江蘇鹽城形成海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈，用綠電造“綠機(jī)”

來自國(guó)家能源局的最新數(shù)據(jù)顯示，截至9月底，全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量約4.8億千瓦，同比增長(zhǎng)19.8%。風(fēng)機(jī)如何制造、安裝？風(fēng)電場(chǎng)如何維護(hù)？風(fēng)電怎樣傳送并網(wǎng)，并用于生產(chǎn)新的風(fēng)機(jī)？為了對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)有更多了解，讓我們走進(jìn)江蘇鹽城，我國(guó)海上風(fēng)機(jī)整機(jī)約四成產(chǎn)自這里。

電，從海上來。海風(fēng)以每秒7.6米的速度馳騁向黃海之濱的風(fēng)電場(chǎng)，百米多高的“大風(fēng)車”轉(zhuǎn)動(dòng)不停。風(fēng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，瞬時(shí)，“綠電”經(jīng)海底電纜送至陸地，匯入電網(wǎng)。

機(jī)，從陸上來。距離風(fēng)電場(chǎng)70多公里的風(fēng)機(jī)總裝廠，“綠電”源源不斷，設(shè)備忙碌運(yùn)轉(zhuǎn)，工人們組裝好機(jī)艙、葉輪等部件，等待運(yùn)往海上與葉片、塔筒一起組裝成海上“大風(fēng)車”。

海風(fēng)吹來新產(chǎn)業(yè)，江蘇鹽城有全國(guó)最大規(guī)模的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群、裝機(jī)容量巨大的海上風(fēng)電場(chǎng)，形成了集研發(fā)設(shè)計(jì)、裝備制造、資源開發(fā)、運(yùn)維服務(wù)等環(huán)節(jié)于一體的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)用“綠電”造“綠機(jī)”。

“大風(fēng)車”這樣造

上萬零部件，3小時(shí)供應(yīng)

走進(jìn)位于鹽城的大豐經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園的江蘇金風(fēng)科技有限公司總裝廠實(shí)驗(yàn)室，一臺(tái)10兆瓦樣機(jī)正在接受測(cè)試。千余個(gè)溫度、振動(dòng)、載荷等傳感器遍布機(jī)身，大屏幕上跳動(dòng)著實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)。

研發(fā)設(shè)計(jì)及樣機(jī)檢測(cè)，是風(fēng)機(jī)制造的起點(diǎn)。公司先根據(jù)研發(fā)圖紙與供應(yīng)商一起試制出樣機(jī)，再將樣機(jī)送到實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行上百項(xiàng)集成測(cè)試，經(jīng)第三方認(rèn)證后批量生產(chǎn)，整個(gè)過程歷時(shí)一年左右。

金風(fēng)科技大豐基地主要組裝機(jī)艙及葉輪的結(jié)構(gòu)件。從2兆瓦海上風(fēng)機(jī)起步，大豐基地已可制造最高11兆瓦海上風(fēng)機(jī)，整機(jī)年產(chǎn)能超1200臺(tái)，其中30%出口海外。公司的發(fā)展得益于當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈延鏈。

同一園區(qū)內(nèi)的中車株洲電機(jī)江蘇公司，8個(gè)疊片機(jī)器人圍成一圈，機(jī)械臂“吸”起一塊塊硅鋼片，交錯(cuò)疊成一個(gè)“大鐵桶”，“桶”的內(nèi)側(cè)有一槽槽銅線圈，在電機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生電流。公司大豐風(fēng)電事業(yè)部副總經(jīng)理徐海陽介紹，“大鐵桶”叫定子，由軸承與轉(zhuǎn)子相連組成發(fā)電機(jī)。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)組不斷提高效率、縮小體積、減輕重量。

和金風(fēng)科技僅一路之隔，江蘇雙瑞風(fēng)電葉片有限公司的8.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)線上，工人們像制作三明治一樣，在分成兩半、長(zhǎng)110.5米的模具內(nèi)，層層鋪裝玻璃纖維布及其他結(jié)構(gòu)件，經(jīng)真空處理再注入環(huán)氧樹脂浸潤(rùn)固化后，兩“瓣”相扣，一支葉片組裝完成。生產(chǎn)線正在升級(jí)，以滿足制造“超長(zhǎng)柔性”葉片訂單的質(zhì)量要求。

一臺(tái)“大風(fēng)車”由機(jī)艙、葉輪、葉片和塔筒等組成，總共需要上萬個(gè)零部件、300多家一級(jí)供應(yīng)商，其中大部件基本可在大豐配齊，關(guān)鍵部件多數(shù)能在鹽城找到供應(yīng)商，全部零部件的95%在江蘇集成，形成3小時(shí)供應(yīng)鏈。鹽城市發(fā)展改革委新能源處負(fù)責(zé)人魯海峰介紹，近年來，鹽城已聚集41家規(guī)上企業(yè)，形成全國(guó)最大規(guī)模的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群，整機(jī)產(chǎn)能約占全國(guó)的40%。

風(fēng)電場(chǎng)這樣建

大部件“坐船”，海上“搭積木”

警報(bào)響起，監(jiān)控系統(tǒng)顯示毛竹沙風(fēng)電場(chǎng)44號(hào)風(fēng)機(jī)故障停機(jī)。10月15日，三峽集團(tuán)江蘇運(yùn)維公司大豐項(xiàng)目部檢修副班長(zhǎng)徐振鵬剛上班，就從風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上收到一條報(bào)警信息，分析研判可能是柜機(jī)驅(qū)動(dòng)板損壞。

海況符合出海條件，當(dāng)天從大豐區(qū)王港新閘出發(fā)，坐船5小時(shí)，來到72公里外的毛竹沙風(fēng)電場(chǎng)44號(hào)風(fēng)機(jī)。進(jìn)入塔筒，將風(fēng)機(jī)調(diào)到維護(hù)模式，更換新的驅(qū)動(dòng)板后故障消除，變流器測(cè)試無異常，風(fēng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)行。徐振鵬介紹，三峽集團(tuán)江蘇能投公司在大豐海域已建設(shè)兩個(gè)風(fēng)電場(chǎng)、總計(jì)并網(wǎng)131臺(tái)風(fēng)機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)不僅出“急診”處置突發(fā)狀況，每年還會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行“體檢”。

毛竹沙風(fēng)電場(chǎng)建成于2021年，是距離鹽城海岸線最遠(yuǎn)的風(fēng)電場(chǎng)。規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)要綜合考慮水深、離岸距離、資源、地質(zhì)、通航等要素，鹽城擁有582公里海岸線，海上100米高度年平均風(fēng)速達(dá)每秒7.6米，年滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)超過3000小時(shí)，開發(fā)價(jià)值高。

有了風(fēng)機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)選址，“大風(fēng)車”怎樣屹立海上？

“大風(fēng)車”一般不是整體運(yùn)到海上，而是由大件運(yùn)輸企業(yè)將塔筒、葉片等主要部件，從風(fēng)電設(shè)備制造廠送至碼頭，分件裝船后運(yùn)到指定海域。

施工船已先行一步，將鋼管樁打入海床，露出海平面約11米，準(zhǔn)備好風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)。搭載著起重機(jī)的海上風(fēng)電安裝平臺(tái)，會(huì)在風(fēng)速低于每秒12米的時(shí)段，將運(yùn)輸船上的塔筒一節(jié)節(jié)吊起、安裝到風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)上。隨后，機(jī)艙、葉輪等部件，像“搭積木”一樣依次組裝到位。

從近海到遠(yuǎn)海，風(fēng)電場(chǎng)走向深海帶動(dòng)著風(fēng)電技術(shù)的突破。一種新的漂浮式風(fēng)電機(jī)組及基礎(chǔ)平臺(tái)將通過錨系與海底鏈接，讓浮體和風(fēng)機(jī)“漂”在海面上，為水深超過60米、不適用打樁的深遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)做技術(shù)儲(chǔ)備。

2016年以來，鹽城已建成海上風(fēng)電場(chǎng)23個(gè)，裝機(jī)容量超554萬千瓦，規(guī)模占江蘇省的46.9%、全國(guó)的14.9%。

海上綠電這樣送

葉尖速可高達(dá)每小時(shí)300公里，轉(zhuǎn)換電能并網(wǎng)入戶

鹽城濱?？h，濱海港區(qū)中電智慧場(chǎng)站陸上集控中心大屏幕上顯示，75臺(tái)白色風(fēng)機(jī)矗立在大海中。點(diǎn)擊屏幕上任意一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)速、轉(zhuǎn)速等實(shí)時(shí)參數(shù)盡收眼底。

讓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，首先要知道風(fēng)從哪里來。每臺(tái)風(fēng)機(jī)的機(jī)艙裝有偏航系統(tǒng)，可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)每小時(shí)的風(fēng)向及風(fēng)速，幫助風(fēng)機(jī)校正方向，像向日葵朝著太陽那樣，始終保持最大迎風(fēng)面。

葉片最大轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘12轉(zhuǎn)——貌似很慢，但葉片長(zhǎng)約百米，葉尖速可高達(dá)每小時(shí)300公里。葉片又帶動(dòng)齒輪箱軸承以每分鐘1600轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，在機(jī)械內(nèi)部的電磁感應(yīng)下，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能到電能的轉(zhuǎn)換。

風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電流，還要幾經(jīng)“變身”。首先沿電纜進(jìn)入塔筒中的變壓器，從690伏升到35千伏，再經(jīng)由海底電纜匯集到風(fēng)電場(chǎng)中心的海上升壓站，升至220千伏——升壓，是為了在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)減少損耗，高效抵達(dá)陸上集控中心。

陸上集控中心一頭連接著海底電纜，一頭連接著220千伏電壓等級(jí)架空輸電線路。海上風(fēng)電在這里正式并入電網(wǎng)，匯入不同走向的輸電線路，到達(dá)各自的電力樞紐站，再經(jīng)過若干次“轉(zhuǎn)車”，點(diǎn)亮萬家燈火。

2023年，鹽城海上風(fēng)電生產(chǎn)了148.07億千瓦時(shí)“綠電”，全部并網(wǎng)。其中，121.6億千瓦時(shí)在本市消納，其余外送消納。濱海縣海域的3個(gè)海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，裝機(jī)總量達(dá)110.18萬千瓦，每年發(fā)電30.79億千瓦時(shí)，達(dá)到該縣全社會(huì)用電量的95.6%。而在大豐區(qū)，這個(gè)數(shù)據(jù)為70.24%——這意味著，金風(fēng)科技等“大風(fēng)車”制造企業(yè)的生產(chǎn)用電，大多都來自“大風(fēng)車”。

風(fēng)機(jī)發(fā)風(fēng)電，風(fēng)電造風(fēng)機(jī)，正一步步成為現(xiàn)實(shí)。
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