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“三峡引领号”:中国漂浮式海上风电 我是“破
发布时间:2021-08-17 02:34

  你知道,我国海上能源储量大,5~50米水深70米高度的海上风电,预计可开发资源达到5亿千瓦,近十余年才被逐步开发,而深远海更是鲜少开发吗?

  2021年7月9日,粤西海岸传来令人激动的信息。随着带着三叶片的轮毂与机舱在高空稳稳对接,“中国三峡”的风电机组塔筒高高矗立在南海之滨,向世界宣告:中国首台漂浮式海上风电试验样机——“三峡引领号”正式完成风电机组吊装。

  这一刻,人与海的交响,宣告我国漂浮式海上风电史有了浓墨重彩的第一笔,“三峡智慧”再次为共和国海上风电擦亮“中国名片”。

  于浩瀚无垠的深远海托起机组的漂浮式基础,被刷成了象征胜利的金黄色,它是目前国际上机位水深最浅、抗台风等级最高、所受风电机组载荷最大、设计难度最大的漂浮式海上风电平台结构,由三峡集团设计开发,享有完全知识产权。

  今天,让我们走近三峡的科研工作者,看他们如何在短短三年时间内,驯服“漂浮式基础”,突破世界性难题,创造一项项第一。

  我国国民经济和社会发展“十四五”规划和2035年远景目标指出,绿色、低碳是中国能源的发展方向。而随着陆地风电场不断开辟,剩余陆地风资源日益减少,风电场向海上扩展成为必然。

  随着近岸资源的开发趋于饱和,海上风电产业逐步走向深远海,水深也随之增加——传统的固定式基础已到了升级换代的重要关头,将风力机安装在漂浮式平台的漂浮式基础是解决这一问题的最佳选择。“由陆向海、由浅到深、由固定基础向漂浮式平台”成为未来风电场建设的必然趋势。

  我国海上能源储量大,5~50米水深70米高度的海上风电,预计可开发资源达到5亿千瓦,漂浮式海上风电技术在我国具有广阔的市场前景。

  2016年开始,相关国家部委陆续出台了《海洋可再生能源发展“十三五”规划》等多个政策性文件,明确要求开展海上漂浮式风电机组以及基础的技术攻关。

  三峡集团勇挑重担、敢打头阵,时刻牢记勇当原创技术“策源地”、现代产业链“链长”的使命,自2015年起,就将敏锐的触角探向了漂浮式海上风电研究,成为我国首个开展以工程为背景的漂浮式海上风电研究的机构。

  2018年,三峡集团中标“浮式海上风电平台全耦合动态分析及其装置研发”项目。项目依托三峡能源集团阳江三期海上风电场开展,要在2021年下半年完成一台5.5兆瓦漂浮式海上风电试验样机,开发符合我国南海海洋环境条件、经济适用的新型浮式风机与基础,最终需形成从设计到施工以及装备的成套技术。

  当时,我国在漂浮式海上风电领域并没有任何成熟经验,而国外经验严重“水土不服”。三峡人深知,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的,得把“卡脖子”问题自主消化。

  三峡集团上海院新能源设计研究院漂浮式海上风电研发团队接下了这个任务,负责项目海上风电机组平台及系泊系统的相关研发及勘测设计。

  三峡上海院对新能源领域的探索始于1996年,是全国唯一一家在沿海9个省市均实际开展海上风电勘察设计业务的设计院,具备海上风电自主勘察、设计、监理、监检测、工程造价控制、质量检查、工程总承包等全过程服务能力,已形成海上风电、陆上风电、源网荷储、新能源大基地等全方位综合发展的新格局。

  在海上风电平准化度电成本计算方法和参数研究方面达到国内领先水平,是海上风电技术研究项目管理的佼佼者;

  在百万千瓦海上风电规模化开发等领域、复杂环境条件海上风电场勘测设计领域,尤其是漂浮式海上风电勘测设计保持国内领先水平,是我国海上风电创新实践的领头羊;

  在浅覆盖层海上风电场勘测设计、风电机组支撑结构及地基基础设计等领域处于国际领先水平,为三峡集团海上风电开辟深远海新赛道。

  2010年建成的东海大桥海上风电项目实现了中国海上风电从“0”到“1”的突破,踏出了中国人从陆地风电向海上风电坚实的第一步,三峡上海院依托这一项目形成的研究成果“我国首座大型海上风电场建设与运行关键技术及示范应用”,斩获2018年度国家科学技术进步奖二等奖。随后,勇攀科技高峰的三峡科研工作者又将目光投向了“漂浮式海上风电”。

  2015年,三峡上海院总工程师林毅峰带领团队开始进行多项漂浮式海上风电研究,2016年及2018年,先后承担了上海市科学技术委员会科研计划项目“深远海域海上风电示范工程前期研究项目”及“漂浮式海上风电机组-支撑结构-地基基础一体化设计、仿真及工程应用关键技术研究项目”——这些都为我国首台漂浮式海上风电试验样机研发提供了原始积累。

  原因无他,与国际上已投产的相关项目相比,此次项目具有以下特点:项目水深浅(水深越浅,漂浮式设计越难);工程海域海洋环境恶劣、台风频发;漂浮式风电机组起步晚,须抗台,载荷大;空气动力、水动力多场耦合作用下漂浮式风机分析计算难度大;相关国际规范对本项目适用性不足……国内并无成熟先例,即使是漂浮式技术相对成熟的欧美,经验也不适用于我国浮式海上基础平台设计。

  然而,“为我中华志建三峡”的心从不服输。平均年龄还不到33岁的项目团队,带着一股开拓创新、永不服输的拼劲,为做好技术储备,开始了勇闯“无人区”之旅。

  针对“疑难杂症”,在没有成熟经验可供借鉴的情况下,项目团队开展多次收资调研,与国内外相关设计、施工、软件开发单位进行大量沟通,有针对性地对漂浮式海上风电平台关键技术展开研究。

  成员们从零开始,大胆假设、小心求证,钻研理论、调试程序,反复实践、一丝不苟,历经三年鏖战,终于克服研发设计及施工条件限制的诸多难题,在国内首次应用漂浮式风电机组-基础平台-系泊系统及动态电缆一体化分析技术,突破浅水效应下的漂浮式风机机组系泊系统及动态电缆设计研究关键技术,完成了漂浮式风电机组平台及系泊系统的相关研发及勘测设计,开发出了符合我国南海海洋环境条件的新型抗台风型浮式基础。

  同时,项目团队还结合我国海洋环境实际及建设条件,开展了国内相关设计规范研究及编制,形成了一批科技成果,将有效促进前沿技术裂变,加速沿海地区能源转型,更好服务“双碳”战略实施。

  在国内相关领域一片空白的情况下,三峡科研工作者一步一个脚印开展技术攻关和研发,每一份报告和每一项成果,都凝聚着项目团队成员的智慧与汗水,从设计到施工到装备的成套技术,整个过程,核心技术都牢牢掌握在我们自己手中。

  从在辽宁庄河海上风电场突破“抗冰锥”结构风机基础技术难题,365bet到在广东阳江探索深远海漂浮式基础,三峡集团清洁能源走廊不仅范围广,更是技术强,为国家提供源源不断绿色动力的同时,也用三峡智慧赋能中国技术全面出海,为服务国家新能源开发战略提供了有力支撑。