風(fēng)生,水起;風(fēng)起,云涌。如若詮釋近年來聲勢浩大、蓬勃興旺的風(fēng)電產(chǎn)業(yè),這組詞語可謂形象。由陸及海,從高海拔到低風(fēng)速,躋身我國第三大電源的風(fēng)電所扛起的新能源大旗,正迎風(fēng)招展,颯颯作響。
數(shù)據(jù)為證。據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》顯示,“十二五”期間,我國風(fēng)電新增裝機容量連續(xù)5年領(lǐng)跑全球,累計新增9800萬千瓦,占同期全國新增裝機總量的18%,在電源結(jié)構(gòu)中的比重逐年提高。
于是,從海洋到戈壁,潔白的風(fēng)機如雨后春筍般涌現(xiàn),巍然矗立。而風(fēng)機之下最牢固的根基,便是一項項風(fēng)電技術(shù)的突破與創(chuàng)新,也正是它們,印證著追“風(fēng)”者馭風(fēng)而行、隨風(fēng)而舞的軌跡。
“掘金”藍海
相較于陸地風(fēng)電而言,海上風(fēng)電具有風(fēng)況優(yōu)良、年平均利用小時數(shù)高、不占用陸地資源、距電力負荷中心較近等優(yōu)點。
然而,大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)面臨諸多挑戰(zhàn)。例如,近海風(fēng)電場的升壓站和風(fēng)電機組均位于海上,其運行維護比陸上風(fēng)電場難度更大,對海上風(fēng)電高可靠集成化的設(shè)計技術(shù)、預(yù)測預(yù)警技術(shù)及遠程集群控制技術(shù)均提出了新的要求。
為了支撐我國海上風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展,“十二五”期間,863計劃先進能源技術(shù)領(lǐng)域?qū)iT對此進行了部署
攻關(guān)過程中,該課題開展了海上風(fēng)電交/直流并網(wǎng)特性及運行控制保護技術(shù)研究,提出了海上風(fēng)電場無功配置方案、故障穿越技術(shù)方案及動態(tài)電壓協(xié)調(diào)控制策略等運行控制策略;開發(fā)了用于海上風(fēng)電場集電及送出系統(tǒng)的海纜過電壓和保護試驗平臺,能夠應(yīng)用于500千伏及以下電壓等級的海纜試驗;提出了海上風(fēng)電集電系統(tǒng)/變電站高可靠性優(yōu)化設(shè)計和集成技術(shù)方案,納入國家能源行業(yè)標準《風(fēng)電場工程110~220千伏海上升壓變電站設(shè)計規(guī)范》
“該課題基于我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀和亟待解決的并網(wǎng)技術(shù)難題,以鄰近負荷中心的近海風(fēng)電場為研究對象,進行相關(guān)的試驗平臺建設(shè)和系統(tǒng)研發(fā),并實現(xiàn)示范應(yīng)用,提高了我國海上風(fēng)能資源開發(fā)的技術(shù)水平?!睒I(yè)內(nèi)人士總結(jié)稱。
聚焦風(fēng)電傳動及控制研究
為形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的主導(dǎo)產(chǎn)品和核心技術(shù),2011年12月,科技部批準立項,組建“國家風(fēng)電傳動及控制工程技術(shù)研究中心”。
歷經(jīng)4年建設(shè),2016年2月23日,科技部對該中心進行了驗收。4年來,該中心重點圍繞風(fēng)電傳動及控制領(lǐng)域,開展了風(fēng)電傳動、控制、制造、檢測等關(guān)鍵核心技術(shù)研究,建立了10個設(shè)計研究室(所)、3個試驗室和1個海外研發(fā)中心,承擔(dān)了國家、省級科技計劃項目4項,完成了14個相關(guān)研究課題。
在此過程中,該中心形成了風(fēng)電齒輪箱輕量化設(shè)計、智能化傳動及控制等共性技術(shù),自主開發(fā)了6兆瓦風(fēng)電齒輪箱、偏航變槳驅(qū)動器、電控系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等具有國際先進水平的風(fēng)電新產(chǎn)品,填補了國內(nèi)空白,并實現(xiàn)了風(fēng)電設(shè)計制造技術(shù)與系統(tǒng)控制技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,為我國風(fēng)電技術(shù)進步及產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了貢獻。
發(fā)力分布式中小型風(fēng)電
根據(jù)國外中小型風(fēng)電的應(yīng)用推廣經(jīng)驗,中小型風(fēng)電機組直接并網(wǎng)發(fā)電既經(jīng)濟又可靠。相比大型風(fēng)電,國內(nèi)中小型風(fēng)電市場還有待開拓,“十二五”國家科技支撐計劃項目“分布式中小型風(fēng)電機組設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)”或可助力破局。
2015年6月24日,該項目在北京通過驗收。該項目研究了葉片機械氣動式變槳距功率、風(fēng)輪傘形功率、風(fēng)輪主動側(cè)偏功率及葉片離心式被動變槳距功率等調(diào)節(jié)方法,針對我國北方地區(qū)低溫、大風(fēng)同時伴有沙塵暴氣候環(huán)境以及東南沿海臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)的多種氣候特點,開發(fā)出上風(fēng)式機械氣動式變槳距5千瓦風(fēng)電機組、主動側(cè)偏20千瓦風(fēng)電機組和下風(fēng)離心式被動變槳距的50千瓦風(fēng)電機組,并進行了現(xiàn)場運行和測試。
此外,項目開發(fā)了符合我國氣候特點的中小型風(fēng)電機組測試系統(tǒng),建成中小型風(fēng)電機組沿海和北方測試站,并完成1.5~100千瓦相關(guān)機型的測試認證工作。
該項目負責(zé)人表示,項目的實施提高了我國中小型風(fēng)力發(fā)電機組對我國南北氣候環(huán)境的適應(yīng)性、耐久性及可靠性,對促進我國分布式中小型風(fēng)電發(fā)展具有積極意義。