国内首台深远海浮式风电装备“扶摇号”正式起航

5月21日,历经232海里,“扶摇号”浮式风电平台从东莞东江口拖航至茂名广港码头,随即开展组装工作。

5月27日,国内首台深远海浮式风电装备“扶摇号”拖航仪式在广东省茂名市举行,这一里程碑节点对我国海上风电迈向深远海、助力“30.60”双碳目标达成具有重大意义。“扶摇号”将启程奔赴广东徐闻罗斗沙海域,开启示范应用阶段。

中国船舶集团海装风电股份有限公司党委书记、董事长王满昌,水电水利规划设计总院副总工程师黎扬佳,中电建新能源集团有限公司、国家电投集团徐闻风力发电有限公司、广东粤电湛江风力发电有限公司,湛江市发展和改革局、军民融合办、科学技术局相关人员参加拖航仪式。

国内首台!征途:深远海!

“扶摇号”漂浮式风电平台为中国船舶集团下属中船海装风电股份有限公司牵头,是国内自主研发的深远海漂浮式海上风电成套装备一体化示范工程。该项目涉及海上漂浮式风电装备总体设计、系泊系统设计、制造与调试等,能够抵御我国海域五十年一遇的海况,按照要求完成大功率海上浮式风电装备研制并实现海上浮式风电装备的工程示范研究,其中漂浮式风机基础及塔筒由广州文船重工有限公司负责建造。

该平台根据布放风场的水文条件采用半潜式基础设计。系泊方案主采用以悬连线式设计,为海上风力发电机组以及各种海上实验系统与设备提供支持。平台柱稳式平台构型呈等边三角形布局,有立柱、锤荡板、下浮体及方形横撑构成。除此之外,平台搭载一台由中国海装自主研发的6.2MW风电机组,最高每小时发电量可达6200度,项目完成并网发电后将刷新中国漂浮式风电的单体发电量纪录。“扶摇号”浮式平台是我国首台真正意义上应用于深远海域的浮式风电装备,搭载目前国内最大浮式风电机组,它的诞生填补了我国深远海浮式风电装备空白,成为我国进军深远海能源开发领域的一大“利器”。

“扶摇号”浮式平台总长72米、型深33米、型宽80米,搭载中国海装6.2MW抗台型I类风力发电机组,机组塔筒高度为78米,轮毂中心高度96米,风轮直径152米,叶片长度74米,浮体和机组总重量超过4000吨,为目前国内最大浮式风电机组。此外,“扶摇号”主要部件90%以上在国内完成配套,这将有效填补国内该领域空白,也将进一步提升我国在风电和海洋工程装备领域的国际竞争力。

1、环境适应性强

可适用于水深不小于50米、海流不低于3.5米每秒,可抵御海况百年一遇的海洋环境条件,通过对系泊系统和浮动平台局部结构进行修改,可适用于各类海域。

2、机组功率国内最大

配备6.2MW抗台型I类风力发电机组,为目前国内最大浮式风电机组。采用三叶片、上风向、变桨变速、三级齿轮箱增速、永磁发电机+全功率变频器的技术路线,具有高发电量、高可靠性、高安全性、高集成性和高可维性等特点。

3、浮体结构形式简单

采用柱稳式平台构型,呈等边三角形布局,由立柱、垂荡板、下浮体和上部方形撑杆组成。带有扁平下浮体的形式能将浮力、附加质量、阻尼及立柱间的结构支撑等功能在扁平下浮体上集中实现,有助降低浮体工程量。

4、系泊锚固系统可靠性高

“扶摇号”采用3*3点悬链线式系泊,呈对称式分布;系泊缆采用锚链形式,寿命长、免维护;锚固点共用,节约成本。

4、一体化设计

采用风电机组-浮体-系泊系统的一体化建模和仿真分析方法,保证机组整体匹配性,通过一体化迭代计算降低载荷,最大限度降低了浮式风电装备的整体造价。

填补空白!技术:自主创新!

“扶摇号”作业场址涉海面积约1.5平方千米,距离西侧徐闻县陆域的最近距离12.8千米,海底地形复杂、夏季强台风频发、洋流流速很高,此外海域水深50~70米,机位点平均水深达65米。

为了适应深远海作业需求,克服时间周期紧、环境条件流速大、海底地址条件复杂等诸多难题,中国海装通过与中国船舶集团内成员单位以及国内外优势技术资源力量的通力合作、集智攻关,突破了一系列“卡脖子”难题。

1、完成了浮式风电装备的机组-浮体-系泊总体设计技术、一体化仿真分析技术、水池缩比试验验证技术、风电机组适应性优化技术及海上浮式风电建造施工技术等全流程技术开发;

2、实现了装备主要部件90%以上可在国内完成配套,填补了多项技术空白,提升了我国海上风电装备国产化配套水平,有效增强了我国在风电和海洋工程产业的国际竞争力。

3、作为国内乃至国际上首个由风电整机厂商直接主导的浮式风电示范工程,中国海装已经具备了从气象环境资源数据出发开展浮式风电装备研制的正向设计及实施能力。

4、提出了面向工程应用的成套解决方案,掌握了浮式风电装备开发的全流程技术开发能力,打破了国外的技术垄断,达到了国内领先水平;

5、首次融入了一体化设计的思想,通过机组-浮体设计大循环的迭代,为未来浮式风电大量定制化设计场景提供了技术支撑,探索了浮式风电降低成本的路径,对我国浮式风电未来产业化具有重大意义;

6、通过样机工程的实践摸清了国内浮式风电工程上下游产业的配套情况和潜力,引领了我国浮式风电新型产业链的发展。