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明陽智能張啟應:中國海上風電技術最新發展趨勢

2019-06-04 08:32:11 北極星風力發電網

2019年5月31日-6月2日,第四屆“全球海上風電峰會”將在中國廣東省陽江市舉辦。本屆峰會預計600人,主要圍繞海上風電發展政策與市場、大型海上風電機組技術、海上風電工程裝備、海上風電智能運維先進技術經驗、全球海上風電母港建設與港口經濟、中歐海上風電產業合作等主題進行探討。北極星風力發電網、電力頭條APP全程直播。直播合作會議,請聯系手機微信:13693626116。

尊敬的各位來賓、各位朋友,很榮幸在這里見到大家,同時跟大家分享一下在過去幾年中,我們對于海上風電的理解。

在講解之前,有一點小壓力,因為前面各位演講的嘉賓是世界海上風電之父,而且我們恰巧在題目中也用到了一個詞“進化”。剛才講到了海上風電在全球的發展,我再講一下海上風電在中國的進化和發展。

人類的發展到現在,從猿猴到今天直立行走到創造今天燦爛的人類文明,中間的發展機制是達爾文發現了進化論,物競天擇,適者生存。作為風電發展,任何一項技術的發展,是不是也遵循某種理論,它為發展起來了?為什么我們今天齊聚一堂,探討海上風電發展,是不是也有背后機制和理論在這里。碰巧也是一位資深人士送我一本書《技術的本質》,試圖從哲學的角度探討這個問題,得出的結論是什么?技術的本質,進化的機制,和自然界生物進化一樣,通過不斷組合和迭代,適應環境,形成新的技術和創新經濟,驅動整個社會的發展。

有了這個理論后,我們看一下海上風電發展過程,剛才的嘉賓講了過去四十年的歷史,技術發展是呈指數級的,從前是一個磨坊,就是農業機械,在我們看來過去的風電是借用組合農業機械技術,農業機械技術最高級別就是拖拉機,隨著風電技術不斷發展,比重越來越大,對可靠性要求越來越大,后來我們認為是汽車,把風機理解為企業,利用企業行業一百多年創造的各項先進技術和標準要求,可靠性標準,我們用這些東西發展風電,這是陸上風電經常說的一些東西。

現在航空發動機,面對海上風電,可靠性是王者,是最重要的。在世界上,可靠性技術用得最多的,航空是一個,也許核電也是一個,我們必須用航空以及核電的思想在設計的基礎上設計我們的風機,海上風機相當于借鑒航空的一些經驗。明陽設計的一些技術,發動機技術、齒輪箱技術和目前航空發動機技術是一樣的。

現在和未來隨著社會的發展,粵港澳大灣區的發展,大家對智慧能源,100%清潔能源的要求,我們的風電不單單是航空級機械部件,航空級高可靠性部件,更多是非常智能的部件,應該是智能機器人的方向,也就是說風電發展的過程中,從農機發展到現代汽車、航空器以及未來的機器人,風電進化的過程,我們知道進化論是物競天擇,適者生存,要適應不同的環境,這些環境驅動發展,組合和迭代是機制,引擎是人類的需求及環境的適應。

來到中國我們有一些特殊的環境,首先就是臺風。去年陽江登陸的山竹臺風,臺風路徑直襲陽江,臺風對于廣東而言,對于整個中國而言,不是罕見的,是常客,所以我們必須要面對它,這是和歐洲不同的地方,近幾年來我列出了一些大的臺風,從威馬遜、海鷗、彩虹,所以必須要面對臺風的挑戰,中國的風機很可能和歐洲長得不一樣,因為中國有臺風的情況,就像中國人和歐洲人樣子不一樣。看到這個數據,大家覺得臺風很可怕,可能帶來一些災難性的損失,通過山竹臺風的分析,左邊圖是珠海桂山臺風風速變化,這是汕尾風電廠的變化,汕尾這是臺風經歷的右邊,風強直襲珠海桂山,根據我們的常規理解,風強在珠海桂山,我們把珠海桂風向、風速和汕尾的對比,最大的風速在汕尾風電廠陸上最大風速是64.24米,珠海桂林只有49.72米,風向的變化在珠海汕尾10.8度,汕尾28.49度。我們經歷過很多臺風災難,海上的臺風也許沒有我們想象的那么可怕,極高的風速比我們想象的好一些,這也增添了我們開發廣東省以及有臺風地區的海上風電有了更多信心。

臺風期間正風系數變化都好于陸上,在廣東陸上風電廠的挑戰是最大的,恰巧我們來到海上,相對是低一點的臺風和湍流。我們通過主動偏航的方式解決臺風問題,我們需要備用電源,我們也可以被動偏航方式,也許是我們另外一個解決方案,當然我們還有其他解決方案,在汽車發展歷史上也有過若干變化,其中有一個奧迪之父,奧古斯特·霍希說過,創新是什么?兩葉片風機有天然抗臺風的優勢,明陽過去十年不斷研發兩葉片風機,雖然沒有大批投入使用,抗臺風方面具有先天獨厚的優勢。

還有風速,剛才講了英國、丹麥和其他一些地方,但是我們不得不承認,在中國風資源的稟賦是不如他們的,在山東一些地方七到八米,福建區域好一些,有臺灣海峽的存在,在廣西、粵東、粵西,風速基本上是7.5米到8.5米之間,面對這個我們必須從技術上找到答案,必須解決這個問題,有一種歐洲盛行觀點,海上風電不需要太多測風,因為風資源很好。在中國風資源的尋找和陸上一樣重要,通過3公里計算結果降到30米,在中國海上風電,依然要用先進的手段尋找最好的風況。面對低風速的情況,除了尋找風的手段要進步,在風機設計上有一個變化,在過去30年里,風機從15千瓦到現在8兆瓦、10兆瓦,風機不斷變大、葉片不斷變長,收益增加26倍,風輪直徑不斷增長,這是工業科技增長的結果,我入行(十幾年),2013年達到216米,應該是明年達到220米,技術發展快于歷史上的總結,現在風機發展打破了十幾年來總結的風電行業摩爾定律,風電風輪直徑變得更快、更大,補足我們在資源上的不足。

可靠性是王者,剛開始是雙饋,后來是齒輪箱,有人說不要齒輪箱,直驅就應運而生,但是直驅太重,有人說那就半直驅,1998年半直驅應運而生,所以是不斷進化的過程,不是一開始就有三個孩子分別叫不同名字,而是歷史過程中不斷進化的。

高可靠性是王者,我們通過技術進化通過組合和迭代,用到航空技術,打造世界上最高效傳動鏈,應對資源稟賦不足,也是適應自然的情況。

除了風輪不斷變大,我們風機也不斷變得聰明,控制也在不斷發展,過去是簡單PI控制,現在是自適應控制,到基于模型控制,到今天的人工智能,為什么是人工智能,根據我們技術本質進化的一本書,現在海上風電面臨的情況太過復雜,每一臺風機一千個傳感器,風機和風機之間相互作用,當人被生出來,被教育出來,未來碰到的情況并不是老師和父母親提前給你設置好的程序,而是智慧的你將來要面對的情況,風機也一樣。這是面臨網絡化要求的必然趨勢,除了前面的風速和臺風影響,中國水文地質和歐洲也完全不一樣,中國和歐洲的對比,歐洲北海在挪威的地方,根據海底情況,我們可以從陸上了解到,挪威是高山山脈,海底是也是高山山脈,很快是深水區,直接用漂浮式是OK的,中國除了平原,長江以北是平原,長江以南在浙江、福建以及廣東、陽江都很多丘陵存在,陸上丘陵存在,海里也是丘陵,面對丘陵的時候,水深又不是很深,三四十米的過程,我們是不是用單樁更好,或者重力式基礎更好,由于丘陵的存在,地質情況的復雜,我們有枯石、基巖,我們要做復雜的海工工作,挑戰性很大,在這個要求的情況下,中國海上基礎的發展,可能會延續一個趨勢,或者說是歐洲其他沒有碰到的情況,我們有單樁,也有多樁,但是對水下式丘陵區域可能都不經濟,我們需要一種漂浮式的基礎,漂浮式往往對水深有要求,一個新的課題會出現,新的技術會被要求。海上風電技術的發展,不僅僅是海上風電,將來是機器人,會變得更大,變得更長,不斷在技術進化過程中,人類需求對智慧能源、清潔能源需求,要求變得更加智慧。要適應中國不同的情況,所以這些技術必須要發展,所以通過這些技術的發展,驅動經濟發展,所以我們今天為海上風電的發展而討論,技術驅動經濟,在經濟發展過程中,我們要不斷推進技術的發展。

這是我今天的匯報,感謝大家,我們希望綠色能源可以普惠全球,謝謝。

(上述發言來源于速記,未經本人審核)




責任編輯: 江曉蓓

標簽:海上風電技術