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陆上风电会步入3兆瓦时代吗?
2017-10-11 来源:中国能源报
  海上风电向大机组方向发展的同时,陆上风电也向大容量机组挺进。继1兆瓦、1.5兆瓦、2兆瓦、2.5兆瓦之后,整机商纷纷布局更大容量陆上风电机组。在当前国内累计装机仍以1.5兆瓦机型占主体,新增装机仍以2兆瓦机型为主流的格局下,陆上风电何时将进入到更大机组的时代?下一代主力机型会是3兆瓦机组吗?
9月22日,由中国海装自主研发的H140-3MW风电机组正式下线。在3兆瓦风机领域,中国海装并非先行者,但凭借后发优势,该风电机组搭配的风轮直径达140米,是目前国内外直径最大的3兆瓦陆上风电机组。其平台化设计可同时满足H136、H140和H146三款风电机组。风电机组性能关键指标之一,单位千瓦扫风面积远超其他厂商同容量级别机组。
 
目前仍是2兆瓦天下
 
大功率机组从一个侧面代表了风电整机企业的研发制造能力。实际上,早在多年前,作为战略性布局,金风科技、华锐风电、东方 电气等整机商就已经研发了3兆瓦风电机组,但国内陆上风电市场并没有随之进入3兆瓦时代。
 
根据中国风能协会的数据,2016年,我国新增装机的风电机组平均功率1955千瓦,与2015年的1768千瓦相比,增长6.4%;累计装机的风电机组平均功率为1608千瓦,同比增长2.9%。
 
目前,在我国风电累计装机中,1.5兆瓦的风电机组仍占主导地位。截至2016年,1.5兆瓦的风电机组占总装机容量的50.4%。但是,自2015年,在新增风电装机中2兆瓦风电机组市场份额首次超过1.5兆瓦机组后,2兆瓦机组的占比正在迅速上升。
 
中国风能协会的数据显示,2016年,国内3兆瓦-3.9兆瓦机组的市场份额仅为2.6%。
 
有业内人士认为,就目前情况而言,2兆瓦-2.5兆瓦机型仍然是陆上风电经济性最好的选择。但是,随着风电开发重点转移,市场已在悄然发生变化。
 
“十三五”期间伴随陆上风电市场加速向中东南部等用电负荷中心转移,低风速、高切变、复杂地形、可使用土地面积受限等因素逐渐成为制约中东南部区域性风电发展的重要因素。从市场需求而言,“风电开发东南飞”这一变化迫切需要更大容量的陆上机组。
 
3兆瓦能否崛起
 
那么,在当前2兆瓦机组占据新增装机主力的局面下,下一代主力机型会是2.5兆瓦、3兆瓦、还是更大容量的机组?
 
有业内人士向记者讲述了这样一件往事:多年前,在1兆瓦和1.5兆瓦风机还占据主流的时候,国内某整机商率先布局了2.5兆瓦级别的风电机组。但随后市场并未直接进入2.5兆瓦时代,而是成为2.0兆瓦机组的天下。幸好,该企业及时调整市场策略,迅速推出2.0兆瓦机型,才得以扭转了被动形势。
 
显然,哪一种机型最终能成为主力机型,除了市场需求的大趋势外,与机组的技术成熟度、经济性和性价比密切相关。
 
据中国海装研究院副院长、3兆瓦项目负责人张凯介绍,早在2015年 ,中国海装便结合未来发展趋势,率先布局,启动了下一代陆上大功率风电机组预研项目,研发团队在充分调研国内2.5兆瓦-4兆瓦陆上风电市场以及供应链情况后,最终确定了3兆瓦项目。
 
从中国海装透露的信息来看,首先,对于技术的成熟度是有信心的。据介绍,3兆瓦风电机组平台以超过4000台2兆瓦双馈风电机组的长期、稳定运行经验为基础,借助国际知名风电整机设计公司的先进理念,充分吸收欧洲3兆瓦级陆上风电机组设计的成功经验,针对中国风资源特性定制化设计开发。其次,在供应链上是有保障的。中国海装最引以自豪的一大优势就是依托中船重工集团的全产业链优势。张凯称,3兆瓦风电机组更是集中了中船重工集团优质全供应链资源,实现了跨平台零部件通用化、系列化、模块化设计,具备了完善的技术同源、产品同线的全产业链配套体系。
 
跨国巨头维斯塔斯3兆瓦风电机组平台自2010年研制生产出来,全球装机已超过1100万千瓦,但是直到去年,维斯塔斯才决定把3兆瓦平台风电机组在中国实现本地化生产,其考量的一个重要因素就是中国本土的供应链能否保障其3兆瓦机组在中国实现本地化生产,在中国生产的3兆瓦机组能不能保证其在经济性上的优势。
 
对于中国海装3兆瓦风电机组的经济性问题,张凯虽然没有透露其具体成本,但他表示,其价格在同级别的机组中是非常具有竞争力的。
 
除了技术成熟度和供应链外,决定经济性的另一个重要因素是规模化。倘若3兆瓦机型能在未来占据主流,实现规模化量产,对比2兆瓦和2.5兆瓦机组的经济性优势就会更加突出。
 
从目前各大整机商的产品线布局来看,3兆瓦陆上风电机组是各大厂商共同寄予厚望的下一代主力机型。有观点认为,3兆瓦风电机组适应了未来陆上风电市场的需要;也有观点认为,整机商试图通过产品布局引导陆上风电进入3兆瓦时代。
 
经济性和可靠性是关键
 
在3兆瓦陆上风电机组方面,中国海装显然是一个后来者。但从此次推出的3兆瓦机型来看,却具有明显的后发优势。3兆瓦机组上的“慢半拍”恰使其拥有更多的时间实现技术沉淀。
 
近七八年来,各大整机商陆续推出3兆瓦风电机组,但受制于当时的市场需求、供应链和技术成熟度,叶轮直径很少有突破130米的。相比之下,中国海装3兆瓦机型具有140米的叶轮直径,其单位千瓦的扫风面积更大,理论上单位千瓦的发电量也就更高,在低风速区域的性价比优势更为突出。
 
张凯透露,3兆瓦机组下线后将发往位于河北省张北县的风电场进行样机测试,经历各种严苛的考验,不断发现问题,解决问题,改进性能,直至实现商业化批量生产。目前该产品已接到来自内蒙古、广西等地的订单。
 
低风速开发常常与复杂地形相伴,这需要风电机组具备超强的环境适应能力。据称,中国海装3兆瓦风电机组能适应海拔3000米及以下的常/低温、平原/山区、沙尘/结冰等各类地理气候环境,满足最新电网规范要求的高/低电压故障穿越能力,可实现单机及组群一次调频等与智能电网相匹配的功能。
 
除了理论上的单位千瓦发电量外,风电机组实际发电量的高低还与机组的可靠性密切相关。张凯表示,3兆瓦风电机组延续了中国海装独到的传动链技术方案,通过引入可靠性工程设计方法,便于后期维护。高可靠性和运维的便捷性正是其另一显著优势。
 
理论上的单位千瓦发电量通过机组参数可以一目了然,而其宣称的高可靠性尚需通过市场检验给出答案。
 
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