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我国首个国家级海上风电研究与试验检测基地传动链平台建成投运

  12月26日,我国首个国家级海上风电研究与试验检测基地(以下简称“海上风电试验基地”)传动链平台在福建建成投运。该平台是国内首套具有自主知识产权、国际技术水平最先进、测试能力最全面的风电机组地面试验平台,可开展25兆瓦级风电机组全工况模拟试验。

  据介绍,海上风电试验基地是国家能源局授权的全国唯一同时具备型式认证和并网认证的检测中心,是国家“十四五”规划重大项目,由国家电网有限公司和中国华电集团有限公司等单位共同投资,于2023年12月1日开工建设。海上风电试验基地建成后将进一步提升我国海上风电设备的研究与试验验证能力,对保障海上风电产业健康可持续发展、推动构建新型电力系统和建设新型能源体系、助力海洋强国建设发挥重要基础作用和示范效应。

  海上风电试验基地包括陆上检测中心和试验风电场两部分。陆上检测中心选址于福建省福清市江阴产业园内,靠近江阴港码头,毗邻三峡风电产业园,主要建设传动链平台和150米级叶片试验平台。试验风电场规划建设6个陆上试验机位和20-40个海上试验机位,首批20个海上试验机位选址于福建省长乐外海区。

  海上风电试验基地以建成国际一流的海上风电研究平台、试验平台、交流合作平台为目标,致力于打造“技术研究、检测认证、设备制造、建设安装、运行维护”为一体的产业生态,填补我国大容量海上风电机组地面试验检测能力的空白,力争试验设备技术能力主要指标达到世界第一。

  此次投运的传动链平台由中国电科院、国网福建电力、山东大学、深圳禾望、东方电气等国内一流产学研单位协同研发,是海上风电试验基地的核心。

  “该平台由六自由度载荷模拟装置、大容量电网模拟装置和被试机组构成,攻克了复杂电网故障动态模拟、电网阻抗量化补偿等方面技术难点,集全工况、高拟真、多尺度为一体,整机试验能力达到25兆瓦,具备六自由度全工况测试能力。平台还具有国内同类试验台不具备的轴线角度调节功能及全球容量最大的电网工况模拟装置。该模拟装置输出侧额定容量达到90兆伏安,可模拟海上风电交流/直流不同送出方式下的复杂并网环境及各类故障扰动工况,试验效率提升1倍以上。”国网福建电力科技部主任方日升介绍。

  海上风电试验基地建成后,开展海上风电机组测试可以告别“看天吃饭”,将原先在海上的测试搬到厂房里进行,真实可控地模拟各种工况,随时进行各种类型测试,显著提升测试效率和全面性。

  近年来,随着我国风电机组大型化的步伐加快,作为风机三大关键部件之一的叶片,其长度早已超越百米大关。如何提高叶片性能的验证水平是风机质量和运行安全的重要保证。

  据了解,传统的单轴测试系统仅具备单一的载荷方式,已无法充分满足超长叶片在性能验证方面的需求。

  正在建设中的海上风电试验基地150米叶片试验平台引入了超长叶片双轴高频加载试验,可以进行世界上最长尺寸的海上风电叶片疲劳试验与静态载荷试验,其中疲劳试验平台采用双轴液压加载结构形式,可实现叶片多个方向的持续运动,从而真实地模拟叶片疲劳损伤过程,试验能力、试验效果、设备效率均优于国内现有试验台。

  “与国内外现有的试验验证平台对比,海上风电试验基地建成后,将形成覆盖最新IEC及相关国家标准规定的全部海上风电性能试验验证能力,试验平台拖动能力、加载能力、电网模拟能力等多项技术指标均为当前世界第一,可开展世界上最大容量风电机组和最长尺寸叶片试验,以及目前国际上无法开展的海上风电机组全频率阻抗扫描等试验项目,对突破海上风电关键核心技术具有重要意义。”国网福建电科院四级职员陈大玮介绍。

  海上风电试验基地建成后,集仿真分析、运行测试、特性评价和技术研发等功能于一身,可开展大容量海上风机装备实证研究、网源友好型风电并网技术研究、海上风电单机-场站全特性数字孪生研究等多领域国际前沿技术研究,并主导国际标准编制,攻关海上风电关键核心技术,将有力提升我国海上风电基础研究和试验能力。

  对于正处于蓬勃发展中的海上风电产业而言,海上风电试验基地的建设,不仅能为相关领域关键核心技术的科技攻关创造良好条件,更将为海上风电产业链创新链的深入融合提供宝贵机遇。

  当前,我国已形成从开发建设到配套服务的海上风电完整产业链。海上风电试验基地建成后,将进一步完善海上风电技术创新及服务体系,为我国海上风电装备制造企业、科研机构、运营单位等产业链上下游提供科研攻关、试验验证、交流共享等全方位服务,推动形成完整产业生态,加速产品研发升级,提升产业链供应链韧性和安全水平。

  福建省海域海上风电资源得天独厚,年平均可利用小时数超过4000小时,位居全国第一,海上风电理论蕴藏量超1.2亿千瓦。基地建成后将促进福建海上风电产业升级,支撑福建海上风电技术策源地和创新应用高地建设,带动产业基础高级化和产业链现代化,形成产业集聚和人才集聚优势,打造亚洲乃至全球最大海上风电产业群,助力福建加快建设海洋强省。(经济日报记者薛志伟)

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