华能清能院郭小江:海上风电技术发展趋势探讨
作者:能见APP 2020/09/07 浏览:5709 技术

由中国电力企业联合会(售电与综合能源服务分会)、中国国际商会、中国海洋工程咨询协会海上风电分会联合主办的“2020中国新能源高峰论坛”于2020年9月6日-8日在盐城召开。能见App全程图文直播。

 

华能清能院院长助理兼华能海上风电研发中心主任郭小江出席海上风电分论坛,并发表了题为《海上风电技术发展趋势》的主旨演讲。以下为发言全文:

 

 

郭小江:尊敬的各位专家,各位领导,大家好,我是来自华能的郭小江,我汇报的题目应该是海上风电技术发展趋势的初探,也非常荣幸借这次机会和大家一起探讨这个内容。

 

在我的话题里面没有过多的展开具体的技术,主要是探讨一下目前海上风电发展的趋势,所以引申出来的未来的技术方向,相对来说比较宏观,大家一起探讨。

 

汇报分为两个部分,首先是我国海上风电的发展现状,简要的分析一下目前的情况,在此基础上推出海上风电技术的发展趋势。

 

大家都知道,19年风电装机容量已经达到了2.1亿千瓦,占电源总装机比重达11%。预计2035年,风电装机容量将达到9.7亿千瓦,其中海上风电2.46亿千瓦。目前2019年,中国的海上风电装机总共642万,不是太多,在全球排名第三,还来源于英国和德国,今年由于我们的抢装潮,还有江苏地区的大发展,今年有望超过德国,有可能会超过一千万千瓦的装机容量。

 

近几年,欧美国家在海上风电的发展趋势还是比较明显的,而且也是处于技术引领的阶段,咱们国家在海上风电虽然说发展比较迅猛,但是技术方面仍然比较落后,开发规模仍有差距。从这几个曲线上可以清楚的看到,欧洲目前单个海上风电场的快法规模达到了80万左右,未来近几年的风潮已经超过了一百万,甚至更高。

 

此外,国内主要的海上风机基本在4-6兆瓦,近几年也有金风、远景、上海电气这些厂家也在积极的研发10兆瓦级的风机,总体而言,我们较国外的风机相对来说较小。

 

为了实现海上风电的规模化的开发,为了应对退补后存在成本的风险,各大厂商也在积极的开发10兆瓦级的更大的风机,来解决大容量、高效率、定制化的开发,刚才马院长也提到了海上风电集中开发,通过交流或者直流输送到岸上以后对安全性提出了很高的要求。

 

综合目前发展状况的回顾,目前海上风电的发展存在一些困境,比如说海上风电风资源目前切割比较碎,比较零散,没有形成规模化的效益。这些分散的开发就造成了工程的勘察、设计、制造、运维等等一系列的重复建设,或者没有形成一个规模化效益,所以带来的成本造价的升高。未来解决退补,以及技术的发展方向,需要我们做更多的工作。

 

在此基础上,我这次和大家共同探讨可能的未来海上风电发展的趋势,我总结了八个化,不一定合适,抛砖引玉,作为一个论点和大家共同探讨。

 

电价平价化,开发规模化,机组定制化,风机大型化,资源远海化,组网柔性化和方案系统化。我就这八个化简要的阐述一下。

 

电价平价大家已经了解到了,到了2022年马上就平价。如果降到了0.39元,对于未来海上风电的发展存在致命性的打击。如果这个平价降低到0.6或者0.5元,我认为目前海上风电还是有一定的发展空间。为了应对平价,我们需要各个方面综合的应对这个措施。从我们目前调研的情况来看,我们国内沿海地区海上风电综合造价成本基本在1.7到2万的水平,欧洲应对平价已经结束,他们的造价基本在2万左右,之所以我们1.7到2万还没有实现平价上网的原因,目前风资源整体来说不如欧洲、北美,利用小时数偏低。从这个角度来看,为了应对评价,不仅是我们利用技术来提升我们捕获的能量,降低设备成本,还要提升利用小时数,成片集约化开发,这是我们应对平价的关键。

 

规模化的开发。非常有必要进行一体化的规划设计,一体化的招标,一体化的施工,一体化的风电场的调控,实现一体化的开发,最好一片资源,一个开发主体来实现这样的工作,非常有利于成本的降低,以及技术的提升和创新。

 

风机不仅要大型化,更重要的是定制化。由于风电场的风资源不同,地形环境的不同,季节的差异,不同的风机要求也是不一样的,定制化的开发来匹配风机和风资源可以有效的提高我们的利用小时数,提高风能的捕获效率,定制化开发是我们解决一个利用小时提高效率的关键。

 

除了超长叶片大型化的风机以外还有其他风能捕获的形式。

 

我们国家风资源的分布总体来看差不多就是5到7亿的开发规模,从我们的调研来看,距离岸边四五十公里以外,它的风资源密集程度更高,占比更强。我们和欧洲深远海不太一样的地方,我们水深没有那么深,基本上处于30米左右,没有到50米,甚至更深的水平。我们更强调的是远海化,深海方面更多的是集中在福建、广东、海南,对于江苏来看,它只是远海的方向。

 

海上风电风电场要进行规模化的开发,建一个200、300万水平的风电场,它会采用一些多端直流或者直流组网。欧洲最先提出直流电网概念的时候,就是为了应对欧洲北海的,以及地中海风电的开发进行组网的。不仅是两端的直流,柔性直流的组网,这是海上风电很方便的应用场景,也有利于提升整个海上风电运行的可靠性和稳定性,以及经济性。

 

这么多的海上风电,不同的地区规划的有上千万,整个盘子有几个亿,这么多的海上风电通过交流或者直流,并到收端电网,它是发达的负荷中心华东地区,珠三角地区,以及山东地区,如果再通过交流或者直流进入华东地区,它安全稳定的问题是一个非常棘手的问题,这些受端电网本身的电路水平非常高,已经到了临界的状态。

 

左边是一个欧洲的50万的风场的方案,它本身如果用33千伏和66千伏来汇集电网,它的造价不同,损耗也不同,可以极大的提升经济性。用什么样的电压等级,以及送端的汇集的方案,以及辅助的电力设备,还有一些并网控制方案,都是我们进行系统化设计的关键,这也就是我们工程在设计过程中都需要考虑的问题。

 

刚才所说的八个化简单的作为一个抛砖引玉,不一定合适,和大家共同来探讨。后面我给了两个点,我认为这两个点也是需要在后续的发展过程中需要探讨的一个问题。

 

第一个问题就是电力交易。19年我国八个地区已经进入了限货市场交易的试点运行阶段,八个地区里面有四个地区都是沿海地区,同时也是海上风电发展的热点。海上风电本身就是规模化的开发,同时输电的资产又是发电集团自己做的,海上风电又是波动性的电源。我认为,未来海上风电进行现货交易是非常大概率的事情。

 

刚才也提到了风资源那么丰富,海上风电放了那么多的资产在沿海地区,而且离岸距离相对来说比较远。去年2019年8月9日,英国就是由于海上风电80多万退出了运行带来了电网崩溃,那我们几个亿海上风电的资产如何来解决这样的问题?这也是我们需要探讨的。谢谢大家。

 

(发言根据速记整理,未经嘉宾审核)

                   
本文由中国风电新闻网编辑整理,转载请注明出处。
                   
了解更多风电资讯欢迎关注微信公众号:chinawindnews投稿邮箱:357531359@qq.com
京ICP备14060144号-3

微信二维码