作為中船重工傾力打造的一張風電名片,中國海裝依托前者強大的研發(fā)實力,不斷加大創(chuàng)新力度,在大力開拓陸上低風速風電和海外風電市場,積極向整體解決方案提供商轉型的同時,也致力于成為國內海上風電機組技術的引領者。中國船舶重工集團海裝風電股份公司總經理王滿昌在出席2017北京國際風能大會時接受了媒體采訪。
面對日益激烈的行業(yè)競爭,您認為中國海裝作為整機裝備制造企業(yè)的核心競爭力主要來自于哪些方面?
王滿昌:作為整機裝備制造企業(yè),中國海裝擁有強大的系統(tǒng)集成能力,包括正向設計能力、與供應鏈協(xié)同設計能力、設計管理能力及設計驗證能力。此前,我們聯(lián)合集團內部的相關院所和關鍵零部件供應商,提出了風電機組系統(tǒng)匹配與參數(shù)優(yōu)化設計方法,并創(chuàng)建風電機組研究開發(fā)平臺,建立了風電機組設計的理論和技術體系。
其次,中國海裝擁有完善的供應鏈配套能力,具備穩(wěn)定、及時、全生命周期的優(yōu)勢。通過審慎的選擇,我們目前已經擁有了一批優(yōu)質供應商。比如洛陽雙瑞風電葉片有限公司,自主研發(fā)出國內最長的83.6m、5MW葉片,目前已通過靜力測試。中船重工電機科技股份有限公司全套引進國外成熟的海上風力發(fā)電機技術,研制出國內5MW高速永磁同步風力發(fā)電機,目前成為通過設計評估和型式認證的首家制造商。通過與這些優(yōu)質供應商進行密切合作,極大提升產品質量,也推動了技術發(fā)展。
此外,我們還具備經過認證的服務能力。中國海裝下屬的工程技術公司是國內首家獲得國家認可的風電整機售后服務最高級——“5星級”服務認證公司,也是國內第一家同時擁有陸上和海上整機售后服務認證的公司。為了搭建起完善的運維服務體系,工程技術公司在全國建立了七大總裝運維基地,并有1個備件中心庫房、6個二級庫房、近百個三級庫房,確保能夠快速響應風電場的備件需求。
最后,作為軍民融合企業(yè),我們充分利用軍工產品技術以及實驗驗證條件,使產品具備穩(wěn)定、可靠、安全的優(yōu)勢。
目前,整機企業(yè)向整體解決方案提供商轉型是行業(yè)發(fā)展的趨勢之一,中國海裝在這方面做了哪些工作?
王滿昌:隨著我國風電開發(fā)的重心向山地低風速地區(qū)轉移,影響收益的因素將會日益復雜。在這種情況下,只有從發(fā)電量,道路、基礎、塔筒投資、交付難度、運維等各個方面做出全方位評估和優(yōu)化,才能使收益最大化。為此,我們提出向“據(jù)整體解決方案需求,按照模塊化設計理念,以最佳內部收益率為目標”的整體解決方案提供商轉變。在開發(fā)初期,即成立專門的最優(yōu)整體解決方案團隊,通過實地查勘、科學規(guī)劃,為業(yè)主提供無盲點的測風、精細化微觀選址、最優(yōu)匹配設備選型、施工道路一體化設計等全方位優(yōu)化的最優(yōu)整體解決方案。
這里值得一提的是,為了促進風電行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展,我們與國家氣候中心聯(lián)合打造了風資源評估系統(tǒng)——LIGA平臺。該平臺具備風資源評估、運維服務、全生命周期智能健康管理功能。
LIGA平臺可以提供最高水平分辨率達到1km × 1km的全國范圍風能資源圖譜,并能夠通過風速、滿發(fā)小時數(shù)、高程、坡度、土地利用、機組排布等條件的篩選,給出該區(qū)域可利用面積、技術裝機容量以及容量系數(shù)等結果,為宏觀選址、測風塔位置選取提供指導。在此基礎上,微觀選址階段,我們還會采用國際主流軟件美迪WT進行項目CFD建模仿真,結合LIGA平臺對項目的所處區(qū)域進行中尺度和微尺度的對比分析,確保資源模擬的準確性。
同時,LIGA平臺可以為風電場區(qū)域提供氣象預報服務,具有微區(qū)域也就是風電場區(qū)域的數(shù)值天氣預報功能。預報內容包括風機輪轂高度處風速、風向以及氣溫、海浪(海上風電場)、臺風(海上風電場)、沙塵暴等要素,進行短期(1—3個月)和超短期(4小時之內)的預報,將預報因素與機組維護方案結合,定期向維護人員推送機風電場機組維護方案。另外也為合理制定風電機組維護計劃提供數(shù)據(jù)支持。
此外,LIGA平臺規(guī)劃將風電場前期評估、建設投產中期、運行后期的全生命周期的數(shù)據(jù)及功能集于一體,全面地提供豐富的前期風資源、地理數(shù)據(jù)和風電場微觀分析結果。通過機組實時監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行期所有的歷史數(shù)據(jù),不僅可以進行風電場前期全方位的分析工作,還可以對風電機組運行期間的數(shù)據(jù)進行挖掘和分析,不斷提升風電機組的技術水平。
完整的LIGA平臺具備風資源評估、風電場建設、風電場資產管理及風電場后評估全產業(yè)鏈的數(shù)字化能力。平臺通過大數(shù)據(jù)信息采集與分析、機器學習、系列優(yōu)化算法以及神經模糊控制等技術,實現(xiàn)了風電場全場機組全天候全自動無人值守運行。
目前,這套整體解決方案的效果得到了實踐的檢驗。比如,中國能建廣東韶關南雄50MW項目吊裝了25臺中國海裝H120-2.0MW機組。自2016年下半年并網(wǎng)以來,在平均風速5.4m/s-5.5m/s的情況下,1-7月累計發(fā)電量6390萬千瓦時,等效滿發(fā)小時數(shù)為1278小時。預計2017年,在年平均風速在5.6m/s的情況下,發(fā)電量將超過1億千瓦時,年等效滿發(fā)小時數(shù)在2400小時左右。
當前風電開發(fā)對設備可靠性提出了更高要求,而整機企業(yè)又面臨巨大降本壓力,您如何看待兩者之間的關系?中國海裝是如何保證產品質量的?
王滿昌:中國海裝始終堅持,可靠性是設計出來的,可靠性是驗證出來的。在產品設計上,我們提出了以高安全高性價比為目標的系統(tǒng)分解技術和基于葉片載荷外推的型譜規(guī)劃方法,提出了變槳參數(shù)慣量匹配方法,開發(fā)了兩點支撐的大軸承傳動鏈構形,解決了風輪與增速箱載荷解耦和變槳參數(shù)設計難題,同時提出了基于可靠性序貫分析的安全系數(shù)分配等系列先進方法,提高了整機可靠性。而幾千臺機組長期安全、穩(wěn)定的運行,也充分驗證了中國海裝產品的可靠性。
我們認為,質量管理的目的是在滿足顧客質量要求的基礎上,不斷降低成本,兩者之間并不存在沖突。中國海裝在通過大量管理和技術創(chuàng)新降低制造成本的同時,也始終將提升機組質量視作自己的生命線,全方位做好質量管控,達到提高質量、降低成本、提升效率的目的。
設計過程中,通過調查顧客的質量要求,將產品的成本構成向顧客關注的重點傾斜;生產準備中,選擇合理的技術工藝保證質量穩(wěn)定;制造過程中,進行項目制管理并制定有效的質量控制方案;在供應商管理方面,我們堅持開發(fā)行業(yè)內排名前三的供應商,組建專業(yè)團隊對他們的質量業(yè)績動態(tài)進行管理與評價。為了有效控制零部件的實物質量,我們還制定并不斷優(yōu)化過程質量控制方案,將中國海裝的技術要求及質量管理策略落實到制造過程中。
您如何判斷未來一段時間我國風電發(fā)展的走勢?中國海裝據(jù)此進行了哪些重點業(yè)務布局規(guī)劃?
王滿昌:從目前的情況來看,我國未來一段時間風電發(fā)展的主方向是:低風速、分散式、海上及海外。
受棄風限電影響,我國陸上風電開發(fā)重心開始加速向中東南部等用電負荷中心轉移,但低風速、高切變、復雜地形等因素成為制約這一區(qū)域風電發(fā)展的掣肘。發(fā)展“大、高、智”的機組將是提升我國陸上風電開發(fā)效益的有效途徑。
分散式開發(fā)是未來風電發(fā)展的重要發(fā)展方向,大力開發(fā)分散式風電,不僅能拓展風電應用開發(fā)了范圍,而且能調動社會資本,擴大行業(yè)資金來源,支撐行業(yè)發(fā)展,同時解決了制造、市場、資金等問題。
在海上風電方面,截至2016年底,我國海上風電裝機容量僅為163萬千瓦,而“十三五”規(guī)劃確定的目標則是,到 2020 年,全國海上風電開工建設規(guī)模達到 1000 萬千瓦,力爭累計并網(wǎng)容量達到500萬千瓦以上。這預示著海上風電發(fā)展空間很大。
此外,隨著國內市場競爭日趨激烈,加之自身技術實力的提升,走出國門,參與國際競爭將成為國內整機企業(yè)必須邁出的關鍵一步。
對此,中國海裝制定了“海陸并進”“兩海戰(zhàn)略”的發(fā)展策略。
陸上方面,中國海裝開發(fā)了2.0MW、3.0 MW等平臺,涵蓋各類風區(qū)的適應性機組,單機上網(wǎng)功率得以柔性擴展,實現(xiàn)了2.0XMW、3.XMW系列化發(fā)展。針對低風速風能資源特點,我們重點開發(fā)了大葉輪、高塔筒技術,于2010年率先推出H102-2.0MW,隨后幾年陸續(xù)研制成功了H111-2.0MW、H120-2.0MW、H12X-2.0MW。2017年,在歷年成功研發(fā)的基礎上,又開發(fā)出了H12X-2.2MW、H14X-3.XMW陸上風電機型。目前,我們還擁有多款高度從70m—140m的塔筒可供顧客選擇。同時,我們還正在進行160m塔筒技術的引進,該技術已經在歐洲實現(xiàn)了上百臺的批量裝機。為了提升機組和運維的智能化水平,中國海裝開發(fā)出系列智能控制技術,并正在研發(fā)智能運維系統(tǒng)。未來,我們將持續(xù)豐富已有平臺的機型保有量,同時適時開發(fā)新機型。
分散式方面,中國海裝已建成多個分散式項目,并有較好運行業(yè)績。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2016年中國海裝國內多個年平均風俗低于6m/s的項目,實際滿發(fā)小時數(shù)均超過2100h。美國某項目年平均風俗為7.5m/s,實際滿發(fā)小時數(shù)超過2700h。未來,我們從降低建設成本、降低風機噪音、發(fā)電效率高、電網(wǎng)接入等方面考慮,以技術創(chuàng)新開發(fā)多款更適應中國國情的分散式機組,提高風電機組環(huán)境友好性。
在海上風電方面,中國海裝提出了海上風電整體解決方案。這套解決方案涵蓋了從前期資源評估、項目開發(fā)、設備選型、風機布置,到設備一體化載荷仿真計算和建模、項目安裝建設、一體化運維。同時,我們還進行了一些列海上風電的探索,大型海上風電機組研制、防腐研究與應用以及大型葉片研制、海上運維等方面,全面展示了中國海裝在海上風電的底蘊和實力。我們在2012年就研制出5 MW機型,今年又推出了全球風輪直徑最大的H171-5MW海上風電機組,目前已完成吊裝并網(wǎng)。目前這20臺5MW機組運行穩(wěn)定,也驗證了我們這套海上風電整體解決方案的有效和可靠。目前,10MW級海上風電機組研制工作已經啟動。我們的目標很明確,就是要做國內海上風電機組制造技術的引領者。
在海外市場,“十二五”期間,中船重工在美國全資子公司,于2012年實現(xiàn)美國愛荷華州2臺2MW風電機組的樣機裝機和并網(wǎng)發(fā)電。2016年,首個海外(美國)批量裝機項目完成吊裝和并網(wǎng)發(fā)電?!笆濉逼陂g,中國海裝在將堅持“投資和銷售并重、海上陸上項目并舉”的發(fā)展模式,大力打造國際市場。