2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見App全程直播本次大會(huì)。

　　

　　其中，10月19日海上風(fēng)電發(fā)展論壇隆重召開。DNV產(chǎn)品經(jīng)理張帆出席會(huì)議并演講。

　　

　　張帆：謝謝，我來自DNV，今天非常高興有這個(gè)機(jī)會(huì)來到會(huì)場分享一下，我們對于浮式風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)當(dāng)中最新的發(fā)展，和我們對未來包括挑戰(zhàn)，包括我們自己的計(jì)劃。今天很多前面的嘉賓多多少少提到我們公司，我們是一家做咨詢、認(rèn)證，包括海事、船舶、海上能源，包括以前的油氣資源，包括現(xiàn)在新能源的一家公司。我們同時(shí)也提供一系列數(shù)字化解決方案，也就是剛剛提到的關(guān)于海上風(fēng)機(jī)相應(yīng)設(shè)計(jì)工具和配套系統(tǒng)。我們跟業(yè)內(nèi)很多公司都有很多合作，包括金風(fēng)和其他的一些業(yè)內(nèi)做風(fēng)機(jī)和基礎(chǔ)的工作。

　　

　　我是來自于數(shù)字化解決方案，目前負(fù)責(zé)我們公司在浮式風(fēng)機(jī)全球業(yè)務(wù)。這篇報(bào)告是三位同事，分別在挪威和英國的同事準(zhǔn)備的，今天想分享一下這幾年的發(fā)展情況和心得。主要是以下幾個(gè)方面，一個(gè)是設(shè)計(jì)前端歸納了一下設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，另外一個(gè)是浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目當(dāng)中，我們歸納了項(xiàng)目當(dāng)中不同的參與方的角色，他們的關(guān)注點(diǎn)，就是項(xiàng)目的組成。在浮式風(fēng)機(jī)本身整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和流程上，因?yàn)樗且粋€(gè)相對來說比較新的產(chǎn)業(yè)和方向，所以在工具和設(shè)計(jì)方法上，實(shí)際上也是處在不斷發(fā)展完善和更新的過程。

　　

　　在這個(gè)當(dāng)中，我們發(fā)現(xiàn)有很多新的問題，同時(shí)希望能夠把傳統(tǒng)行業(yè)當(dāng)中，比如說海事和油氣方面的經(jīng)驗(yàn)引入風(fēng)機(jī)，同時(shí)和陸上風(fēng)機(jī)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，所以中間也歸納了很多的挑戰(zhàn)以及發(fā)展的可能性。希望借助這個(gè)機(jī)會(huì)，給大家提供一些思路，為這個(gè)行業(yè)起到拋磚引玉的作用。

　　

　　目前海上風(fēng)機(jī)這幾年有一個(gè)飛快的發(fā)展，特別是從淺海到中深水到深水都有一個(gè)發(fā)展。浮式風(fēng)機(jī)來講，國內(nèi)目前雖然只有一個(gè)已建成試運(yùn)營的風(fēng)機(jī)，但是研發(fā)角度來講很多公司很多單位、科研機(jī)構(gòu)都在平行進(jìn)行一些科研的工作。另外一個(gè)呢，目前這種全尺度的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，在過去十年當(dāng)中在全世界各地都有不同的發(fā)展，包括歐美、日本、韓國、東南亞等等。主要當(dāng)然集中在歐洲區(qū)域，目前第一個(gè)商業(yè)浮式風(fēng)機(jī)的風(fēng)場或者是準(zhǔn)商業(yè)浮式風(fēng)機(jī)風(fēng)場已經(jīng)投入運(yùn)營了。

　　

　　對于浮式風(fēng)機(jī)來講，目前的趨勢更多是向著深遠(yuǎn)海的角度去發(fā)展，我們可以看到配套的單機(jī)裝機(jī)量會(huì)越來越大，比如說12兆瓦、16兆瓦、18兆瓦、20兆瓦。深遠(yuǎn)海來講，風(fēng)資源更加優(yōu)化一點(diǎn)。大家很熟悉了，因?yàn)槲沂亲鲇蜌獗尘暗模蜌獗尘敖嵌葋碇v，浮式結(jié)構(gòu)物來講是四類方向，目前在研項(xiàng)目或者在研概念大類有40多個(gè)，基本上是按照不同的來做的。目前我們發(fā)現(xiàn)并沒有哪一種類型的浮式風(fēng)機(jī)概念能夠比其他類型具有非常明顯的優(yōu)勢。雖然現(xiàn)在很多人講，我們用了很多半潛式，不同的立柱形式，歐洲有一些駁船式。這個(gè)研究工作還是在進(jìn)行當(dāng)中，從浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)組成來講有一些特點(diǎn)，我這里列了一個(gè)固定式。對于固定式來講，大家比較熟了，我們談的單樁或者是導(dǎo)管架，相應(yīng)歸為這種相對固定式。作為一個(gè)項(xiàng)目來講，一般有風(fēng)機(jī)的OEM或者塔筒的設(shè)計(jì)方，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方，開發(fā)方，還有一些第三方的認(rèn)證機(jī)構(gòu)。相對來說，根據(jù)我們的觀察來講，相對來說大家各自關(guān)注的點(diǎn)重合度不是那么高。從我們理論上來講，他們之間相對來說做的設(shè)計(jì)流程相對是分開的，所謂的一種弱耦合的概念。

　　

　　我們只談從分析的角度來講，這個(gè)本來是一個(gè)動(dòng)畫，這只是一個(gè)例子，說明什么問題呢？我們在做浮式風(fēng)機(jī)這一塊的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)它有很多很多的，理論上來講有很多動(dòng)力學(xué)是要耦合在一起，因?yàn)橹g相互有一個(gè)比較強(qiáng)的耦合作用和影響。這里可以看到葉片方面的空氣動(dòng)力學(xué)，水動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，還有一些控制系統(tǒng)。反過來控制系統(tǒng)的策略，也會(huì)反過來影響平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，影響到平臺(tái)上的載荷。整個(gè)東西是非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)的系統(tǒng)，再把電纜掛上去，對于電纜本身的設(shè)計(jì)和校核都是一個(gè)比較大的挑戰(zhàn)。

　　

　　從大家的關(guān)注度來講，我們這里就把一個(gè)項(xiàng)目參與方關(guān)心的問題，用這樣一個(gè)矩陣的形式向大家，這是一個(gè)簡化的說明。如果我們用這種相對來說比較簡化的方式，右上角第一種方式完全沒有耦合的情況下，先算風(fēng)機(jī)的載荷，算塔筒載荷等等，我把這個(gè)東西給到做基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的公司。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方算完以后，再把運(yùn)動(dòng)或者相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)給到做塔筒或者動(dòng)力學(xué)的公司，這個(gè)過程中沒有考慮到耦合的因素。

　　

　　第二種方法，我們可能叫部分耦合，部分耦合的方法，我在做風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候，基礎(chǔ)部分做簡化模型，輸入到風(fēng)機(jī)計(jì)算或者設(shè)計(jì)當(dāng)中。反過來做基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，其他系統(tǒng)用一個(gè)相對簡化的方法輸入到這個(gè)里面多做，部分考慮到之間耦合的影響。實(shí)際上做的過程中，我們發(fā)現(xiàn)要做很多輪的迭代，要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)，我們認(rèn)為是一個(gè)完整性的。這里帶來其他的問題，看到這里更多的參與方會(huì)在里面，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)大家用的都不是一個(gè)系統(tǒng)，不是一個(gè)軟件，不是一個(gè)工具，甚至不是一個(gè)理論方法。在這種情況下，就會(huì)帶來這個(gè)數(shù)據(jù)到底有多可靠，到底有多少假設(shè)假定在里面。最后這個(gè)項(xiàng)目或者這個(gè)設(shè)計(jì)就變得不可控，我們看到過很多這種情況，我做風(fēng)機(jī)認(rèn)為那邊是什么樣，拿過來以后發(fā)現(xiàn)不是那樣的，里面有很多很多的挑戰(zhàn)。而且里面有一個(gè)相互迭代的過程，我更新了設(shè)計(jì)，你那邊的模型要全部重新做一遍。這里面還出現(xiàn)一個(gè)問題，有很多很多重復(fù)工作，后面會(huì)講一個(gè)實(shí)際案例。

　　

　　第三種方法，希望發(fā)展全耦合的分析，所有的參與方參與同樣一套系統(tǒng)，在同樣一套系統(tǒng)里面建議整個(gè)包含風(fēng)機(jī)、控制系統(tǒng)、塔筒、浮式結(jié)構(gòu)，建立完整的動(dòng)力學(xué)方程，采用統(tǒng)一的動(dòng)力學(xué)方法分析整個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)然它有它的挑戰(zhàn)，但是目前我們看到幾個(gè)主要挑戰(zhàn)之一，除了工具之外的挑戰(zhàn)，這里面有一個(gè)很大的問題就是知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的問題。我作為風(fēng)機(jī)的制造商來講，我們跟西門子合作，包括國內(nèi)的金風(fēng)上海電氣，包括這些公司去合作會(huì)發(fā)現(xiàn)。大家保護(hù)的程度都不同，有的是保護(hù)一些核心的東西，多多少少都有一些相應(yīng)需要自己去保護(hù)的東西，我們完全理解。作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方相對好一點(diǎn)，可以把主要參數(shù)給到風(fēng)機(jī)制造商去做，但是里面有一些東西不希望公開。甚至作為業(yè)主來講，沒有辦法把大家放在一個(gè)地方討論這個(gè)問題。所以說在這一塊，怎么能夠做到大家在同樣一個(gè)系統(tǒng)下做這件事情，但是保護(hù)大家的知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被泄露，這是這里面發(fā)現(xiàn)面臨的問題。

　　

　　這里面有很多的工具，市面上有很多工具做不同部分的分析，我這里分享幾個(gè)之前看到的例子。這都是來自實(shí)際的浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目，是國外的浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目是怎么做的，最后會(huì)總結(jié)一下他們遇到了什么挑戰(zhàn)。左邊是風(fēng)機(jī)制造商，他們用的是內(nèi)部的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和計(jì)算的程序。

　　

　　最后結(jié)果回到這里，都有一個(gè)IP的問題，很多很多的工具大家都不是用一個(gè)工具，最后時(shí)長非常長。所以這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)一些挑戰(zhàn)，分成三個(gè)方向，時(shí)間關(guān)系就不重復(fù)了，主要是物理和交界面和有效性挑戰(zhàn)。物理上來講，我們要開發(fā)一套系統(tǒng)，或者說集成所有的經(jīng)驗(yàn)來開發(fā)一套完整的支持風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)這樣一個(gè)設(shè)計(jì)流程方法和工具，在交界面上希望做到完整耦合交界面，同時(shí)能夠提高有效性。

　　

　　最后一頁簡單總結(jié)一下，目前來講浮式風(fēng)機(jī)還處在初步發(fā)展階段，有很多不同的設(shè)計(jì)和發(fā)展。相對來說項(xiàng)目組成、項(xiàng)目方式比以前傳統(tǒng)看到固定式更加復(fù)雜。它有一個(gè)高度的耦合性，同時(shí)有來自不同背景，咱們做電、做系統(tǒng)，做浮式結(jié)構(gòu)物的背景去做。目前我們還沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)，大家都能夠普遍接受非常標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)流程。

　　

　　如果大家有興趣展開來講，我們明天會(huì)有一天的活動(dòng)，上面每一個(gè)東西會(huì)進(jìn)行展開敘述，謝謝！

　　

　　（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）