6月28日下午，全球首臺16兆瓦海上風(fēng)電機組在福建平潭三峽海上風(fēng)電場完成吊裝任務(wù)，即將進(jìn)入并網(wǎng)運行。

　　「能見」了解到，GWH252-16MW機組由金風(fēng)科技與三峽集團聯(lián)合研發(fā)，其建成投產(chǎn)后將成為全球已投產(chǎn)的最大海上風(fēng)電機組。目前，該機組已刷新已吊裝機組的最大單機容量、最大葉輪直徑、最輕單位兆瓦重量三項全球紀(jì)錄。

　　作為大型化海上風(fēng)機，GWH252-16MW代表著全球領(lǐng)先的海上風(fēng)電高端裝備制造能力。然而，面對風(fēng)機大型化的技術(shù)趨勢，也有質(zhì)疑的聲音出現(xiàn)，“風(fēng)電的技術(shù)革新難道僅限于越做越大？”“風(fēng)機的大型化究竟有多少技術(shù)含量？”

　　三峽集團黨組書記、董事長雷鳴山表示：“超大容量16MW海上風(fēng)電機組的意義并不僅僅體現(xiàn)在單機發(fā)電能力的提升上，更是‘著力提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平’‘堅持科技自立自強’等重大部署的具體踐行。大型化機組的研發(fā)和落地在前瞻布局、集智攻關(guān)中引領(lǐng)中國海上風(fēng)電實現(xiàn)由跟跑并跑向領(lǐng)跑的巨大跨越?！?/p>

　　眾所周知，在平價時代，度電成本是風(fēng)電項目考察的關(guān)鍵因素之一。降低度電成本的路徑主要有兩條：其一依靠綜合投資成本的下降；其二依靠發(fā)電量效率的提升。有趣的是，在落地實踐時，上述兩條降本路徑不約而同地指向了機組大型化的解決方案。

　　業(yè)內(nèi)人士告訴「能見」，“首先，單機容量的提升通常意味著更大的掃風(fēng)面積和更高的輪轂高度，這使得風(fēng)機在同樣的風(fēng)資源條件下可捕獲更多風(fēng)能，進(jìn)而提升發(fā)電量；其次，對于相同規(guī)模的風(fēng)場，采用更大容量的機組可減少風(fēng)機點位，這不僅將有效降低風(fēng)機基礎(chǔ)、運輸、吊裝等初始投資，對于海上風(fēng)電而言，還可降低后期運維和管理的成本及難度?！?/p>

　　值得一提的是，機組大型化并非僅限于國內(nèi)，實際上，這是全球風(fēng)電共同的技術(shù)趨勢。更重要的是，此前，在機組大型化方面，國內(nèi)曾長期處于跟跑狀態(tài)。

　　2020年，國內(nèi)海上風(fēng)電市場已趨繁榮。截至2020年底，中國海上風(fēng)電累計裝機規(guī)模達(dá)到1087萬千瓦，突破千萬千萬大關(guān)。在此背景下，國內(nèi)整機企業(yè)的海上風(fēng)機大型化也進(jìn)展的如火如荼，包括金風(fēng)科技、明陽智能、電氣風(fēng)電在內(nèi)的多家企業(yè)先后發(fā)布了大兆瓦級海上風(fēng)電機型。

　　盡管如此，相比國際整機企業(yè)，我國風(fēng)機的大型化進(jìn)程仍有差距。2020年5月下旬，西門子歌美颯已發(fā)布海上直驅(qū)風(fēng)機（SG14-222DD），該機組單機容量可擴展至15MW。除此之外，GE、三菱維斯塔斯等國際巨頭均已推出10MW+海上風(fēng)機。

　　彼時，某風(fēng)電開發(fā)企業(yè)人士向「能見」坦言，“我國海上風(fēng)電的探索開發(fā)比歐洲晚了十年，在產(chǎn)業(yè)上存在差距不意外，但這個差距并不是一天兩天就能縮小的，我們得一步步趕。”

　　如今，接連刷新已吊裝機組的最大單機容量、最大葉輪直徑、最輕單位兆瓦重量三項全球紀(jì)錄的GWH252-16MW機組正式宣告：在海上機組大型化這條路上，我們趕上了！

　　金風(fēng)科技海上業(yè)務(wù)單元總經(jīng)理于晨光告訴「能見」，“僅從數(shù)字上看，16MW的機組與10MW，8MW的機組相比，似乎只是尺寸的變化。但實際上遠(yuǎn)沒有那么簡單，機組大型化的背后是整個傳動鏈，產(chǎn)業(yè)鏈以及海工能力、制造能力的全面升級?！?/p>

　　于晨光舉例稱，“僅從葉片環(huán)節(jié)考慮，GWH252-16MW機組葉片長達(dá)123米，pp電子官網(wǎng)長度足以同時容納約300個成年人并排站立。隨著葉片的長度增大，其工作特性將發(fā)生很大的變化，此時，不僅需要考慮葉片的重量，還需要考慮長葉片的彎扭耦合?！?/p>

　　“除此之外，為適應(yīng)復(fù)雜的海上環(huán)境，還要考慮海水、鹽霧、強紫外線等對于葉片性能的影響，因此，GWH252-16MW機組的葉片必須是具備高升力、高升阻比及低粗糙敏感性的高性能翼型。僅葉片這一個環(huán)節(jié)，金風(fēng)科技就開發(fā)出了國產(chǎn)輕量化超長柔性新型葉片。綜合整個風(fēng)機、上萬個零部件、不同的風(fēng)況、不同海工環(huán)境等多重因素，機組為大型化所做技術(shù)升級的復(fù)雜性可想而知?！庇诔抗庋a充道。

　　對于海上大風(fēng)機而言，技術(shù)的革新尤為重要。然而，多位業(yè)內(nèi)人士均向「能見」強調(diào)，“技術(shù)革新的基礎(chǔ)，必須建立在可靠性上。對于海上風(fēng)電，機組的可靠性是首要的、最需要重視的、不可打折扣的關(guān)鍵因素中關(guān)鍵?！?/p>

　　海上風(fēng)機運行環(huán)境復(fù)雜惡劣，海上鹽霧會造成機體腐蝕，浪潮增加載荷，風(fēng)高浪大的極端天氣又使運維成本成倍增加，同時，由于海上風(fēng)電配套的海纜、海工的投資成本更高，一旦已經(jīng)投運的風(fēng)機出現(xiàn)故障，大容量風(fēng)機成倍的電量損失及高額的維修費用將直接抵消幾年內(nèi)該機組的發(fā)電收益，造成無法挽回的損失。

　　如何保證機組的可靠性？在于晨光看來，“設(shè)計、測試、驗證、迭代，每一個環(huán)節(jié)都要重視。”

　　據(jù)了解，金風(fēng)科技已建成全球容量最大、檢測功能最齊全的實驗平臺——六自由度16MW整機傳動實驗平臺。該實驗平臺能夠模擬IEC標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)工況、GL標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)工況和實際風(fēng)況。同時，還能模擬出風(fēng)機葉輪吸收的風(fēng)能和作用在葉輪中心的扭矩，驅(qū)動測試機組旋轉(zhuǎn)，并模擬作用在葉輪中心的彎矩、推力和徑向力載荷，測試主軸軸承承載能力、疲勞特性、運行可靠性，發(fā)電機結(jié)構(gòu)承受力、氣隙變化等。

　　金風(fēng)科技風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集團總工程師劉河曾在接受媒體采訪時表示，“隨著實驗測試精度的不斷提高，16MW整機傳動實驗平臺能更好地將現(xiàn)場工況與仿真測試相結(jié)合，充分模擬機組現(xiàn)場運行狀態(tài)，在大型化風(fēng)機創(chuàng)新設(shè)計中識別出真正的短板，同時給真正富裕的地方減負(fù)，觸達(dá)機組性能的真實邊界。”

　　除此之外，GWH252-16MW擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，且核心關(guān)鍵部件已全面實現(xiàn)國產(chǎn)化。于晨光表示，“一方面，關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化是避免產(chǎn)業(yè)鏈卡脖子，保證供應(yīng)可靠的關(guān)鍵；另一方面，國產(chǎn)化也要建立在不斷攻堅、不斷驗證、不斷迭代的基礎(chǔ)上?！?/p>

　　曾幾何時，主軸承，尤其是大兆瓦風(fēng)機的主軸承供應(yīng)問題一度掣肘大型化風(fēng)機的規(guī)模化商用。如今，GWH252-16MW破解了這一難題。

　　于晨光介紹稱，金風(fēng)科技關(guān)鍵部件國產(chǎn)化都要經(jīng)歷“小范圍試用——多次技術(shù)調(diào)整——大規(guī)模推進(jìn)”的過程?！按饲埃L(fēng)電機組的大型軸承由少數(shù)海外廠商提供，但GWH252-16MW的主軸承來自國內(nèi)洛陽LYC軸承有限公司。早在3年前，金風(fēng)就聯(lián)合洛軸攻關(guān)兩點支承技術(shù)，在經(jīng)過陸上風(fēng)機試用，風(fēng)電場運行驗證之后，我們才把成熟的技術(shù)用在了這次海上的大機組上?！?/p>

　　于晨光向「能見」透露，不久之后，GWH252-16MW將在運行過程中全面檢驗各項設(shè)計性能，“我們初步評估，在不久的將來，GWH252-16MW就可以開始進(jìn)行批量交付了?！?/p>