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海上风电认证为“中国风速”加力

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-02-09  来源:中国海上风电网  作者:芳易  浏览次数:517

2010年中国风电规模超跃美国成为世界第一。坐上全球头把交椅,中国风电仅仅用了5年。在短短的5年间,中国不仅晋升为全球新增装机容量最快的市场,还缔造了两家全球排名前五的风机制造企业。这就是“中国风电速度”。在“中国风速”的实现过程中,风电认证提供了重要保障。随着风电重心向海上转移,海上风电认证正当其时。在经历了2010年的海上风电元年后,中国海上风电迎来了规模化的快速发展。面对汹涌而来的发展势头,海上风电发展能否延续“中国风速”,海上风电认证将是关键因素之一。

 

中国海上风电产业加速

中国是全球海上风力发电最具潜力国家。据国家气象局2009年年底公布的我国首次风能资源详查和评价,测得我国5米到25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高度可装机容量约两亿千瓦。海上风电发展空间广阔。

在低碳经济时代,包括风电在内的可再生能源将占据更加重要的战略地位。未来5年,我国将大力推动清洁能源的高效利用,并大力开发新能源和可再生能源,而风电是其中的一个重要的开发方向。

根据《新兴能源产业发展规划》,我国初步规划到2015年全国风电规划装机9000万千瓦,其中海上风电500万千瓦;到2020年全国风电规划装机1.5亿千瓦,其中海上风电3000万千瓦。据悉,启动江苏新的100万千瓦海上风电项目,推动河北、山东、浙江、福建等地海上风电发展,抓紧建设上海东海大桥海上风电项目二期工程等已经列入国家今年将开工建设的主要风电项目。

今年1月,科技部高技术中心能源处处长陈硕翼表示,中国已经明确“十二五”期间可再生能源的技术发展方向和支持重点,中国政府将在可再生能源领域重点支持太阳能、风电、生物质、海洋能、地热能等5个领域的8个技术方向。其中在风电方面,“十二五”期间中国将重点支持陆上风电场即风电机组关键技术,包括3兆瓦陆上风机、5兆瓦海上风机、风电机组现场测试平台、无功补偿和低电压穿越技术等以及近海风电的关键技术。

在过去5年,世界风电发展一直保持着世界增长最快能源的地位,在未来20年,风电仍将是世界上发展速度最快的能源。有预测认为,今后5年,中国在海上风电场上的投资将有望超过250亿元人民币。中国海上风电发展的加速度时代已经到来,而海上风电认证将为其发展推波助澜。

 

认证为海上风电上保险

与陆地风电相比,由于海上风电机组所处的环境条件与陆地截然不同,海上风电技术远比陆地风电复杂。业内人士认为,相比陆地风电市场相对成熟的技术,海上风电技术还远未成熟,就是在海上风电发展领先的欧洲,其技术也不能说已经很成熟。

中国船级社认证公司设计评估中心工程师盛振国表示,无论国内还是国外,海上风机技术发展主要遵循两个思路:一是对原有陆上风电机组的设计、分析进行修正,例如采用较大容量的发电机、增大参数、提高部件冗余度等,尤其是电气系统不容忽视,进而设计出海上风力发电机组;二是开发新的适用于海上环境特征的风电机组结构形式,但需要理论和工程上的研究及突破。目前国内很多整机厂都在研发真正意义上的大功率海上风力发电机组,这是未来的发展方向。但无论哪一个思路,在海上风电技术还有待完善的情况下,在诸多不确定因素面前,海上风电认证都将是确保海上风电安全、可靠的必不可少的重要保障之一。

业界人士认为,纵观全球及中国风电行业发展的情况,在中国,服务于风电行业的第三方业务会从陆上走向海上、从整机走向部件、从产品走向项目。除了从陆上走向海上,从整机走向部件、从产品走向项目也是海上风电认证发展的必然趋势。

风电场项目认证涵盖了从风电场选址规划到设备的设计、制造、安装、调试乃至运行的各个环节,提供的是对整个风电产业链的认证服务,技术难度最大,特别是海上风电场项目认证。目前在我国还没有完整意义上的海上风电场项目认证,即使在世界范围内也不普遍。

零部件认证将成为海上风电发展的下一个热点。据悉,风电机组的质量依赖于主要零部件产品的质量。在陆上,不少风机出现问题是因为零部件的缺陷甚至是性能不稳定造成的。而在海上,除了上述隐忧外,零部件发展的滞后已经制约了海上风电整机的发展。在风电行业,整机生产厂家更多的是一个组装过程,而其组装的零部件由发电机、齿轮箱等零部件生产厂家提供。按照正常情况,应该是零部件先行然后再有整机。但实际情况却是,整机厂先设计整机,对零部件提出技术要求,而后零部件厂家按照这些技术要求再去设计、生产零部件。一旦零部件生产不出来就会影响整机的组装。例如随着海上风机大型化,超长的叶片、高强度的轴承研发不出来,即使整机设计再好也没有办法生产。在研发设计真正意义上的海上风力发电机组过程中,很多问题主要都体现在零部件对其的制约上。因此,风电产品的零部件认证亟待加强。

 

海上风电认证CCS当仁不让

在国内,唯一获得CNAS认可资质的风电产品认证机构是中国船级社(CCS)。

CCS是我国唯一从事船舶与海上设施检验业务的专业机构,也是最早进入风电认证领域的认证机构。早在1999年CCS就进入了风电认证领域,是我国首部《风力发电机组规范》和《海上风力发电机组规范》的制定者。丰厚的海上技术实力和多年积累的风电认证服务经验,使得中国船级社在海上风电认证领域拥有得天独厚的技术优势。据悉,近年来,CCS一直坚持整机的认证应建立在主要零部件通过认证的基础上的理念,对发电机、齿轮箱、叶片、主轴、制动器、塔筒、螺栓、轴承、电控系统等风电相关零部件产品进行了认证。截至目前,CCS正式签署的两个3MW的海上风电认证项目已经和即将启动,另一个5MW的项目也将于今年5月启动。

由中船重工(重庆)海装风电设备有限公司承担的“5.0MW双馈式变速恒频近海风电机组整机设计、集成及示范”项目是国家科技支撑计划项目,也是CCS即将进行的认证项目。

该项目是国家科技部针对海上风电发展趋势,先期提出的单机功率最大海上风力发电机组设计项目。通过5.0MW双馈式变速恒频近海风电机组研发,将突破载荷计算和性能仿真分析、安全性/控制系统等核心设计技术,形成我国陆地、近海风电机组的自主研发能力;突破风电机组海上防腐、风电机组系统稳定性、运行安全性、结构可靠性以及近海风电机组高可靠性、高可维性等产品关键技术,形成我国近海风电机组的核心技术专利,使我国近海风电机组开发能力和产品达到世界先进水平。

CCS认证公司设计评估中心工程师盛振国告诉记者,该项目2010年3月正式启动,待整机的全部设计工作完成后将由CCS进行整机机组认证。但实际上,在前期设计阶段,CCS就参与了其中的部分工作,CCS提出的分析方法获得项目组各方肯定。

在发电机组设计过程中,CCS受邀协助海装风电的技术人员,完成了整机参数确定、传动方案选型等工作。在详细设计中,CCS人员与海装风电技术人员赴荷兰MECAL公司进行联合设计,独立完成塔筒、底座结构强度分析、整机载荷计算等工作。CCS提出的底座结构分析子模型方法得到了MECAL公司和海装风电的认同,按该方法计算,取得了很高的精度。

中船重工集团与CCS在船舶和海洋工程领域有着悠久的合作历史,从2009年又开始了包括检验认证在内的非船产品战略合作。此次合作就是双方在风力发电机组认证暨设计开发方面展开的实质性合作,充分展示了中船重工以及海装风电对CCS海上风电认证能力的认可与信任。

 

双重优势构筑坚实技术支撑

海上风电为CCS发展带来了新的契机,而CCS所独具的丰厚的海上技术实力与多年积淀的风电认证服务能力,为CCS进军海上风电认证领域构筑了坚实的技术支撑,为海上风电发展推波助澜。

CCS的海洋工程服务能力是CCS进行海上风电认证的最突出的优势。

作为国内唯一的海上设施入级检验机构,CCS在为海洋工程提供第三方服务时,在海上设施的规范研究、计算分析、设计审查、建造检验以及海上安装调试检验等各个业务环节都获得了大量技术积累和工程经验。还有从海上运输、风机的系固、运输拖航、吊装、打桩,包括整个结构的分析等,也都是CCS独有的长项。由于海上风场项目运行模式和海洋工程、海洋石油项目运行模式很相像,可以将其充分运用于海上风电认证。此外,在海上风电运输、安装设施方面,由于海上风电的运输、安装设施属于船舶范畴,需要进行入级与法定检验,这是CCS的传统优势领域,CCS能够提供从规范、审图、检验到发证的完整的海上技术服务。海上优势为CCS开展海上风电认证提供了海上的技术保障。

在认证方面,CCS早在1999年就开展风电领域相关规范、标准、认证和技术服务工作。2007年初获得国家认监委批准的产品认证机构资质后,陆续开展了包括风力发电机组及其主要配套零部件产品的认证工作,通过搭建风电产品认证专业技术平台和风电产品认证软件技术平台,拥有了专业的技术体系,提高和完善了风电产品认证能力,并依托遍及国内外的服务网络优势,为客户提供优质高效的风电认证服务。2010年CCS又获得国家合格评定国家认可委员会(CNAS)产品领域的认可证书,成为国内唯一获得认可资质的风电认证机构。自2007年以来,CCS已受理近百份产品认证申请并签订了50余份风电产品认证协议,与金凤科技、东方汽轮机、国电联和动力、海装风电等十多家国内知名风电设备生产厂家建立了合作关系,认证服务质量得到了业界肯定。

盛振国表示,在海上风电认证方面,CCS拥有雄厚的技术支持体系。2003年出版的我国第一部《风力发电机组规范》已于2008年换版;2009又完成了《海上风力发电机组规范》的编制,并已通过专家评审,填补了国内空白。同时,为规范和完善风电产品认证制度,建立了一套覆盖全部风力发电机组及其零部件、原材料产品的认证规则、认证工作程序和评估指南等文件控制体系。业界认为,《海上风力发电机组规范》涉及环境与荷载、材料制造、结构、电气系统、安装调试、监测维护等全过程。该标准实施后将进一步规范我国海上风电设备制造企业的发展,提升海上风电项目的安全性和可靠性,同时为国内认证工作开展提供参照依据。

为了迎接海上风电大潮的来临,CCS还进行了大量的技术调研和技术积累,特别是通过对风机基础的结构形式、整体风载与波浪载荷之间的耦合、风力发电机组的变桨系统、液压系统、基本电机选型等的研究,储备了技术实力。

 
 
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