并從EN171葉輪開始在國內(nèi)率先投入葉片雙軸復(fù)合加載設(shè)備，對大葉片全截面進行充分驗證，避免傳統(tǒng)單軸加載驗證不充分帶來的風險。

　　

　　隨著單機容量和風場規(guī)模快速增大，運行安全和智慧風場運營越來越受關(guān)注。激光雷達前置測風、激光雷達凈空監(jiān)測、葉片內(nèi)部振動監(jiān)測、關(guān)鍵螺栓預(yù)緊力監(jiān)測、齒輪箱油液水分監(jiān)測……持續(xù)累加的運行監(jiān)測系統(tǒng)如何高效協(xié)同？如何避免復(fù)雜監(jiān)控硬件系統(tǒng)過于臃腫導(dǎo)致的可靠性退化？如何避免復(fù)雜監(jiān)控系統(tǒng)自身硬件運維帶來的額外巨大成本？高猛博士以特斯拉基于全視覺系統(tǒng)的自動駕駛理念為例，說明風機監(jiān)控要“做減法”，充分利用數(shù)字孿生技術(shù)，在硬件系統(tǒng)最簡化的前提下實現(xiàn)智能監(jiān)控。基于此理念，遠景自2020年推出伽利略超感知系統(tǒng)，推動國內(nèi)風機智能監(jiān)控進入新階段。

　　

　　自2013年遠景在江蘇樹立起中國第一臺海上4MW智能風機，已穩(wěn)定運行近十年。極致可靠性、高度智能化和超低度電成本是遠景持續(xù)踐行的海上風電準則。基于充分驗證、長期積累的核心技術(shù)和成熟經(jīng)驗，遠景已推出適用于山東、江蘇和海南等中低風速區(qū)域的EN-200/7.0、EN-226/8.5智能海上風機，以及面向福建、廣東等中高風速區(qū)域的EN-252/14.0智能海上風機。面對平價后國內(nèi)海上風電發(fā)展新趨勢，遠景將持續(xù)推出新機型，以更可靠的大型化風機助力海上平價時代理性、穩(wěn)健發(fā)展。

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