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揭開(kāi)中國(guó)大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組拓荒者——哈電風(fēng)能的技術(shù)秘鑰~~
來(lái)源：哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司
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發(fā)布時(shí)間：2021-11-10
在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下風(fēng)電行業(yè)迎來(lái)時(shí)代性的發(fā)展機(jī)遇，其中海上風(fēng)電更是迎來(lái)了巨大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿?。然而，海上惡劣的自然環(huán)境條件給海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)備帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，以及海上風(fēng)電施工建設(shè)、并網(wǎng)和安裝、維護(hù)等方面的一系列難題。
迎難而上，哈電集團(tuán)哈電風(fēng)能有限公司(簡(jiǎn)稱“哈電風(fēng)能”）自主研發(fā)的高可靠直驅(qū)海上風(fēng)電系列機(jī)組在攻克上述難題方面給出了優(yōu)秀的解答，其風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵性指標(biāo)“可利用率”始終穩(wěn)定在99%以上。
哈電風(fēng)能作為中國(guó)最早開(kāi)始大兆瓦風(fēng)機(jī)研發(fā)制造的先行者，早在2009年就正式成立了歐洲海上風(fēng)電研究中心，持續(xù)進(jìn)行海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的深入研究，并于2010年成功下線國(guó)內(nèi)首臺(tái)5MW海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并先后在荷蘭和我國(guó)福建、河北等地進(jìn)行了樣機(jī)運(yùn)行測(cè)試。
2014年，哈電風(fēng)能成功中標(biāo)國(guó)內(nèi)首個(gè)自主研發(fā)的商用海上風(fēng)電項(xiàng)目——莆田平海灣海上風(fēng)電場(chǎng)，安裝10臺(tái)單機(jī)容量5兆瓦的哈電XE128-5000海上風(fēng)電機(jī)組，總裝機(jī)容量50兆瓦。
自2016年1月26日首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)，哈電風(fēng)能海上風(fēng)電機(jī)組連續(xù)數(shù)年多次提前完成年度發(fā)電任務(wù)，年可利用率達(dá)99.65%，遠(yuǎn)超平海灣一期項(xiàng)目可研滿發(fā)小時(shí)數(shù)（3760h）。運(yùn)行期間，哈電風(fēng)電機(jī)組多次正面迎接臺(tái)風(fēng)登陸（機(jī)組測(cè)風(fēng)的最高風(fēng)速達(dá)47米/秒）的考驗(yàn)，已經(jīng)累計(jì)安全運(yùn)行超5年。
福清興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)一期（樣機(jī)試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)）項(xiàng)目總裝機(jī)容量為77.4兆瓦，單機(jī)容量為5兆瓦至6.7兆瓦，共選用了8家國(guó)內(nèi)外品牌主流整機(jī)廠商的產(chǎn)品。在這個(gè)被譽(yù)為“海上風(fēng)電競(jìng)技場(chǎng)”的項(xiàng)目上，哈電風(fēng)能大顯身手，據(jù)2018年并網(wǎng)至2021年4月以來(lái)的統(tǒng)計(jì)顯示，該公司機(jī)組在機(jī)位風(fēng)資源相對(duì)較弱的情況下仍以發(fā)電量53799.35MW/h、平均年發(fā)電小時(shí)數(shù)（4165h）的數(shù)據(jù)交出了漂亮的成績(jī)單；自并網(wǎng)以來(lái)，該機(jī)組一直保持高穩(wěn)定，高可靠運(yùn)行狀態(tài)，最大程度降低了運(yùn)維成本。此后，哈電風(fēng)能繼續(xù)落地中廣核岱山項(xiàng)目、浙能嘉興1號(hào)海上風(fēng)電項(xiàng)目共計(jì)56臺(tái)海上風(fēng)電機(jī)組，得到業(yè)界好評(píng)。
其中的優(yōu)異成績(jī)?nèi)〉秒x不開(kāi)哈電風(fēng)能高可靠海上風(fēng)電機(jī)組的六大技術(shù)秘鑰。
1.哈電風(fēng)能高可靠海上風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)系列機(jī)型涵蓋了中國(guó)海上所有可開(kāi)發(fā)利用風(fēng)資源區(qū)域，其年等效可利用小時(shí)數(shù)在4000小時(shí)以上，在保障高效率、高可靠性、高安全性、低維護(hù)成本及環(huán)境友好性的同時(shí)具有高經(jīng)濟(jì)回報(bào)率。
3.采用基于“機(jī)電熱磁”多物理場(chǎng)耦合優(yōu)化設(shè)計(jì)、高可靠性絕緣工藝制造及高精度氣隙優(yōu)化裝配的永磁同步發(fā)電機(jī)，在維持一貫的高效率、輕量化、高功率密度等優(yōu)良特性的同時(shí)，匹配高可靠性中壓3000V變流系統(tǒng)，確保主發(fā)電系統(tǒng)的高效穩(wěn)定性。
4.機(jī)組環(huán)控系統(tǒng)中的通風(fēng)換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于主發(fā)電系統(tǒng)及內(nèi)部電控系統(tǒng)等內(nèi)生熱源分布的CFD流場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù)，并結(jié)合整機(jī)動(dòng)態(tài)熱損耗自適應(yīng)控制策略，在有效解決特定高濕熱、高鹽霧腐蝕海域機(jī)組的溫控及腐蝕難題的基礎(chǔ)上最大程度降低機(jī)組的自耗電能。
5.機(jī)組沿用可靠安全運(yùn)行的臺(tái)風(fēng)生存智能控制策略技術(shù)，該生存策略具有10年以上強(qiáng)臺(tái)風(fēng)區(qū)域運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)優(yōu)化了臺(tái)風(fēng)過(guò)境前后高風(fēng)穿越策略，保證風(fēng)機(jī)持續(xù)高風(fēng)速滿功率運(yùn)行，有效兼顧了高產(chǎn)能和高可靠安全性的統(tǒng)一。
6.機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各子系統(tǒng)的布局基于人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，有效保證了機(jī)內(nèi)維護(hù)的高可達(dá)性、安全性和便捷性的同時(shí)，開(kāi)發(fā)了海上風(fēng)電機(jī)組獨(dú)有的可預(yù)防性維修管理工具，極大程度降低了海上風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)維成本。
未來(lái)，哈電風(fēng)能將繼續(xù)以“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，以數(shù)字化、智能智慧化為驅(qū)動(dòng)，從黨建引領(lǐng)、技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)拓展、用戶體驗(yàn)等各層面及環(huán)節(jié)推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，為助力哈電集團(tuán)高質(zhì)量發(fā)展、持續(xù)推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)積極力量。