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2018年盤點——十大海上風機機型詳解!

   2019-01-09 歐洲海上風電34810
核心提示:全球風機廠家從未停止研發更智能、更大風機的腳步。2018年,他們又一次突破自身的技術極限,相繼推出了容量更大的海上風電機組:
全球風機廠家從未停止研發更智能、更大風機的腳步。2018年,他們又一次突破自身的技術極限,相繼推出了容量更大的海上風電機組:有的是在已有成熟平臺機型上迭代而生;有的為了實現“彎道超車”,干脆選擇新的技術路線;有的已經可以接受市場訂單;而有的尚處于初級開發階段。

歲末年初,放眼全球,【歐洲海上風電】為大家選取了市場上前十位單機容量最大的機型,看看整機市場到底發生了哪些變化。為避免重復,小編只選取每家公司最大的機型,不再羅列該公司的其他大容量機型。

Top 10 東方 電氣 DEW-G5000(正在開發8-10MW)

額定功率:5.0MW

葉輪直徑:140米

傳動系統:雙饋發電機

IEC 等級:IC

東方 電氣風電有限公司DEW-G5000抗臺風型海上風電機組具備IECⅠ類風場的適應能力,抗臺風設計更精密科學,風輪直徑140米,單位千瓦掃風面積為3.079平方米。

機組配套自主研制的抗臺風型葉片,該葉片采用鈍尾翼技術,對粗糙度敏感度更低,動態特性平穩,氣動性能優異,風輪的風能最大利用系數≥0.49,整機最大風能利用率≥0.45,發電額定功率可達到5.5MW,能與各種海上(陸上)5兆瓦級別風電整機匹配,達到目前市場先進水平。2018年5月3日,東方 電氣首臺DEW-G5000型機組在全球首個大功率海上試驗風場——福建興化灣試驗風場順利并網投運。此后,又中標福建興化灣二期(標段II)海上風電項目12臺共計60MW容量。

東方 風電2018年10月發布了DEW-D10000-185直驅永磁海上風機。其8-10MW等級機組,采用直驅永磁+全功率變頻技術路線,基于東方 電氣在大型發電設備60年的技術沉淀,針對中國海域風資源進行專門設計,在確保高可靠性的同時,可有效降低海上風電度電成本。搭配185m風輪直徑,電氣主回路采用中壓方案,整機采用全密閉結構+環境調節技術設計,一體化運輸和吊裝方案。

Top 9 湘電風能XE140-5000(正在開發7到9MW)

額定功率:5MW

葉輪直徑:140米

傳動系統:直驅永磁

IEC 等級:IB

福建平海灣50MW海上風電場2016年安裝了10臺湘電風能XE128-5000 5MW直驅永磁海上風電機組,這也是國內首次安裝5MW以上風電機組。該風場2015年底第一、二臺機組并網、2016年7月全部十臺機組并網,所有機組連續穩定運行。三峽福建興化灣樣機試驗風場也于2018年安裝了一臺湘電XE140-5000型機組。

主要技術優勢有:

超緊湊、天然可定制化的主傳動鏈結構;永磁同步發電機高效率、輕量化、高功率密度;模塊化環控系統;優化的臺風生存智能控制策略技術;環境友好型的系統解決方案;可預防性維修管理工具。

湘電風能正在打造7.X海上風電機組平臺的系列機型,這個平臺包括了7MW~9MW兩至三個風輪直徑的系統機型。湘電風能會率先推出8MW機型,葉輪直徑達到170~180米。這個項目從2015年即開始啟動,如果進行順利,2019年初會安裝樣機。

Top 8 DoosanWindS500(正在開發8MW)

額定功率:5.5MW

葉輪直徑:140米

傳動系統:高速齒輪傳動

IEC 等級:I

韓國Doosan公司2017年11月收購了美國超導公司(ASMC)和韓國現代公司聯合開發的5.5MW海上風機。東方 電氣曾于2012年和美國超導公司聯合開發了該機型,并在江蘇南通陸上安裝了第一臺試驗風機,第二臺試驗風機是于2013年在江蘇如東潮間帶豎立的,韓國現代公司則于2014年在濟州島上豎立了第三臺樣機,韓國海上風電公司開發的60MW東南海上風場將使用該機型,風場將于2019年投運。

ASMC公司提供了永磁直驅和雙饋兩種設計路線,也為該風機獨家提供控制系統,高速齒輪傳動系統聯結140米直徑葉輪,適用于高風速地區。

受韓國能源技術評估與規劃研究所委托,Doosan還將聯合其他公司和科研院所開發8MW海上風機,以適應韓國臺風多發、平均風速較低的特殊氣象條件。

Top 7 明陽MySE 5.5-155(正在開發7MW)

額定功率:5.5MW

葉輪直徑:155米

傳動系統:半直驅

IEC 等級:IB

MySE5.5/7.0MW平臺采用超緊湊的半直驅傳動技術,使機艙尺寸和重量大大減小。齒輪箱和發電機均引入航空級產品的設計標準,并通過一系列的耐久性測試與整機匹配性測試,確保了高可靠性和高效率。與同級別傳統機組相比,這些創新舉措讓MySE5.5/7.0MW平臺風機兼具了容量大、體積小、重量輕的優點,開創了海上大兆瓦風機的輕量化時代。

MySE5.5/7.0MW平臺半直驅機組依托MYPlatFormTM一體化研發協同平臺,專門針對中國海域風資源情況量身定制,能夠保證在超強臺風期間的安全可靠。它是明陽智能自主掌握核心科技的拳頭產品,代表了中國海上風電機組技術在全球的創新引領。

MySE5.5/7.0MW大型海上風力發電機組不但擁有76.6米超長葉片,還具有海上機組優異的發電效率、可靠性、防腐特性、獨立的冷卻散熱技術及優異的抗臺風特性,其主要技術優勢體現在:

1. 采用中速齒輪箱/中速永磁發電機/全功率變頻器的半直驅傳動鏈設計技術,有效提升風力發電機組傳動發電效率;

2. 采用超緊湊和精巧的傳動鏈結構設計,縮短了風輪至塔筒中心線的距離,提高了機組的結構剛度和抗振性能;

3. 采用全密封的機艙設計方法,通過高效能熱交換器實現機艙內外熱交換,保證機組具有良好冷卻效果,同時可適應重鹽霧、高潮濕、強沙塵和超高溫等不同環境特性;

4. 采用基于模型的控制策略(MBC),使得機組根據所處的特定位置的風速、湍流、風切變、溫度等外部條件的變化自尋優調整,有效降低機組在運行中所受的荷載并提高發電量。

Top 6 GE Haliade 150-6MW(正在開發12MW)

額定功率:6MW

葉輪直徑:150米

傳動系統:直驅

IEC 等級:IB

該機型在市場上推出時間不長,但GE已經計劃升級位于法國北部圣納澤爾(St Nazaire)的總裝工廠,以生產即將推出的12MW機組,該機組將于2021年開始批量生產。

Haliade 6MW機組本來在法國有一個訂單,但一再被延遲交貨。第一個商業化項目是美國東海岸Block島的30MW項目。法國以外的最大項目就是在建的德國396MW Merkur海上風電項目,另外在中國福建興化灣2018年也豎立了3臺樣機。

6MW采用直驅技術,而未來推出的12MW機組將在多大程度上遵循6MW的設計原則仍有待觀察。GE正在開發的Haliade -X的風機機型容量達到了12MW,發電量將比目前最大的風機機型還要高出45%。這也是歷史上首次有整機廠商正式宣布開發單機容量10MW以上的風機。

Top 5 海裝H152-6.2MW(正在開發10MW)

額定功率:6.2MW

葉輪直徑:152米

傳動系統:雙饋

IEC 等級:IB

此次新推出的H152-6.2MW風電機組就是在現有5MW+平臺批量驗證成果的基礎上,根據行業發展趨勢開發的一款適應年平均風速 10m/s、B類湍流強度的6MW級中壓發電系統的產品。功率密度高,可靠性好,抗臺風,非常適宜福建、廣東等東南海上風電場。

6.2MW尚不清楚具體商業化時間,但統一平臺的5MW風機已經在2017年實現商業化。江蘇如東海域的八仙角海上風電項目安裝了20臺海裝5MW機組,這是中國5MW自主海上風機的首次規模化應用。三峽福建興化灣試驗風場也于2018年安裝了一臺H128-5MW風機,成為首家通過240h預驗收并簽訂預驗收合格證書的單位。H128-5MW風機率先順利完成240h試運行考核,也成為了興化灣試驗風場首家通240h預驗收并簽訂預驗收合格證書的單位。

在大機組研發方面,海裝于2018年10月底組織召開了“10MW級海上風電機組關鍵技術研究”初步設計方案評審會,對10MW機組的總體設計方案及主要技術指標進行評審,為下一步研究工作提供指導。

Top 4 Senvion 6.2M 152(正在開發10MW)

額定功率:6.2MW

葉輪直徑:152米

傳動系統:高速齒輪

IEC 等級:S

從2004年 Senvion的前身Repower投放5MW 126海上機型開始至今,似乎Senvion在這一平臺的機型已經走到了盡頭。2017年,Senvion在德國的兩個風場安裝了72臺葉片稍短的6.2M 126型機組,包括Nordsee One 風場和 Norderqrunde風場。而6.2M 152型機組(可功率提升到6.33MW)將于2019年春天安裝在德國200MW Trianel Windpark Borkum 二期項目上,之后似乎沒有聽說其他風場使用該機型的計劃。看來,該海上風機平臺似乎還沒能走出德國市場。

但Senvion并沒有放棄海上風電風機市場,他們已經宣布正在研發10MW機型,想和GE一樣走跨越式開發路徑,欲和西門子歌美颯以及MHI Vestas在海上風電領域一比高低。

10MW機型的開發被稱作RealCoE項目,在2018年5月獲得了歐盟的資金支持,ABB、EnBW、Jan de Nul 以及Principle Power都是該項目的支持者,準備2021年進行現場安裝。

Top 3 金風 GW154/6700(正在開發8MW)

額定功率:6.7MW

葉輪直徑:154米

傳動系統:永磁直驅

IEC 等級:S

作為海上6.X產品平臺的一款明星機組,GW154/6700機組采用先進的冗余容錯設計,四線容錯控制技術將整機回路細分成四個控制回路,任一回路出現故障時,其他回路仍能保持正常工作,進而降低故障停機時間,大大提升機組能量可利用率。

2018年2月,由金風科技自主開發,目前中國最大容量的海上風電機組GW154-6.7MW機型,在福建三峽興化灣海上試驗風電場順利吊裝,標志著我國海上風電正式開啟“大容量”機型國產化時代。

憑借多年積累與領先的GW6S和GW3S海上產品平臺,金風科技針對我國東南沿海資源特點自主開發GW168-8MW海上智能風機,適用于IEC I類風區。該產品是目前國內單機容量最大的海上風電機組,通過節省機位點減少用海面積,可有效降低征海費用、基礎造價、施工吊裝、海纜鋪設等多項投資成本;搭載168米規格大葉輪直徑,發電能力更強,經濟性優異。

GW168-8MW機型通過應用更多創新性技術及可靠性設計方案,同時配套金風自主開發的一體化運輸吊裝方案、iGO智能運維系統等多款服務支撐平臺,全方位優化項目全生命周期度電成本。例如,采用創新性E-top機艙一體化設計,將所有電氣設備布置在機艙內,可大幅減少電纜成本及現場調試時間;采用一體化智能水冷系統設計、E-plus低溫超發策略設計、臺風適應性設計等,更加適應我國東南海域的風況和海況特點。該產品已獲得國內權威機構頒發的設計認證證書,預計明年下半年完成首臺樣機吊裝。

Top 2 西門子歌美颯 SG 8.0-167 DD(正在開發10MW+)

額定功率:8MW

葉輪直徑:167米

傳動系統:高速齒輪

IEC 等級:S

2016年7月,西門子首先推出了154平臺上的8MW機型,即SWT-8.0-154。2017年1月,西門子在位于丹麥Østerild的國家測試中心,開始對該機型進行測試,測試重點為機電系統。但根據規劃,這不是一款量產機型,測試是為在167平臺上使用8MW機型作準備。

在2017年11月28日的歐洲風能大會上,西門子-歌美颯推出了這款公司最大單機容量的海上風機。SG 8.0-167 DD機型掃風面積比其前身SWT 7.0-154提高約18%,發電量提高約20%。在西門子和歌美颯合并之后,該機型又吸取了Adwen 8MW風機的技術和經驗。該機型還可升級為9MW容量機型。

風機發布后的十個月期間,已經取得了570萬千瓦的訂單量,包括從Adwen接手的法國150萬千瓦訂單以及丹麥90萬千瓦訂單和英國的140萬千瓦訂單,此外德國、荷蘭、臺灣地區也有項目預定了該機型。

其實西門子早就對外公布其研發10MW以上機型的計劃,并已經在2018年5月在位于西班牙馬德里的技術和制造中心安裝了兩套測試和驗證10MW風機發電系統輸出性能的電氣實驗平臺。

Top 1 MHIVestasV164-10.0MW(已接受預訂)

額定功率:10MW

葉輪直徑:164米

傳動系統:中速齒輪傳動

IEC 等級:S

除了已經接受預訂的V164-9MW海上風電機型,9月25日,三菱-維斯塔斯(MHI Vestas)在德國漢堡風能展期間發布史上單機容量最大風力發電機V164-10.0MW,這也意味著風電整機行業真正意義上邁入兩位數時代。

MHI Vestas目前在英國和德國已經安裝超過100臺V164系列風機,積累了豐富的平臺技術和經驗,這使得從8MW到10MW的升級顯得那么水到渠成。

V164-10.0MW風機安裝了更為強勁的齒輪箱,升級了機械系統,設計方面略有變動以保證變流器的冷卻效果。這些升級措施確保V164-10.0MW風機可以在10m/s風速下以最大功率運轉25年。

在后面的話:

經過十年的競爭,歐美海上風電整機廠家并的并、合的合,而陸上風機整機巨擘如蘇司蘭等,似乎并沒有意愿在海上發展,剩下的幾家掰手指都能數過來。于是現在,市場呈現出三菱維斯塔斯和西門子歌美颯“二龍戲珠”的局面。

反觀國內,前十大海上風機機型,有一半的廠家都來自于中國,這反映出國內海上風電市場的巨大需求,而激烈的競爭也讓各大主機廠家始終承受技術迭代的壓力。除了上述廠家,遠景、上海電氣、太重等公司也在加緊開發大容量海上風電機組。別看現在是百花齊放,隨著市場競爭加劇,終將出現寡頭壟斷的格局,就看誰家能率先殺出一條血路,站穩腳跟!

2019,希望大家都好!

 
 
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