"目前，我国风电机组实现了大型化、平台化、智能化和模块化发展，进入技术'无人区'。"在8月16日举行的第十九届中国可再生能源大会风能分会暨风电高质量发展大会上，中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩表示，这不仅能够提高风机的捕风面积，大幅增强捕风能力，增加风能利用率，显著提升发电量，而且能够推动成本下降，提升风电经济性。
风机大型化趋势加速演进
近年来，无论是单机容量、装机规模，还是技术水平，我国风电都已走在世界前列。
7月19日，全球最大单机容量风电机组--华能18兆瓦超大风电机组在辽宁营口启动发电，为后续大容量海上风电机组批量化安装应用奠定坚实基础。
该机组整机国产化率超过99%，采用齿轮箱、发电机、轴承一体化设计，地面变压器等电气设备被集成至机舱内，机组结构更紧凑，空间利用率更高，协同性得到显著提升。据技术人员介绍，机组叶轮扫风面积达5.3万平方米，相当于7.5个足球场。在满发风速下，叶轮每转动一圈可发电44度，比传统半直驱设计机组发电效率提升10%。单台机组每年可输出7400万度清洁电能，满足4万户家庭年用电需求，相当于每年可节约标煤约2.5万吨、减少二氧化碳排放约6.1万吨，节能减排效果显著。
"可以用'飞跃'一词形容我国风电机组的发展速度。"远景能源高级副总裁、风机产品线总裁娄益民说，海上风电机组的单机容量从2021年的6-7兆瓦、2022年的8-9兆瓦，到2023年提升至8.5-11兆瓦；完成吊装的机组最大单机容量从2021年的10兆瓦、2022年的11兆瓦，到2023年提升至16.5兆瓦，2024年更是提升至18兆瓦。同时陆上风电机组单机容量突破10兆瓦。此外，叶片长度从2021年的刚突破百米，到如今143米长的叶片已下线。
金风科技副总裁陈秋华表示："技术创新和全产业链建设是风电行业发展的底层驱动源，尤其是伴随着沙戈荒、千乡万村、以大代小、深远海等复杂应用场景的不断涌现，风机大型化趋势加速演进。"
风电机组变得更"聪明"
除了大型化外，我国风电机组在平台化、智能化、模块化等方面也取得显著进展。
8月13日，全球单体容量最大的漂浮式风电平台"明阳天成号"历经两天多航程，最终抵达明阳阳江青洲四海上风电场。
"明阳天成号"由全球海上风电领军企业明阳集团自主研制，两座塔筒呈"V"字形排列、搭载两台8.3兆瓦海上风机，总容量达到16.6兆瓦，可应用于水深35米以上的全球广泛海域。其叶轮最高处达219米，空中最大宽度约为369米。据测算，"明阳天成号"正式投运后，平均每年可发电约5400万度，能满足3万户三口之家一年的日常用电。
创新和智慧化是"明阳天成号"最大的特点。"明阳天成号"安装有超过3000个智能感应器，可实时感知2000多个零部件运行状态；采用模拟仿生算法和人工智能算法，通过一系列智能策略，能够灵活应对气候、季节等复杂多变的环境条件，实现自主调节控制参数和策略，从而最大程度提升发电性能。
"风电机组相当于一个巨型机器人，100千瓦机组的监测参数和通道只有150个，智能化监控模型只有10余个，控制代码只有5万行。而'明阳天成号'的监控模型达到60多个，实现控制策略的代码有500万行。"秦海岩介绍说，随着新技术应用不断涌现，风电机组变得越来越聪明，从而不断提高着风力发电机组的效率和可靠性。
陈秋华表示，在风电机组大型化持续迭代、产业链不断融合发展的过程中，数字化、人工智能等新技术深度嵌入，为风电产业高质量发展发挥着重要作用。
关注新产品使用潜在风险
当前，风电机组快速发展，已进入技术"无人区"，但新产品从研发到大批量生产投运，仍需要经历多个步骤。
"在当前机组大型化趋势下，风电产业链能力与行业发展态势匹配度明显不足，核心部件制造工艺、出厂及现场运行测试等关键环节存在问题和风险。"陈秋华表示，为应对这一挑战，在整机上游，核心部件型式测试和验证需要实现"应测尽测"，叶片、传动链、混塔等核心部件严格逐级测试。作为整机企业，应深化基于极端事件防护、大部件诊断及自适应优化技术，以智能化提升机组运行环境适应性、可靠性。在整机下游，应明确"低成本不等于低度电成本（LCOE）"观点，LCOE受发电量、一次投资、全生命周期运维费用等因素影响，为避免投资风险发生，机组全生命周期可靠性至关重要。
"目前，大型风电机组的全球行业标准、技术规范远远滞后于市场上产品和技术推出的节奏。"娄益民说，一款风电机组产品从开发到并网运行，需要经历概念设计、计算负荷、控制设计、零部件校准、样机测试、小批量验证、型式认证等一整套开发流程，叶片、传动链等核心大部件的开发同样如此。"如果采用未经完整验证的机组，将使业主面临设备故障或质量风险、巨额投资无法产生必要投资回报率的困境。"
娄益民进一步表示，全产业链应认真总结在设计、制造、测试、验证过程中获得的知识、经验、解决方案，并将其沉淀为大型风电机组的标准和技术规范，供行业参照。同时，风电企业要搭建产品研发数据、产品制造工艺、产品设计数字化仿真、产品测试验证等模型，保障研发出更高稳定性和可靠性的产品，支撑大兆瓦机组安全、健康、高质量地向前走。（记者 叶伟）
转自：中国高新技术产业导报
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