第七屆中國制造強(qiáng)國論壇于2022年12月23日-26日在河北保定舉辦，主題為：補(bǔ)短板·鍛長板·固底板。國家能源集團(tuán)聯(lián)合動力技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)胡雪松發(fā)表演講。

　　胡雪松在演講中介紹，國家在火電機(jī)組百萬級以上的火電機(jī)組審批上，基本上一年來沒有新審批百萬級別以上的新增火機(jī)。從今年8月份開始，國家能源集團(tuán)已經(jīng)審批及正在審批中的，大概有6臺百萬機(jī)組的火電機(jī)組要上馬。

　　

　　這是否意味著重新把火電的新增裝機(jī)納到考量范圍內(nèi)？胡雪松表示，目前來說，火電的整個新增裝機(jī)后面可能還有，這是國家從能源安全角度來考慮的，會有一些新的甚至于百萬以上的火電新增機(jī)組審批。同時火電整個的發(fā)電量的占比可能進(jìn)一步還要下降。

　　

　　胡雪松表示，這里有兩方面的原因考慮，一方面是能源安全，另一方面就是整個新能源具有兩方面不確定性。一是資源稟賦的不確定性，二是設(shè)備包括光伏板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，接入電網(wǎng)的時候，由于自身的設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性等，設(shè)備也具有一定的不穩(wěn)定性。而火電作為靈活性的方案，要參與到整個發(fā)電的調(diào)峰和保障里來。

　　

　　胡雪松指出，現(xiàn)在基本上已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模的開發(fā)和高質(zhì)量的發(fā)展階段。從目前情況來看，我國2017年到2022年，新增裝機(jī)累計并網(wǎng)容量，逐年和每月都在提升。尤其是2022年到2023年。

　　

　　胡雪松進(jìn)一步提到，中國風(fēng)機(jī)設(shè)備的中標(biāo)價在不斷刷新。以國家能源集團(tuán)聯(lián)合動力為例，今年7月份在保定生產(chǎn)基地，下線的是國家能源集團(tuán)聯(lián)合動力的一個主力機(jī)型。整個中國風(fēng)電裝備的設(shè)備更新迭代速度是非?？斓?。他預(yù)測到2023年的下半年，供貨的主力機(jī)型應(yīng)該達(dá)到7兆瓦到8兆瓦的單機(jī)功率，葉輪直徑突破200米，以到200米到210米之間的葉輪直徑。

　　

　　胡雪松表示，整個十四五期間風(fēng)能和太陽能發(fā)電量要翻倍，到2030年風(fēng)電太陽能整個發(fā)電的總裝機(jī)容量要達(dá)到12億千瓦以上，這對中國的整個風(fēng)電設(shè)備制造提出了更高的要求。一方面要求中國風(fēng)電裝備的功率要大，同時新開發(fā)的風(fēng)電場的風(fēng)資源稟賦下降了很多，整個收益要求實現(xiàn)風(fēng)火同價，對風(fēng)電設(shè)備的要求更高。

　　

　　胡雪松指出，對風(fēng)電設(shè)備的要求是物美價廉，這也是導(dǎo)致目前風(fēng)電裝備制造競爭激烈的一個主要原因。

　　

　　感謝大會組委會的邀請，接下來我匯報一下我國現(xiàn)在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及未來的一個發(fā)展趨勢。

　　

　　從去年10月份一直到今年9月份，國家密集出臺了一些關(guān)于我國新能源建設(shè)、主要圍繞雙碳的主要的政策規(guī)劃。

　　

　　二十大的工作報告把我國的雙碳目標(biāo)列入了國家的戰(zhàn)略目標(biāo)，加強(qiáng)了頂層的設(shè)計和系統(tǒng)的謀劃這樣一個大背景下。我們目前整個新能源的發(fā)展前景是非常好的，但是過程中也出現(xiàn)了一些問題，比如說今年重慶、湖南等地就出現(xiàn)的電荒。包括從國家能源集團(tuán)角度來說，國家在火電機(jī)組百萬級以上的火電機(jī)組審批上，大概暫停了一年左右，基本上一年來沒有新審批，百萬級別以上的新增火電裝機(jī)。

　　

　　但是從今年8月份開始，國家能源集團(tuán)現(xiàn)在已經(jīng)審批的包括正在審批中的，我們大概有6臺百萬機(jī)組的火電機(jī)組要上馬，這也是在整個能源行業(yè)里一個比較大的事件。這是不是國家就重新把火電的新增裝機(jī)又納到了一個新的考量范圍內(nèi)？目前來說的話，火電的整個新增裝機(jī)后面可能還有，這是國家從能源安全角度來考慮的，會有一些新的甚至于百萬以上的這樣的新增機(jī)組審批。同時火電整個的發(fā)電量的占比可能進(jìn)一步還要下降。

　　

　　這里有兩方面的原因考慮，一方面是能源安全，另一方面就是整個新能源，尤其以風(fēng)和光為主的新能源，具有兩方面不確定性。一是資源稟賦的不確定性，比如說風(fēng)和光，光相對來說資源比較穩(wěn)定，像風(fēng)的話，有時候大風(fēng)年小風(fēng)年，整個的電力輸出有一個資源的不穩(wěn)定性。

　　

　　另一方面我們的設(shè)備包括光伏板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，接入電網(wǎng)的時候，由于自己自身的設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性等，設(shè)備也具有一定的不穩(wěn)定性。當(dāng)然這都是對于火電來說的。所以說由于兩種不穩(wěn)定性，火電作為靈活性的方案，要參與到整個發(fā)電的調(diào)峰和保障里來。

　　

　　我們認(rèn)為可能后面還會有火電新增裝機(jī)，但是發(fā)電量進(jìn)一步降低。這些投入和運維成本，政策上、經(jīng)濟(jì)上的一些負(fù)擔(dān)，怎么來解決？

　　

　　一方面我們認(rèn)為幾大發(fā)電集團(tuán)，要通過靈活性改造，把整個的成本轉(zhuǎn)嫁給新能源，以前是國家給新能源補(bǔ)貼，后面國家會給火電補(bǔ)貼。因為它的屬性不僅僅是運營發(fā)電了，會保供保產(chǎn)，保安全保穩(wěn)定。那么如何去平衡和落實，需要一段時間的過程，這是從政策層面。

　　

　　中國風(fēng)電現(xiàn)在基本上已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模的開發(fā)和高質(zhì)量的發(fā)展階段。從目前情況來看，我國2017年到2022年，新增裝機(jī)累計并網(wǎng)容量，逐年和每月都在提升。尤其是2022年到2023年。

　　

　　從產(chǎn)品競爭力，從整個電網(wǎng)輸出的角度，大家都在集思廣益，要去把整個基地的建設(shè)落實好。

　　

　　另一方面，中國風(fēng)機(jī)設(shè)備的中標(biāo)價在不斷刷新。以國家能源集團(tuán)聯(lián)合動力為例，今年7月份在保定生產(chǎn)基地，下線的是就是我們聯(lián)合動力的一個主力機(jī)型。整個中國風(fēng)電裝備的設(shè)備更新迭代速度是非?？斓?。

　　

　　我們預(yù)測到2023年的下半年，那么供貨的主力機(jī)型？應(yīng)該是達(dá)到7兆瓦到8兆瓦這樣的一個單機(jī)功率，葉輪直徑突破200米，以到200米到210米之間這樣的一個葉輪直徑。

　　

　　由于整個中國風(fēng)電市場的變化帶來的設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，路上是向沙漠、戈壁和荒漠這樣的基地市場去發(fā)展，海上的風(fēng)電逐漸是走向中遠(yuǎn)海。

　　

　　整個十四五期間風(fēng)能和太陽能發(fā)電量要翻倍，那么我們到2030年風(fēng)電太陽能整個發(fā)電的總裝機(jī)容量要達(dá)到12億千瓦以上，這對中國的整個風(fēng)電設(shè)備制造提出了更高的要求。一方面要求我們中國風(fēng)電裝備的功率要大，功率大的話就是同樣的容量，所占的資源會少一點。

　　

　　實際來說，跟前幾年相比，我們新開發(fā)的風(fēng)電場的風(fēng)資源稟賦下降了很多。同時整個的收益要求現(xiàn)在實現(xiàn)了風(fēng)火同價。在風(fēng)火同價的基礎(chǔ)上，還實現(xiàn)了利潤的最大化。所以說整個的收益都是從電量來，電量是由風(fēng)電設(shè)備發(fā)出來的，所以說對風(fēng)電設(shè)備的要求更高。

　　

　　也就是說，對風(fēng)電設(shè)備的要求是物美價廉，這也是導(dǎo)致目前風(fēng)電裝備制造競爭激烈的一個主要原因。

　　

　　我們在海上是5個基地，大體上分為2種類型。第一個是長江以北中低風(fēng)速的地區(qū)，以山東半島海上風(fēng)電基地和長三角海上風(fēng)電基地為主。還有一個是長江以南的有臺風(fēng)過境的中高風(fēng)速的海上地區(qū)，以閩南、閩東和北部灣這些基地為主。從2023年以后，我們的海上風(fēng)電建設(shè)會有一個小高潮。

　　

　　現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組向大型化和深海遠(yuǎn)方向發(fā)展之后，也帶來一些其他的問題。比如運輸機(jī)組比較大，像現(xiàn)在7兆瓦左右的機(jī)組，整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙重量能達(dá)到150多噸。那么在運輸?shù)臅r候就會出現(xiàn)一些問題，包括過一些橋過隧道等等。我們在解決分體運輸和模塊化這樣的一個解決方案，包括大型部件的一些屬地化生產(chǎn)，移動工廠，這些相應(yīng)的工業(yè)化措施，也是解決整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大型化的一些必備的手段。

　　

　　現(xiàn)在有些地方，因為之前塔筒一直是整圈的，我們的一些項目，必定要經(jīng)過鐵路橋洞，這里邊以陜北地區(qū)為主。因為有一些鐵路建設(shè)，橋洞是不可避免要通過的，塔筒不可能分體去運輸。所以我們在新的塔筒技術(shù)研發(fā)上突破了常規(guī)，把塔筒的整個筒體做成分半的。我們現(xiàn)在基本上是分成三半，通過分半的技術(shù)解決運輸?shù)膯栴}，運到風(fēng)電現(xiàn)場，再把它組合起來。

　　

　　在核心部件的國產(chǎn)化上，我們近幾年也取得了一些突破，包括風(fēng)電主軸承，現(xiàn)在是12兆瓦16兆瓦，這些大型的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主軸承基本上都能實現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　

　　現(xiàn)在國家能源集團(tuán)也一直在謀求風(fēng)電主控系統(tǒng)的國產(chǎn)化突破。我們目前整個這套國產(chǎn)化的系統(tǒng)已經(jīng)運行大概一年多了，相對來說還是比較穩(wěn)定，我們整個實驗基地的測試平臺，目前國內(nèi)最大的能達(dá)到25兆瓦這樣一個功率級別。

　　

　　葉片對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來說，是最為關(guān)鍵的部件之一，葉片的穩(wěn)定性直接決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性。葉片的測試一直是行業(yè)內(nèi)備受關(guān)注的一個重點部件的測試，包括在做認(rèn)證的時候，葉片的測試是必不可少的，我們現(xiàn)在國內(nèi)的150米葉片，能夠在國內(nèi)做這個測試，基本上已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平了，國際上現(xiàn)在應(yīng)該達(dá)不到150米。

　　

　　我們的一些海工設(shè)備，包括運輸船、安裝船，現(xiàn)在基本上都已經(jīng)達(dá)到了行業(yè)的領(lǐng)先水平。也就是說國內(nèi)目前風(fēng)電部件的產(chǎn)業(yè)化以及工程產(chǎn)業(yè)化，基本上都已經(jīng)走到了國際的前列。

　　

　　現(xiàn)在我們中國的風(fēng)電發(fā)展也面臨了一些新的挑戰(zhàn)，主要可以歸為以下幾種。第一個就是風(fēng)資源的規(guī)律變化比較復(fù)雜。第一方面由于風(fēng)電目前發(fā)展到現(xiàn)在這個階段，可開發(fā)可利用的比較好的資源，基本上開發(fā)得都差不多了。我們現(xiàn)在開發(fā)的基本上都是風(fēng)變化比較復(fù)雜，或者地形比較復(fù)雜，導(dǎo)致實際上在做具體解決方案的時候，需要上一些特殊的監(jiān)控設(shè)備，甚至于有些還需要犧牲一些發(fā)電量，去保證機(jī)組安全運行的這樣一些比較尷尬的選擇。

　　

　　第二個方面就是我們風(fēng)電設(shè)備的大型化和高比例，給新能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行造成了一些挑戰(zhàn)。具體的我們可以分為以下幾種。第一就是現(xiàn)在葉輪直徑越來越大，為了提升收益率，塔筒的高度由以前的60多米、70多米，后來演變成80多米、90多米。

　　

　　我們目前的塔筒高度，為了達(dá)到最高的收益，要把塔筒人為地增加，尤其在面對一些切面比較高的現(xiàn)場，我們要用高塔筒。另一方面由于葉輪直徑本身的增加，為了提升夜間到地的安全距離，塔筒也需要進(jìn)一步的增加。

　　

　　目前我們風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔筒高度有的達(dá)到160米，甚至于現(xiàn)在的這個樣機(jī)，我們正在做一個180米的高度，那么再加上葉輪直徑的影響，現(xiàn)在夜間最高的高度能達(dá)到260米、270米。這樣的一個高度的話，高空的風(fēng)特性、傳統(tǒng)的風(fēng)的理論就不再適用了，還需要我們進(jìn)一步的研究。

　　

　　另一方面深遠(yuǎn)海集群式的風(fēng)電裝機(jī)會影響風(fēng)的特性。在我們大規(guī)模裝機(jī)的時候，集中安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間受風(fēng)場尾流的影響，它的風(fēng)就有一定的紊亂性，對機(jī)組的控制就提出了更高的要求，這個也是擺在整個行業(yè)面前需要進(jìn)一步解決的問題。

　　

　　現(xiàn)在整個中國的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的更新?lián)Q代節(jié)奏比較快，像以前我們設(shè)計的時候，基于的模型，在做以前的1.5兆瓦、兩兆瓦甚至于三兆瓦，這種小功率小葉輪的機(jī)組設(shè)計的時候，它的準(zhǔn)確性還是可以信賴的。但是現(xiàn)在由于機(jī)組發(fā)展比較快，部件比較大，尤其像我們的葉片長度，現(xiàn)在單只葉片長度基本上已經(jīng)突破了百米級。整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組其他部件這種多體動力學(xué)的載荷的傳遞和耦合，目前是滯后于整個行業(yè)的發(fā)展的。隨著機(jī)組越來越大型化，風(fēng)險也是比較大的。一方面理論基礎(chǔ)不扎實，另一方面實驗驗證不充分?；旧衔覀儸F(xiàn)在都是邊投入邊驗證，邊驗證邊優(yōu)化，邊優(yōu)化邊改進(jìn)，說對行業(yè)的發(fā)展造成了一定的影響。

　　

　　在應(yīng)用到我們實際的研發(fā)的運行過程中，我單只葉片長度超過百米，這種超長的葉片的開發(fā)，首先是結(jié)構(gòu)剛度下降了，還需要它高效輕質(zhì)低成本。除了應(yīng)用于大量碳纖維的這種結(jié)構(gòu)外，我們現(xiàn)在基本上沒有其他更好的辦法。應(yīng)用于高強(qiáng)的碳纖維，對它的經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求，所以說這也是擺在行業(yè)面前的一個很大的問題。

　　

　　隨著數(shù)據(jù)的不斷積累，我們把理論的模型運行情況和實際的樣機(jī)運行情況做對比。通過實驗數(shù)據(jù)，我們控制參數(shù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過這樣的方式來提升整個機(jī)組的穩(wěn)定性。

　　

　　另一方面就是現(xiàn)在高比例的新能源電力系統(tǒng)在整個新型的電力系統(tǒng)中占比越來越大，它的穩(wěn)定和安全也是行業(yè)內(nèi)備受關(guān)注的。

　　

　　作為我們這個設(shè)備的提供商，我們也真正意識到了，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身的性能在一定程度上是能夠?qū)π滦碗娏ο到y(tǒng)的安全做一些貢獻(xiàn)的。

　　

　　我們與常規(guī)的火電相比，確實在電量平衡、電能質(zhì)量這些方面有一些問題，但是我們會通過一些優(yōu)化設(shè)計，盡量把這些風(fēng)電的劣勢降到最低。

　　

　　一方面我們要增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的粘性。很早以前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的自我保護(hù)意識比較強(qiáng)，當(dāng)電網(wǎng)有波動，甚至于環(huán)境有一些極端變化的情況下，它首先保護(hù)的是自己。2002年，西北電網(wǎng)就出現(xiàn)過一次大規(guī)模的風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)，后來我們電網(wǎng)公司對高穿低穿有了更加嚴(yán)格的要求，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計的時候，設(shè)網(wǎng)的性能這方面有了很大的一個提升，這也是一個不斷的進(jìn)步。

　　

　　另一方面我們要降低切入的風(fēng)速，現(xiàn)在機(jī)組基本選用柔性切除。并不是說一定是能夠延長機(jī)組的就是增加機(jī)組的發(fā)電量，而是在現(xiàn)在新能源占比越來越大的情況下，在環(huán)境適應(yīng)性方面，要有更好的一個拓展性，給電力調(diào)度提供更多的選擇和支撐。

　　

　　現(xiàn)在我們面對新形勢，在新材料新工藝方面也做了一些新的嘗試。首先還是說葉片，我們風(fēng)電葉片大型化比較快，對葉片的綠色回收與循環(huán)利用，我們都做了一些儲備。我們保定公司現(xiàn)在的公司門口，大家能看到，利用廢舊葉片做了一些回收。

　　

　　除此之外，集團(tuán)內(nèi)的一些井蓋、辦公桌椅，我們也開始采用這種廢舊葉片回收材料，進(jìn)行二次利用，做了一些民用的產(chǎn)品。

　　

　　另一方面針對超大型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)重量比較大，對稀土依賴比較高的這樣的一個難題，我們開發(fā)了15兆瓦以上和電機(jī)廠家國產(chǎn)化的這種無稀土的永磁體發(fā)電機(jī)，目前正在研發(fā)階段。

　　

　　關(guān)于一些芯片及壓接封裝這些技術(shù)，雖然說我們現(xiàn)在國產(chǎn)已經(jīng)做到了一定的水平，但是從實際使用的情況來看，性能上還是稍微有一些差距，后面需要整個行業(yè)進(jìn)一步提升。

　　

　　無論是在機(jī)組的設(shè)計階段，還是在微觀選址和宏觀選址階段，我們要充分地把環(huán)境的因素和機(jī)組本身的部件相互之間的影響因素給耦合起來，這樣我們就能做到既準(zhǔn)確又成本低廉的機(jī)組。

　　

　　另一方面要加強(qiáng)機(jī)組的智能化設(shè)計。做機(jī)組實際剩余壽命以及各部件的健康狀態(tài)評估，這些手段都要應(yīng)用上。然后能夠根據(jù)電網(wǎng)的實際需求，在它需要多發(fā)的時候，我們工廠所有的機(jī)組都能實現(xiàn)這種超發(fā)的技術(shù)。當(dāng)電網(wǎng)飽和的時候，機(jī)組根據(jù)自身的歷史運行數(shù)據(jù)，能夠有選擇的自動排序能量管理。

　　

　　尤其是在大閘灣風(fēng)電廠設(shè)計的時候，我們要突破風(fēng)浪連載連帶下的氣動、水動、私服彈性，這種多場耦合演化機(jī)制，即自適應(yīng)的協(xié)同控制理論和方法，把我們后續(xù)適用于深遠(yuǎn)海的漂浮式的這種機(jī)組，通過多場協(xié)同和耦合動力學(xué)高保真模型的技術(shù)驗證，推進(jìn)我們深遠(yuǎn)海的海上

　　

　　后續(xù)的海上風(fēng)電的發(fā)展，除了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身及海上風(fēng)電廠的管理，還要和其他的產(chǎn)業(yè)聯(lián)系起來。

　　

　　現(xiàn)在風(fēng)電的解決方案不僅僅集中在風(fēng)電本身，它還要多能互補(bǔ)，和多種產(chǎn)業(yè)有機(jī)地耦合在一起。這樣就會根據(jù)用戶需求，為用戶提供一種綜合的能源解決方案。謝謝。