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漂浮式海上风电工程技术研讨会在海口盛大召开

来源:( 作者: 时间:2022-04-12 13:27 Tag:)

  惠风和畅,百花盛开。备受行业关注的“漂浮式海上风电工程技术研讨会” 4月10日在海口·亚特国际会议中心隆重召开,超500位代表参加会议。


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  大会由中国海洋工程咨询协会海上风电分会主办(下称“中国海上风电协会”),中国农业机械工业协会风力机械分会、中国华能集团有限公司、国家电力投资集团有限公司、中国长江三峡集团有限公司、上海勘测设计研究院有限公司、广东省电力设计研究院有限公司、华东勘测设计研究院有限公司、海南金盘智能科技股份有限公司等联合主办。

 

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  开幕式及上半场主题报告环节由中国海上风电协会副会长兼秘书长翟恩地主持。中国海上风电建设迎来高速发展期,漂浮式风电技术已成为深远海风电的研究与实践重点,本次大会在“碳达峰”和“碳中和”目标的指引下,汇集行业前沿学科研究与工程技术专家共同探索漂浮式海上风电发展路径,旨在加快工程技术的创新进步,解决漂浮式发展难题。

  中国海上风电协会会长蔡绍宽、中国可再生能源学会秘书长、中国农业机械工业协会风力机械分会秘书长祁和生,海南金盘智能科技股份有限公司董事长李志远及海南省自然资源和规划厅领导等出席大会并致辞。

  

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  ↑ 中国海上风电协会会长蔡绍宽

  在30·60碳达峰和碳中和背景下,海上风电等清洁能源必将承担光荣而艰巨的历史责任。当前可实施固定桩施工的海深已达到50米,140米高度低空海上可开发规模不小于5亿千瓦。2020年底,海上风电装机900万千瓦,增速达到了51.6%,发展势头迅猛。预计明年海上风电要经历抢装潮后的3年调整期,随后近浅海海上风电将迎来历时15年以上的高速发展期,为深远海的漂浮式海上风电提供足够长的研究和探索时间。漂浮式海上风电发展前景广阔,势必将成为中国电力结构调整过程当中值得期盼的一匹黑马。

 

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  ↑ 中国可再生能源学会秘书长、中国农业机械工业协会风力机械分会秘书长祁和生

  今年在中央财经委召开的第九次会议上,研究了实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。到2030年,风电、光伏发电累计装机要达到12亿千瓦以上,预计风电每年的新增装机将不低于5000万千瓦,海上风电产业迎来重大发展机遇。漂浮式海上风电成为向深远海发展的首选,作为全球最大的可再生能源的市场和设备制造国,在新一轮竞争中,加快漂浮式海上风电工程技术的创新进步,稳步推进漂浮式风电大规模、商业化应用,已经成为中国海上风电发展的迫切任务。

  

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  ↑ 海南金盘智能科技股份有限公司董事长李志远

  保护地球生态节能减排日益成为世界各国的共识,中国已坚定的走上绿色、低碳、循环的发展道路,推动产业转型升级实现高质量发展将成为未来的主旋律。金盘科技多年来与国内外整机制造企业有着长期紧密的合作,随着风电产业的高速发展,对漂浮式海上风电产品运行环境进行了积极的探索和研究。公司将继续立足核心优势,继续加大投资,增强自主研发和创新能力,通过与会各位专家的共同努力,积极推动漂浮式海上风电工程技术的持续发展,为更好的利用我国海上风力资源实现我国碳达峰、碳中和目标做出应有的贡献。

  开幕式致辞环节后,国家电投集团科学技术研究院有限公司董事长、党委书记范霁红,中国华能集团清洁能源技术研究院院长助理郭辰,中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院院长孙长平发表了主题报告。

  

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  ↑ 范霁红:《国家电投漂浮式海上风电研究与开发》

  海上风电方面集团坚持由浅水到深水,由近海到远海的发展原则,远海的漂浮式风电仍面临成本较高、技术不成熟的挑战,漂浮式海上风电发展应融合就地制氢、海洋牧场、综合智慧能源以及柔性直流进行综合考虑。

  

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  ↑ 郭辰:《关于漂浮式海上风电开发的思考》

  随着近海资源的规模化规划与开发,从资源存量方面看,深远海的开发需求逐步浮出水面,深远海的风能资源更好、更稳定。漂浮式海上风电的关键技术包括浮体基础、动态海缆、漂浮式海上风电机组、系泊系统等方面,漂浮式海上风电机组面临着深海环境条件复杂、大容量漂浮式机组设计制造、浮式风电装备制造以及运行工况复杂的挑战。

  

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  ↑ 孙长平:《海上风电平价化上网技术与实践》

  目前已建成绝大多数为近海风电场,制约因素多,深远海风力大而稳定,场址资源制约因素少,海上风电势必走向深远海。电能送出工程成本占投资相当比重,规模化开发可实现电能集中送出,有效降低成本。目前我国海上漂浮式风电进入了工程样机时代,由浅海往深海发展、浅水区域浅覆盖层特殊地质条件的需求,推动我国漂浮式海上风电向产业应用及规模化发展。

  

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  上午下半场主题报告环节由中国海洋工程咨询协会海上风电分会副秘书长、华东勘测设计研究院有限公司副总工程师赵生校主持。上海勘测设计研究院有限公司总工程师林毅峰、新疆金风科技股份有限公司集团总工程师翟恩地、华电重工股份有限公司总工程师赵迎九、惠生海洋工程有限公司首席技术专家王革发表了主题演讲。

  

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  ↑ 林毅峰:《漂浮式海上风电技术研究及工程实践》

  国际上判断固定式50-60米水深是经济成本可以接受的临界点,超过临界点可能需要漂浮式风电来解决。我国整个大陆架非常平缓,以目前技术很难支撑低成本开发,漂浮式风电的发展要突破海上风电的重大关键技术,抢占风力发电的制高点。风电机组对漂浮运动适应性并不是固定式成熟机组在漂浮平台的简单移植,系泊系统是深水区漂浮风电成本控制的重要环节,动态电缆是漂浮风电运行的高风险点。

  

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  ↑ 翟恩地:《漂浮式风机技术痛点及解决方案》

  漂浮式风机技术面临着主尺寸设计、整机设计、系泊&电缆布置、一体化载荷分析、基础结构校核以及建造安装运维几方面的技术痛点。其中整机方面的挑战来源于机组运动幅度、速度、加速度大、承受更大载荷、控制策略对发电量及载荷影响较大、控制器需要调整以避免不利的缓冲、机组适用性需要验证等方面。一体化载荷分析需要同时考虑基础湿表面外壳的时域水动力载荷、完整的基础结构和塔架模型、动态系泊系统、整机模型等因素。金风拥有漂浮式风机系统多变量耦合技术、过渡水深化境条件下系泊系统设计技术、风机—浮式基础—系泊系统一体化全耦合载荷分析技术、漂浮式海上风电施工技术与装备关键技术研究等多个解决方案。未来漂浮式海上风电实现平价将围绕提升技术成熟度、技术优化与创新带动产业链发展以及多元融合的路径展开。


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  ↑ 赵迎九:《海上漂浮式风机基础结构的研究》

  漂浮式海上风电机组具有适应水深广、机位部署更加灵活、可在岸上完成整体组装、海上施工安装便捷、可完全拆解与迁移、可搭载更大功率风电机组等优点。国内漂浮式研究起步较晚,目前包括绿能示范项目、海装工信部示范项目、龙源南日岛项目以及三峡阳江示范项目。漂浮式风电进一步降低成本的关键在于技术创新,动态电缆的安全防护是正常运行的关键,与大型浮岛、海中孤岛、海洋石油平台、制氢、海洋牧场的结合,将为漂浮式发展提供更广阔的应用场景。

  

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  ↑ 王革:《漂浮式风电技术的若干年挑战》

  在从规划到拆除的漂浮式海上风电生命周期中,在设计到安装阶段海工企业和风电整机企业的高度协同尤为重要。漂浮式海上风电目前面临着海洋环境、机组、基础+系泊、动态电缆以及升压站的多方面挑战。中国沿海风资源质量逊于欧洲,波浪、台风、环境比欧洲海域恶劣,30-60米的过渡水深使得设计难度大增。整个机组的设计需要运动响应的耦合分析,包括机组运动响应、浮体运动特性、系泊运动特性、桩土响应、结构动态响应以及控制系统对运动的影响。

  

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  下午上半场由中国海上风电协会常务副会长柳地主持。中国科学院电工研究所研究员、研究部主任王一波、明阳智慧能源集团股份公司总工程师贺小兵、中国船舶集团海装风电股份有限公司海上浮式风电装备总设计师董晔弘、招商局工业集团首席科学家徐立新发表了主题演讲。

  

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  ↑ 王一波:《海上风电全直流系统技术探讨和研发基础》

  我国海上风电在机组、工程、输电以及运维成本较高,随着离岸距离从40公里增长到100公里,输电成本占比可能大幅提高到30%。海上柔性直流技术具有并网成本更低、电网接入稳定、可实现非同步互联的优势,目前我国已建成二十多个柔性直流输电工程。系统成本低、系统效率高、并网或离网更稳定、设备维护化简、知识产权自主可控等优势、且关键技术、核心装备以及岸上系统已得到验证等因素,使得离岸60公里以上的远海风电使用直流系统成为可能。

  

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  ↑ 贺小兵:《深远海能源平价之路—漂浮式风电发展》

  受限于近海各式功能区重叠及资源的限制,深远海海上风电无疑更具长远发展空间。相关统计表明,当前全世界有30多种浮式风机概念。“十四五期间”海上风电发展将由陆向海,海域由浅到深,结构由固定式到漂浮式,突破近海限制,避免多功能干扰,适用于超大机组,具有更大的空间。在运营方面,浮式风机与系泊系统解脱后具有拖航移动特性,大多数浮式风机主体可拖过拖航回港或重新部署,运营模式也将更具活力与空间。

  

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  ↑ 董晔弘:《浮式风电装备研制的技术思考》

  深远海资源在海上风电的资源占比很高,欧洲由海洋工程装备主导漂浮式海上风电的研究与开发,漂浮式研究的思路包括2种,以风电装备的思路开展设计将浮动平台视作特殊的基础支撑形式;以海工装备的思路开展设计将风电机组视作水面结构物。通过技术进步,寻求整体设计时在成本、性能以及可靠性之间存在矛盾的解决方案,在综合利用方面,可结合深远海渔业、石油开采、海水淡化等多模式考虑,未来漂浮式风电将成为我国的关键核心技术。

  

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  ↑ 徐立新:《漂浮式风机设计降本增效—容量及浮式基础优化》

  各国海上风资源及地形不同,不一定统一发展路线。欧洲海上风电风资源较国内丰富,漂浮式风电主要在欧洲,浮式基础的形式较多,多机组的平台应用,具有节约用海面积、减小风场内电缆的优势。漂浮式平台主尺寸及重量即轻量化设计式最具挑战、影响最大的关键技术,安装技术对成本的影响位居第二,先进仿真技术是技术紧急度的关键所需。与此同时,知识产权敏感度相关的前三位技术点包括结构轻量化、风电机组控制技术以系泊系统的设计。

  

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  下午下半场由由中国海上风电协会副秘书长、上海勘测设计研究院有限公司高级专业师陆忠民主持。宁波东方电缆股份有限公司总裁夏峰(技术总监陈凯代)、海南金盘智能科技股份有限公司技术副总裁陈伟、Principle Power中国区市场负责人张奥发表了主题演讲。

    

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  ↑ 夏峰(技术总监陈凯代):《漂浮式风电动态缆系统关键技术与工程挑战》

  漂浮式风电机组动态电缆的关键技术将从静态海缆的制造,扩展为定制化设计、测试认证、系统优化、全寿命成本管理。随着油气开发迈向超深水,中国浮式风电设计重点集中于超浅水、超高压、成本控制。现阶段动态电缆的设计面临着轻量化、高电压湿式绝缘、台风以及新材料方面的考验。工程项目面临着浅水浮式风电动态电缆系统、经济性、浅水动态电缆海生物生长、72千伏及以上高压动态输出电缆开发等方面的挑战。

  

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  ↑ 陈伟:《海上漂浮式风电升压变压器的研究》

  海上漂浮式风塔内应用的干式变压器,需要重点考虑风塔震动带来的影响,提高干式变压器在高湿度、高盐雾环境下的稳定性,需要考虑隔绝外界污秽空气的设计方案,海上腐蚀、运维难度大均是目前面临的挑战。通过倾斜静力学、摇摆运动学、摇荡动力学的仿真与计算,来解决振动方面的问题。通过成品型式试验站、原材料理化实验室模拟海洋环境,设计验证产品防腐性能,并针对海上应用的干式变压器,开发了智能监测方案,实现实时监测,提高产品运行的可靠性。

  

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  ↑ 张奥:《漂浮式风电即将进入商业化阶段》

  全球70%-80%的海上风电资源位于深海区域,水深超过60米的风资源更好,漂浮式海上技术是下一个十年甚至二十年的海上风电发展的大风口。PPI的成熟技术在项目中得到了广泛应用,公司浮体平台的独创核心技术在于基于当地海洋资源近50年的数据搜集,开发的自动水压载系统,能够实现快速平衡调整,让平台应对各种极端情况。相信在诸多成熟时,在各地政府的政策支持下,漂浮式风电即将进入商业化阶段。

  

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  圆桌论坛以《我国漂浮式海上风电创新与发展》为主题,由中国华能集团有限公司新能源事业部副主任张晓朝主持。中国科学院工程热物理研究所研究员李庆安、广东省电力设计研究院有限公司总工程师兼副总经理裴爱国、新疆金风科技股份有限公司海上业务单元总经理王健、中船重工集团第702研究所副总工程师程小明、上海电气风电集团股份有限公司副总工程师许移庆、中交三航(上海)新能源工程有限公司总工程师张成芹参与了圆桌论坛。

  裴爱国:广东研究院对于海上风电技术创新一直做着研究与实践,结合广东海域水深特点、疲劳设计、一体化研究,并考虑到台风环境在漂浮式方面做了一些研究和布局。在推动产学研方面,积极与科研院所、国内外高校、整机企业开展一些科技创新方面的合作,希望能够尽快形成一套解决方案。

  许移庆:漂浮式机组设计初期,是让固定式的海上风电机组去适应漂浮式基础,但真正运行起来后,对于漂浮式基础运行中对风电机组的影响评估工作还不是特别深入。对比固定式,漂浮式基础有很大不同,在监测系统、控制策略、运维方式等方面存在的问题,均需要技术创新去实践解决。

  王健:金风科技在海上风电领域开展了很多工作,也在做一些比较前沿的技术研究与积累。漂浮式海上风电是一个系统化的工程,不论海下海工的设计还是海上的风电机组设计,都需要综合业主、整机、海工、海缆去考虑,以实现整体优化。试验平台与实际运行环境相比有很大的区别,需要更多的经验积累。整体设计中需要从机组、海工、施工、运输安装等多维度思考,将系统各方面的问题想清楚,实现产业链的联合开发。

  李庆安:漂浮式海上风电是风电装备制造与海洋工程两大领域的融合,是整机与浮体的深度设计的结果,很多国外漂浮式风电相关企业都有海工经验,国外技术多为海工企业引导开发。台风的复杂性、空气流、海洋流对控制策略的影响,均对漂浮式海上风电的发展提出的挑战,这也是未来技术创新的重要方向。

  程小明:漂浮式海上风电要进行新概念的机组和浮体设计,当前结构大幅降低成本难度较大,可以抛开现有形式多做一些新的尝试。开发综合利用也是一个创新方向,不仅仅是风力风电平台,要把其他的能源形势、水产养殖结合起来,有利于成本的控制。漂浮式风电在降本方面,还有很多精细化的工作要进行。

  张成芹:漂浮式海上风电方面,设计优化和整体系统的产业融合非常重要,除了机组运行时,在运输、吊装过程中也会载荷有相应的要求,浮式风机的载荷的设计要考虑整个施工周期。漂浮式海上风电的建设,施工技术路线要从示范开始,再做规模化开发。

  

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  “漂浮式海上风电工程技术研讨会”即“中国漂浮式海上风电大会”,是专注于海上风电工程技术研讨与交流的行业峰会。来自政府部门、社会团体、风电投资开发商、装备制造企业、咨询设计机构等超过200家单位的500余名代表出席了本次大会,远超会议设计规模。大会围绕“海上风电行业发展、海上工程技术、漂浮式机组及基础”等展开交流,共同探讨新形势下漂浮式海上风电工程技术的前沿解决方案以及创新发展路径。推动漂浮式海上风电工程技术持续进步,为漂浮式海上风电的健康发展以及商业化应用汇集力量。

  来源:风能产业

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