重大技術裝備簡報
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我國首臺10MW等級海上風力發電機組成功并網發電(2020年第9期)
2020年7月12日,我國首臺10MW等級海上風力發電機組在福建興化灣二期海上風電場成功并網發電。該機組是目前亞洲地區單機容量最大、全球第二大的海上風力發電機組,刷新了我國海上風電機組單機容量新紀錄。
該風電機組由中國東方電氣集團有限公司和中國長江三峽集團有限公司歷時3年聯合研制而成。機組輪轂中心高度距海平面約115米,相當于40層樓高度;風機葉輪直徑185米,相當于3臺波音747并排寬度;風輪掃風面積相當于3.7個標準足球場。在年平均10米/秒風速條件下,單臺機組每年發電4000萬千瓦時,可以減少燃煤消耗12800噸,減排二氧化碳33500噸,可滿足2萬個三口之家的家庭正常用電需求。
該機組針對福建、廣州等海域I類風區設計,采用水平軸、三葉片、上風向、變速變槳雙驅調節、中壓電氣系統、外轉子永磁同步發電機、全功率變流的直驅技術總體方案,突破了海洋復雜環境下的風浪流耦合仿真、10MW等級永磁發電機、90米級超長風電葉片等關鍵部件研制,解決了輪轂、機艙等關鍵部件的通風冷卻與防腐密封技術難題,形成了完整的10MW級海上風力發電機組設計體系,大幅提高了機組的環境適應性、可靠性、風能利用效率,具備抗17級超強臺風能力,為未來更大功率海上機組開發奠定了堅實的基礎。
由于海上風電建設和運營成本大大高于陸上風電,更大容量、更高能量密度的10MW海上風電機組的應用,可大幅降低基礎、征海、安裝、海纜及后期運維成本,帶動海上風電度電成本降低,有效提高“平價上網”時代海上風電的市場競爭力;同時也有利于減少風電場用海面積,提高海洋利用率。該機組將在試運行過程中進一步優化完善后實現批量化生產,并在福建百萬千瓦級海上風電場以及國內外海洋資源開發中推廣應用,為助推我國能源結構調整,實現綠色低碳高質量發展做出更大的貢獻。
本期關鍵詞:
海上風力發電機組
海上風力發電機組是利用海上風力資源發電的風電機組,由支撐發電機組的塔架、發電機、葉片、輪轂、變流器、機組控制系統和并網控制器等組成。其葉片受風力驅動,通過傳動機構帶動發電機發電,并能夠通過控制系統調整葉片角度和發電機機頭角度,實現安全穩定運行。由于海洋具有豐富的風能資源,隨著海洋資源開發和更大容量機組的應用,我國東南沿海地區的海上風電將成為我國重要的能源來源。
(供稿單位:中國東方電氣集團有限公司)