砥砺奋进的五年丨我国风电技术创新多点开花

　　屹立于海陆之上的别样“风”景

　　我国风电技术创新多点开花

　　中国电力报 中电新闻网 记者 曲艺

　　风生，水起；风起，云涌。如若诠释近年来声势浩大、蓬勃兴旺的风电产业，这组词语可谓形象。由陆及海，从高海拔到低风速，跻身我国第三大电源的风电所扛起的新能源大旗，正迎风招展，飒飒作响。

　　数据为证。据《风电发展“十三五”规划》显示，“十二五”期间，我国风电新增装机容量连续5年领跑全球，累计新增9800万千瓦，占同期全国新增装机总量的18%，在电源结构中的比重逐年提高。

　　于是，从海洋到戈壁，洁白的风机如雨后春笋般涌现，巍然矗立。而风机之下最牢固的根基，便是一项项风电技术的突破与创新，也正是它们，印证着追“风”者驭风而行、随风而舞的轨迹。

　　“掘金”蓝海

　　相较于陆地风电而言，海上风电具有风况优良、年平均利用小时数高、不占用陆地资源、距电力负荷中心较近等优点。

　　然而，大规模海上风电并网面临诸多挑战。例如，近海风电场的升压站和风电机组均位于海上，其运行维护比陆上风电场难度更大，对海上风电高可靠集成化的设计技术、预测预警技术及远程集群控制技术均提出了新的要求。

　　为了支撑我国海上风电大规模发展，“十二五”期间，863计划先进能源技术领域专门对此进行了部署。8月1日，记者从科技部获悉，“海上风电场送电系统与并网关键技术研究及应用”课题已通过技术验收。

　　据悉，该课题由中国电力科学研究院牵头承担，联合国电南瑞科技股份有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、江苏海上龙源风力发电有限公司等10家单位共同完成。

　　攻关过程中，该课题开展了海上风电交/直流并网特性及运行控制保护技术研究，提出了海上风电场无功配置方案、故障穿越技术方案及动态电压协调控制策略等运行控制策略；开发了用于海上风电场集电及送出系统的海缆过电压和保护试验平台，能够应用于500千伏及以下电压等级的海缆试验；提出了海上风电集电系统/变电站高可靠性优化设计和集成技术方案，纳入国家能源行业标准《风电场工程110~220千伏海上升压变电站设计规范》，并应用于鲁能东台等6个海上风电场；研发了具有自主知识产权的海上风电预测预警、远程集控和安全防御控制3个系统，并在鲁能江苏东台200兆瓦海上风电场示范应用。

　　“该课题基于我国海上风电发展现状和亟待解决的并网技术难题，以邻近负荷中心的近海风电场为研究对象，进行相关的试验平台建设和系统研发，并实现示范应用，提高了我国海上风能资源开发的技术水平。”业内人士总结称。

　　聚焦风电传动及控制研究

　　为形成具有自主知识产权的主导产品和核心技术，2011年12月，科技部批准立项，依托大连华锐重工集团股份有限公司组建“国家风电传动及控制工程技术研究中心”。

　　历经4年建设，2016年2月23日，科技部对该中心进行了验收。4年来，该中心重点围绕风电传动及控制领域，开展了风电传动、控制、制造、检测等关键核心技术研究，建立了10个设计研究室（所）、3个试验室和1个海外研发中心，承担了国家、省级科技计划项目4项，完成了14个相关研究课题。

　　在此过程中，该中心形成了风电齿轮箱轻量化设计、智能化传动及控制等共性技术，自主开发了6兆瓦风电齿轮箱、偏航变桨驱动器、电控系统、润滑系统等具有国际先进水平的风电新产品，填补了国内空白，并实现了风电设计制造技术与系统控制技术的成果转化和应用，为我国风电技术进步及产业发展作出了贡献。

　　发力分布式中小型风电

　　根据国外中小型风电的应用推广经验，中小型风电机组直接并网发电既经济又可靠。相比大型风电，国内中小型风电市场还有待开拓，“十二五”国家科技支撑计划项目“分布式中小型风电机组设计制造关键技术”或可助力破局。

　　2015年6月24日，该项目在北京通过验收。该项目研究了叶片机械气动式变桨距功率、风轮伞形功率、风轮主动侧偏功率及叶片离心式被动变桨距功率等调节方法，针对我国北方地区低温、大风同时伴有沙尘暴气候环境以及东南沿海台风多发地区的多种气候特点，开发出上风式机械气动式变桨距5千瓦风电机组、主动侧偏20千瓦风电机组和下风离心式被动变桨距的50千瓦风电机组，并进行了现场运行和测试。

　　此外，项目开发了符合我国气候特点的中小型风电机组测试系统，建成中小型风电机组沿海和北方测试站，并完成1.5~100千瓦相关机型的测试认证工作。

　　该项目负责人表示，项目的实施提高了我国中小型风力发电机组对我国南北气候环境的适应性、耐久性及可靠性，对促进我国分布式中小型风电发展具有积极意义。

　　绘就风电涂料产业化蓝图

　　众所周知，风力发电站所处风场自然环境恶劣，常年风力在4级以上，并伴有风沙，塔架和叶片受到阳光的强烈暴晒，以及风雨、冰雹的侵袭。另外，地处海边的风电设备还会受到盐雾的侵蚀及海水浪花的泼溅，极易受到腐蚀。

　　上述独特的环境，要求风电涂料应具有良好的耐候性、耐水性、附着力及防腐性能，且具备漆膜坚硬、耐外力冲击等优点。

　　然而，作为风电产业链上的重要一环，长期以来，我国风电涂料市场由国外涂料品牌供应，特别是叶片涂料，几乎全部依赖进口。

　　在此背景下，2012年，风电大省―――甘肃省科技厅以科技重大专项支持西北永新涂料有限公司进行“风电涂料产业化开发与应用”研发，并于2014年通过专家评审验收。

　　与占据国内风电涂料市场主体地位的国外产品相比，永新风电涂料在耐风沙、耐紫外线和防结冰性能方面更加适合国内风场环境，以其优异的性能和价格优势成功打入市场，在我国寒旱、湿冷、沿海地区风场广泛应用。

　　不容小觑的是，随着永新等国产风电涂料市场份额的扩大，国外风电涂料大幅降价，从而降低了国内风机涂装成本，提高了国产风电涂料的市场竞争力，打破了风电涂料国外品牌垄断的局面。

李梁