無論是在內(nèi)蒙古、甘肅這樣朔風原野的塞外疆域,還是在齊魯皖蘇這樣平坦的黃淮流域腹地,抑或是在東南沿海獵獵海風的洋流之中,甚至是在世界屋脊青藏高原的孤寒之上,都有著國電聯(lián)合動力技術有限公司(簡稱“聯(lián)合動力”)風力發(fā)電機組的身影。
但是,目前國內(nèi)風能區(qū)域資源已呈“群雄割據(jù)”之勢,隨著大型優(yōu)質(zhì)的一類、二類風電場逐漸被瓜分完畢,風電開發(fā)的重心逐漸向安徽、山東、江蘇等東部省份及云貴高原的三類及三類以下風場轉移。因此,低風速風機乃至超低風速風機的研發(fā)制造,近年來漸成兵家必爭之地。作為成熟的風電系統(tǒng)解決方案提供商,聯(lián)合動力早已開始謀篇布局。
超低風速的突破
低風速風電是指風速在6-8米/秒之間,年利用小時數(shù)在2000小時以下的風電開發(fā)項目。我國風能實際可利用的50%以上是Ⅲ、Ⅳ類風區(qū),目前全國范圍內(nèi)可利用的低風速資源面積約占全國風能資源區(qū)的68%,且接近電網(wǎng)負荷中心。這些區(qū)域的風電開發(fā),還有相當大的空間。低風速地區(qū)風電裝機規(guī)模的發(fā)展目標,也從不足10%提高到20%,在“十二五”規(guī)劃提出的1億千瓦風電裝機目標中,有2000萬千瓦的份額屬于低風速風電開發(fā)。
“我們已經(jīng)研制出的UP1500-97風機,專門適用于平均風速低于每秒6米的超低風速產(chǎn)品。在同類1.5兆瓦風機中,我們的葉片長度最大。而且這個型號的機組已經(jīng)中標三個風電場項目,分別位于云南、寧夏和陜西,今年底即將投運。”聯(lián)合動力UP1500-97型風機設計總工程師董禮介紹道。
讓我們先來看一組數(shù)據(jù)。與目前市場上常規(guī)93低風速機型相比,UP1500-97機組的風輪掃風面積增加近8%,發(fā)電量增加5%;與聯(lián)合動力生產(chǎn)的86機型相比,97機組的掃風面積提升了25%,相應地,發(fā)電量增加達15%以上。
作為完全自主研發(fā)的UP1500-97機型,取得如此大的優(yōu)勢究竟源于何處?源于聯(lián)合動力在風電行業(yè)多年的精耕細作與深刻理解;源于成功積累的4000臺1.5兆瓦風機研發(fā)、生產(chǎn)、運維經(jīng)驗;源于創(chuàng)新探索出的一條平臺化研發(fā)之路;源于近二百人的研發(fā)團隊全系統(tǒng)細節(jié)支撐……UP1500-97機型的研發(fā),啟動于2012年初,初始目標便是在未來一段時間內(nèi)成為國內(nèi)最大葉片機組。一年半之后,樣機問世,他們成功實現(xiàn)了當初的愿景。越大的風機葉片意味著越強的捕風能力,但風機高載荷的問題也隨之凸顯。于是,董禮帶領的研發(fā)團隊從風機結構與系統(tǒng)控制兩大方面入手,對硬件和軟件都進行了全面的技術優(yōu)化。在風機結構上,聯(lián)合動力的專業(yè)化葉片研發(fā)團隊加強葉片結構設計,應用先進的高模玻纖材料設計出了一款超長的輕量化葉片,其重量相比常規(guī)材質(zhì)的同尺寸葉片輕了10%以上,抗極限載荷能力提高了20%,抗疲勞載荷能力更是提高了40%。同時,從傳動鏈、齒輪箱、增速箱到機架的結構設計,全部重新進行了適應性設計。更值得一提的是,聯(lián)合動力全資控股的專業(yè)發(fā)電機設計公司,為該機型量身打造了適合超低風速區(qū)的發(fā)電機,進一步提高了發(fā)電效率,并降低了載荷。