海上風電作為推動可再生能源發(fā)展、構筑新型電力系統(tǒng)的一種清潔能源，受到了各國的普遍重視。2023年11月16日-17日，以“聚焦海洋綠能，推動海工產(chǎn)業(yè)合作共贏”為主題的2023第六屆亞洲海洋風能大會在上海隆重召開。中船海裝應邀出席大會并發(fā)表專題演講，與到場嘉賓共同探討海上風電建設新形勢，為我國海上風電降本增效給出海裝方案。
隨著海上風電集中連片規(guī)模化開發(fā)、配套產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟、裝備技術不斷革新以及施工成本下探控制，全球海上風電成本持續(xù)下降。據(jù)國際可再生能源署（IRENA）發(fā)布最新全球可再生能源發(fā)電成本報告《RENEWABLE POWER GENERATION COSTS IN 2022》顯示，2010-2022年，海上風電全球加權平均LCOE從0.197美元/kWh下降至0.081美元/kWh，下降了59%。
作為國內(nèi)海上風電平價時代的破局者，在海風整機價格內(nèi)卷2.0時代，如何進一步提高風能利用率？如何打造海上風場更優(yōu)LCOE（平準化度電成本）？中船海裝以定制化整機設計、一體化結構設計以及智能化場控平臺等創(chuàng)新技術為出發(fā)點進行了分享。
定制化整機設計：實現(xiàn)最優(yōu)匹配
在海上風電領域，每個區(qū)域的風資源條件和環(huán)境特點都是不同的，因此需要針對特定區(qū)域進行定制化的整機設計。中船海裝提出針對不同區(qū)域的定制化匹配設計方法，有別與傳統(tǒng)機型開發(fā)模式，在設計初期就與風場進行了全方位匹配。
該方法直接從末端入手，打通設計全鏈條，基于風場投資經(jīng)濟性測算確定機型，再根據(jù)每個區(qū)域的特點，為每個區(qū)域量身定制最適合的機組，實現(xiàn)以電價、資源特征和風場投資收益為約束的整機核心參數(shù)高效匹配設計。
設計過程中采用全新一代全局最優(yōu)載荷優(yōu)化迭代算法，取消界面程序，以模型文件直接驅動，大幅縮短了迭代周期，提高了開發(fā)效率和代碼復用性，提高整個開發(fā)流程的效率和質量。通過定制化設計的整機，能夠確保其機組與區(qū)域內(nèi)項目的實際需求更匹配，達到最佳的投資收益率。
一體化結構設計：減低綜合成本
中船海裝提出支撐結構一體化結構設計，融合國際先進大直徑單樁基礎樁-土相互作用優(yōu)化分析方法，建立樁-土相互作用標準設計方法，搭建了海上風電機組-塔架-基礎一體化設計平臺，將支撐結構與整機耦合進行一體化設計，從而實現(xiàn)支撐結構的降本。采用支撐結構一體化設計，泥面處的載荷比分離式載荷降低了約25%。再加上支撐結構尋優(yōu)技術，并結合一體化全時程耦合分析，能夠降低支撐結構成本10%以上。
智能化場控平臺：提升發(fā)電效率
中船海裝打造了智能化場控平臺，基于場群協(xié)同控制+互聯(lián)互通+人工智能+自適應調節(jié)，結合先進的軟硬件，能夠實現(xiàn)高效的遠程監(jiān)控和管理。
其中，基于全域感知的風電機組自適應控制技術，通過人工智能算法，從感知到控制，做到了高效精準識別和自適應控制調節(jié)，可實現(xiàn)單機發(fā)電效率提升1%~3%；基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計的偏航對風校準技術，通過收集風力發(fā)電機在各種條件下的發(fā)電數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果，對風力發(fā)電機的偏航角度進行校準，實現(xiàn)最有偏航角度追蹤，可實現(xiàn)單機發(fā)電效率提升0.2%~1.5%；場級降載控制技術，運用先進的傳感器和算法，可以識別出陣風、極端湍流等極端風況，提前采取相應的控制策略，以避免或減少潛在的風險；通過精準的扇區(qū)管理，可以更好地了解每個區(qū)域的風能分布和變化情況，從而優(yōu)化風電機組運行，可實現(xiàn)對風電場內(nèi)不同風力發(fā)電機組的協(xié)同控制，以達到整體效益的最大化。
此外，智能化場控平臺還可對關鍵零部件進行疲勞壽命監(jiān)測，采用先進的數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測技術，通過獲取的設備運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息分析，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題和故障，并自動調整運行參數(shù)以提高設備的運行效率。
作為“國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心”平臺建設單位，作為深耕海上風電十余年的先行者，中船海裝始終堅持勇立潮頭、創(chuàng)新創(chuàng)造，不斷結合新形勢、新變化，推出符合市場需求、滿足客戶要求的產(chǎn)品和服務，通過定制化整機設計、一體化結構設計以及智能化場控平臺等技術創(chuàng)新，通過海上風電開發(fā)建設一站式整體解決方案等多點發(fā)力，全力助推我國海上風電的高質量、可持續(xù)發(fā)展。
