风电设备

1月9日，河北省赞皇县石柱山100兆瓦风电项目并网发电，这是石家庄市首个并网发电的100兆瓦风电项目。该项目由中国电建湖北工程公司建设，共安装24台单机容量为4.2兆瓦的风力发电机组，预计年发电量1.87亿千瓦时，相当于每年节约标准煤消耗6.12万吨、减排二氧化碳16.5万吨。

河北建投新能源有限公司依托河北省风电新能源工程技术研究中心，先后投入资金6000多万元，历时九年成功解决风电场多源异构数据融合、多机型风电机组状态评估和故障诊断、同区域风电场间负荷优化调度等技术难题，形成自主创新成果。 本项目的总体思路和技术方案是基于电力专网开展风电场智能运维与集群调控关键技术研究，解决风电场分散管理难度大、运维成本高、弃风限电严重和故障分析诊断效率低等难题，主要开发了异构数据通信接口，解决了不同风电设备数据传输问题，实现了多风电场多种类设备数据实时传输；基于Hadoop技术，采用BP神经网络构建了风电机组异常预测模型，开发了风电设备故障诊断专家系统，实现了系统故障的自动诊断、分析及研判，提升了检修效率及风电机组可利用率；提出了一种风电场集群功率优化控制策略，实现了风电场群整体优化功率控制，提高了区域风电场整体发电效率。

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。

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。

该项目为 2015 年电建集团立项项目，由中国水电工程顾问集团有限公司牵头，联合华北电力大学和下属张北风电公司开展研究。该项目针对当前风电场设备检修维护模式存在的实际问题，将以可靠性为中心的维修理论应用到风电场设备检修维护决策中，并从风电设备故障模式、故障危害、可靠性分析、维修决策等方面进行了专项研究，为解决以可靠性为中心的维修理论在风电场应用的关键技术问题提供技术支撑。 本项目以张北公司运营的风电场设备群为对象，开展大规模风电场设备检修维护决策模式的研究。基于风电场设备群运行历史记录、故障统计分析数据、检修维护成本组成、现场监测数据，结合机理分析、现场测试数据和相关类型机组运行经验，采用以可靠性为中心的维修理论及方法，分析风电设备典型故障的类型、形成机理、发生发展模式及其影响因素、风电场故障平均间隔时间，确定设备类型、运行时间和维护情况与故障形式及其产生影响的关联性，形成优化检修维护策略、优化备品备件管理，为实现以可靠性为中心的风电设备运行维护和维修提供技术支持，达到降低设备故障率，提高设备可靠性，降低设备检修和维护成本的目标。 通过本项目的研究，我们已初步探索和建立起一套以可靠性为中心的风电场检修维护方法，科学有效的开展风电场日常检修维护工作，使风电场检修维护工作效率和经济性得到全面提高，并且已将该模式结合现有信息化工具，初步建成风电场运行与维护决策支持系统，在较短的验证时间内，已初步达到提高张北坝头风电场设备检修管理效率，提高风电场发电设备的可靠性的目标，同时依据以可靠性为中心的检修维护方法，逐步探索与之配套的备品备件、检修人员的规范化管理。

Saint-Nazaire海上风电场是第一个在法国水域安装的商业规模海上风电场，装机容量达480MW，将新建80台海上风力涡轮机，安装工程将在年底前全部完成。今年4月份至今，已经安装了27台风力涡轮机。在接下来几个月里，Fécamp海上风电场将安装更多海上风电设备，预计明年年初正式投入使用。

近年，风电行业发展速度明显放缓，且面临“风火同价”的现状，如何提高风电运营水平，如何降低运营维护成本成为整个行业面临的首要问题。风机大部件的可靠性对于机组性能和安全具有重大影响，特别是叶片、主轴、发电机、齿轮箱、变频器等，其故障率较高，停机时间长，故障恢复成本也相对高昂，给风场造成较大经济损失。如齿轮箱故障的维修费用接近100万元，超过风机年发电收益的60%以上。 本研究成果提出了基于大数据的智能化风电机组健康管理和故障预警技术，通过数据挖掘、机器学习等先进计算机方法，自动识别风机的运行模式，实时诊断其健康状况和工作性能。同时，从历史数据中确定风机故障模式，及时发现和识别关键部件的缺陷和隐患，为风场高效地安排维修资源提供依据，进而实现风电设备健康管理与可靠性维护，延长部件的使用寿命，有效提高风电场的运营管理效率及发电量。

6月24日下午，招商局太平湾开发投资有限公司与中国水利水电第四工程局有限公司通过视频形式签署投资合作协议，太平湾风电产业园首个项目正式落地。

随着美国等国宣布以提高可再生能源能力为重点的政策和目标，一些涉及新型改进的可再生能源技术就获得了一定的机遇。美国纽约市Xenecore公司是一家致力于开发具有更高能量捕获能力的更高效风力涡轮机叶片的公司，该公司正在利用其复合材料零件领域的专业知识，设计并开发基于阻力的扇形风力叶片。