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海上大風(fēng)機(jī)如何更安全？一場(chǎng)關(guān)于技術(shù)本質(zhì)的全新探討

2022-11-14 來(lái)源：遠(yuǎn)景能源瀏覽數(shù)：23620

大型化絕非簡(jiǎn)單增加尺寸和重量。遠(yuǎn)景能源風(fēng)機(jī)產(chǎn)品首席專(zhuān)家高猛博士提出，快速大型化給載荷仿真、載荷控制、葉片設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證、運(yùn)行監(jiān)控等產(chǎn)品全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)都帶來(lái)全新挑戰(zhàn)，回歸技術(shù)本質(zhì)，才能助力海上風(fēng)電理性、穩(wěn)健發(fā)展。

　　2021年中國(guó)海上在建風(fēng)場(chǎng)平均單機(jī)容量5.6MW，2022年已在7MW以上，而明年計(jì)劃建設(shè)風(fēng)場(chǎng)平均單機(jī)容量在8-10MW之間，中國(guó)海上風(fēng)電正快速進(jìn)入大兆瓦時(shí)代。如何保證大兆瓦機(jī)型可靠性、讓海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展，在第七屆全球海上風(fēng)電大會(huì)上引起廣泛關(guān)注。

　　大型化絕非簡(jiǎn)單增加尺寸和重量。遠(yuǎn)景能源風(fēng)機(jī)產(chǎn)品首席專(zhuān)家高猛博士提出，快速大型化給載荷仿真、載荷控制、葉片設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證、運(yùn)行監(jiān)控等產(chǎn)品全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)都帶來(lái)全新挑戰(zhàn)，回歸技術(shù)本質(zhì)，才能助力海上風(fēng)電理性、穩(wěn)健發(fā)展。

　　整機(jī)載荷仿真準(zhǔn)確性是機(jī)組可靠設(shè)計(jì)的基本前提。目前通用商業(yè)化載荷軟件在葉片建模方法上存在固有缺陷，大風(fēng)機(jī)超長(zhǎng)葉片的彎扭耦合大變形等非線性特性使得單純采用通用載荷軟件無(wú)法保證載荷仿真精度。縱觀全球，西門(mén)子歌美颯的BHAWC，GE的Flex5自研版，維斯塔斯的VTS……國(guó)際知名整機(jī)商都已采用高度定制化的自研整機(jī)載荷仿真工具。2021年，遠(yuǎn)景能源自研載荷求解器ENFAST獲得中國(guó)首個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心工程軟件認(rèn)證，基于中國(guó)風(fēng)機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景快速迭代，植入最前沿的算法模型，為大型化整機(jī)設(shè)計(jì)輸入更精準(zhǔn)的仿真結(jié)果。高猛博士認(rèn)為，海上大風(fēng)機(jī)可靠性對(duì)載荷仿真計(jì)算準(zhǔn)確度提出更高要求，頭部整機(jī)企業(yè)自研風(fēng)機(jī)載荷仿真工具將成必然趨勢(shì)。

　　快速大型化給機(jī)組大部件設(shè)計(jì)也帶來(lái)挑戰(zhàn)。隨著葉片長(zhǎng)度持續(xù)增加，大葉片的失效模式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和測(cè)試方法都產(chǎn)生大量新變化。國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)DNVGL-ST-0376(2015)和IEC61400-5(2020)對(duì)上述方面已做出充分總結(jié)，但當(dāng)前國(guó)內(nèi)大部分廠家仍沿用GL2010舊標(biāo)準(zhǔn)做葉片設(shè)計(jì)認(rèn)證。高猛博士呼吁，中國(guó)風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展，需汲取全球技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，積極推動(dòng)國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)落地實(shí)施。自2016年起，遠(yuǎn)景葉片已應(yīng)用國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)認(rèn)證，并從EN171葉輪開(kāi)始在國(guó)內(nèi)率先投入葉片雙軸復(fù)合加載設(shè)備，對(duì)大葉片全截面進(jìn)行充分驗(yàn)證，避免傳統(tǒng)單軸加載驗(yàn)證不充分帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　隨著單機(jī)容量和風(fēng)場(chǎng)規(guī)模快速增大，運(yùn)行安全和智慧風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)越來(lái)越受關(guān)注。激光雷達(dá)前置測(cè)風(fēng)、激光雷達(dá)凈空監(jiān)測(cè)、葉片內(nèi)部振動(dòng)監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵螺栓預(yù)緊力監(jiān)測(cè)、齒輪箱油液水分監(jiān)測(cè)……持續(xù)累加的運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如何高效協(xié)同？如何避免復(fù)雜監(jiān)控硬件系統(tǒng)過(guò)于臃腫導(dǎo)致的可靠性退化？如何避免復(fù)雜監(jiān)控系統(tǒng)自身硬件運(yùn)維帶來(lái)的額外巨大成本？高猛博士以特斯拉基于全視覺(jué)系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛理念為例，說(shuō)明風(fēng)機(jī)監(jiān)控要“做減法”，充分利用數(shù)字孿生技術(shù)，在硬件系統(tǒng)最簡(jiǎn)化的前提下實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控。基于此理念，遠(yuǎn)景自2020年推出伽利略超感知系統(tǒng)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)智能監(jiān)控進(jìn)入新階段。

　　自2013年遠(yuǎn)景在江蘇樹(shù)立起中國(guó)第一臺(tái)海上4MW智能風(fēng)機(jī)，已穩(wěn)定運(yùn)行近十年。極致可靠性、高度智能化和超低度電成本是遠(yuǎn)景持續(xù)踐行的海上風(fēng)電準(zhǔn)則。基于充分驗(yàn)證、長(zhǎng)期積累的核心技術(shù)和成熟經(jīng)驗(yàn)，遠(yuǎn)景已推出適用于山東、江蘇和海南等中低風(fēng)速區(qū)域的EN-200/7.0、EN-226/8.5智能海上風(fēng)機(jī)，以及面向福建、廣東等中高風(fēng)速區(qū)域的EN-252/14.0智能海上風(fēng)機(jī)。面對(duì)平價(jià)后國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展新趨勢(shì)，遠(yuǎn)景將持續(xù)推出新機(jī)型，以更可靠的大型化風(fēng)機(jī)助力海上平價(jià)時(shí)代理性、穩(wěn)健發(fā)展。

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