12月26日,我國首個國家級海上風電研究與試驗檢測基地(以下簡稱“海上風電試驗基地”)傳動鏈平台在福建建成投運。該平台是國内首套具有自主知識産權、國際技術水平最先進、測試能力最全面的風電機組地面試驗平台,可開展25兆瓦級風電機組全工況模拟試驗。
據介紹,海上風電試驗基地是國家能源局授權的全國唯一同時具備型式認證和并網認證的檢測中心,是國家“十四五”規劃重大項目,由國家電網有限公司和中國華電集團有限公司等單位共同投資,于2023年12月1日開工建設。海上風電試驗基地建成後将進一步提升我國海上風電設備的研究與試驗驗證能力,對保障海上風電産業健康可持續發展、推動構建新型電力系統和建設新型能源體系、助力海洋強國建設發揮重要基礎作用和示範效應。
海上風電試驗基地包括陸上檢測中心和試驗風電場兩部分。陸上檢測中心選址于福建省福清市江陰産業園内,靠近江陰港碼頭,毗鄰三峽風電産業園,主要建設傳動鏈平台和150米級葉片試驗平台。試驗風電場規劃建設6個陸上試驗機位和20-40個海上試驗機位,首批20個海上試驗機位選址于福建省長樂外海區。
海上風電試驗基地以建成國際一流的海上風電研究平台、試驗平台、交流合作平台爲目标,緻力于打造“技術研究、檢測認證、設備制造、建設安裝、運行維護”爲一體的産業生态,填補我國大容量海上風電機組地面試驗檢測能力的空白,力争試驗設備技術能力主要指标達到世界第一。
此次投運的傳動鏈平台由中國電科院、國網福建電力、山東大學、深圳禾望、東方電氣等國内一流産學研單位協同研發,是海上風電試驗基地的核心。
“該平台由六自由度載荷模拟裝置、大容量電網模拟裝置和被試機組構成,攻克了複雜電網故障動态模拟、電網阻抗量化補償等方面技術難點,集全工況、高拟真、多尺度爲一體,整機試驗能力達到25兆瓦,具備六自由度全工況測試能力。平台還具有國内同類試驗台不具備的軸線角度調節功能及全球容量最大的電網工況模拟裝置。該模拟裝置輸出側額定容量達到90兆伏安,可模拟海上風電交流/直流不同送出方式下的複雜并網環境及各類故障擾動工況,試驗效率提升1倍以上。”國網福建電力科技部主任方日升介紹。
海上風電試驗基地建成後,開展海上風電機組測試可以告别“看天吃飯”,将原先在海上的測試搬到廠房裏進行,真實可控地模拟各種工況,随時進行各種類型測試,顯著提升測試效率和全面性。
近年來,随着我國風電機組大型化的步伐加快,作爲風機三大關鍵部件之一的葉片,其長度早已超越百米大關。如何提高葉片性能的驗證水平是風機質量和運行安全的重要保證。
據了解,傳統的單軸測試系統僅具備單一的載荷方式,已無法充分滿足超長葉片在性能驗證方面的需求。
正在建設中的海上風電試驗基地150米葉片試驗平台引入了超長葉片雙軸高頻加載試驗,可以進行世界上最長尺寸的海上風電葉片疲勞試驗與靜态載荷試驗,其中疲勞試驗平台采用雙軸液壓加載結構形式,可實現葉片多個方向的持續運動,從而真實地模拟葉片疲勞損傷過程,試驗能力、試驗效果、設備效率均優于國内現有試驗台。
“與國内外現有的試驗驗證平台對比,海上風電試驗基地建成後,将形成覆蓋最新IEC及相關國家标準規定的全部海上風電性能試驗驗證能力,試驗平台拖動能力、加載能力、電網模拟能力等多項技術指标均爲當前世界第一,可開展世界上最大容量風電機組和最長尺寸葉片試驗,以及目前國際上無法開展的海上風電機組全頻率阻抗掃描等試驗項目,對突破海上風電關鍵核心技術具有重要意義。”國網福建電科院四級職員陳大玮介紹。
海上風電試驗基地建成後,集仿真分析、運行測試、特性評價和技術研發等功能于一身,可開展大容量海上風機裝備實證研究、網源友好型風電并網技術研究、海上風電單機-場站全特性數字孿生研究等多領域國際前沿技術研究,并主導國際标準編制,攻關海上風電關鍵核心技術,将有力提升我國海上風電基礎研究和試驗能力。
對于正處于蓬勃發展中的海上風電産業而言,海上風電試驗基地的建設,不僅能爲相關領域關鍵核心技術的科技攻關創造良好條件,更将爲海上風電産業鏈創新鏈的深入融合提供寶貴機遇。
當前,我國已形成從開發建設到配套服務的海上風電完整産業鏈。海上風電試驗基地建成後,将進一步完善海上風電技術創新及服務體系,爲我國海上風電裝備制造企業、科研機構、運營單位等産業鏈上下遊提供科研攻關、試驗驗證、交流共享等全方位服務,推動形成完整産業生态,加速産品研發升級,提升産業鏈供應鏈韌性和安全水平。
福建省海域海上風電資源得天獨厚,年平均可利用小時數超過4000小時,位居全國第一,海上風電理論蘊藏量超1.2億千瓦。基地建成後将促進福建海上風電産業升級,支撐福建海上風電技術策源地和創新應用高地建設,帶動産業基礎高級化和産業鏈現代化,形成産業集聚和人才集聚優勢,打造亞洲乃至全球最大海上風電産業群,助力福建加快建設海洋強省。(經濟日報記者薛志偉)