海上风电开发必须打造“利益共同体”

本刊 | 张雪伟，夏云峰

翟恩地认为，要高质量开发我国的海上风电，除了应该解决大容量机组的可靠性、海上工程、运维等重点环节存在的问题外，还必须让开发商、整机商、设计院、施工单位等参与方在开发过程中形成“利益共同体”。

受访嘉宾：翟恩地，国家“千人计划”专家、新疆金风科技股份有限公司总工程师、金风科技海上业务单元总经理

《风能》：当前，为加快我国海上风电的规模化开发，业内应该重点解决好哪些问题？

翟恩地：海上风电的开发比陆上风电更复杂，在设计、施工以及运维等方面面对的挑战都很大。我们要重点关注三个问题：首先，大容量机组的可靠性是关键。随着海上风电的规模化开发，机组将进入大批量生产阶段，成本会随之下降。现在国产海上风电机组的最大单机容量达到6.7MW（GW154-6.7MW），各整机商正在积极开发更大容量的产品。机组需要在海上运行25年，如果发生大部件问题，将直接影响项目的经济性。金风科技不遗余力提升产品可靠性，在江苏大丰建立大容量机组试验中心，通过严格检测来提升产品的可靠性。

其次，海上风电的另一个关键点是海洋工程。目前，我国海上风电机组的上部塔架设计主要采用GL等钢结构标准，下部基础设计采用海洋工程标准，但这是一个统一的支撑结构，在动力学疲劳特性上是整体考虑的，因此，标准需要统一。另外，整机商在计算载荷时已考虑波浪、流、冰、地震等环境条件影响，设计院在设计基础时除了应用整机商提供的载荷，还要再考虑波浪、流、冰、地震等环境条件影响，造成过分冗余设计。金风科技正在通过推动海上风电支撑结构一体化设计创新技术来解决这一问题。我们将给设计院提供载荷门户，共享模型和载荷数据，在确保安全的前提下通过降低载荷来降低塔架、基础重量，实现度电成本下降。实现一体化设计之后能够使载荷降低15%～20%，进而使塔架基础成本下降5%～10%。同时，海上施工存在窗口期，不同海域的窗口期各不相同，需要对气象、海洋环境等进行精准预报，防止出现船只到达预定机位点时因海洋环境差而无法施工的现象。金风科技将大数据技术运用到海洋工程领域，开发了iGO（intelligent Goldwind Offshore）海上风电智能管理系统，及时分析处理气象、海洋波浪、潮涌、流等数据，精准规划航线和航行时间。另外，在叶片吊装技术上，各大整机厂商通过国外引进和自主研发等方式寻求突破。为充分利用好施工窗口期，金风科技致力于自主开发适用于直驱机组的单叶片吊装技术及应用，大幅缩短了项目施工周期。

最后，海上运维不可忽视。我国海上风电的爆发是在“十三五”期间，多数海上机组处于质保期，这些机组出质保期后如何运维是市场各方很关注的，整机商和第三方机构等也在探索新的商业模式。

《风能》：风电项目竞争配置指导方案出台会对海上风电产生何种影响？金风科技如何应对？

翟恩地：风电项目竞争配置指导方案给行业既带来了挑战，也带来了机遇。目前，各家企业都在为此做准备。风电项目竞争性配置政策对行业的技术进步无疑是起促进作用的。海上机组可靠性、海洋工程、海上运维等将迈上新台阶，这势必将加速成本的下降，推动平价上网时代的早日到来。

金风科技积极通过构建经济模型来为海上风电平价上网做准备。目前，进入海上风电市场的各方力量在加强，如整机商、设计单位和施工单位的数量在增加，这有利于成本的下降。随着风电机组技术的进步，海上风电机组成本将逐步降低。非机组成本的下降，如精细化施工组织、一体化支撑结构设计以及高效吊安装方案设计带来的成本下降对海上风电尤为重要。金风科技因此加大在海洋工程和运维成本的控制，并且不断夯实相关技术的储备。

《风能》：请您具体介绍贵公司在项目开发、技术、施工和运维等方面的经验和未来发展思路？

翟恩地：海上风电是金风科技“两海战略”的重要一极。目前，我们的海上风电业务主要集中在三个板块，对应前述海上风电开发的三个关键点——机组可靠性、海洋工程和海上运维。

金风科技大容量机组敢于与业内产品对标。前不久，金风科技自主研发的GW154-6.7MW机组在福建福清兴化湾的国内首个大容量海上风电试验风电场实现“一键启机”，从机组上电到并网运行用时不足10小时，并在72小时内实现满发。福清海上风电场是三峡集团打造的海上风电样机试验风电场，安装了金风科技、GE和西门子-歌美飒等8家企业的大容量海上机组，这是推进我国海上风电发展的创举。金风科技敢于在这里与其他企业过招，GW154-6.7MW机组运行状况很好，这是基于金风科技在技术上的自信。面对我国1.8万公里的海岸线，我们根据不同海域工况条件推出了定制化机组，比如在北方由于风速较低，采用GW18X-6.45MW的海上风电机组能够达到最优经济性；在福建由于风速较大，采用GW154-6.7MW的海上风电机组。同时，在福建和广东沿海地区，还要考虑台风因素，金风科技研发了多项抗台技术。

同时，金风科技成立了海上风电设计研究部门，通过与相关单位合作实现载荷计算的精准化、一体化及自动化。金风科技将负责海上风电载荷计算和支撑机构一体化设计的人员组成一个部门，能够快速为设计院提供精准的载荷数据。在机组施工安装方面，金风科技在设计初期就提前考虑海上安装特点并体现在海上机组设计开发过程中，机组自动盘车、整机吊装、单叶片吊装等解决方案为施工团队吊装及施工提供强有力的支撑。

此外，金风科技还组建了海上风电运维团队，在国内整机商中最早拥有自建单体及双体运维船，积累了超过10年的海上机组运维经验。后续还将考虑打造大部件更换船舶、快速运维船队。根据业务范围，金风科技按照从北到南划分几个片区来配备船舶，根据海域特点提供匹配的海上运维解决方案。

在开发海上风电时，永远是安全第一，金风科技正在建设亚洲最先进、符合GWO标准的海上风电运维培训中心，设置了急救、求生、直升机救援等先进课程，通过持续培训，不断强化从业人员的安全意识、实操技能，未来该培训中心将对外开放。

《风能》：您如何看待“十三五”规划设定的海上风电发展目标？对行业的发展又有哪些建议？

翟恩地：我国海上风电市场方兴未艾，“十三五”规划目标能够实现，甚至有可能超出。随着技术的发展，加上具有资源丰富、接近负荷中心等优势，海上风电已经显现出巨大开发潜力，一些省份也在加快发展步伐。如广东省规划的装机目标已经超过“十三五”规划目标，江苏省也是如此。

海上风电实现平价上网是大势所趋。技术层面要不断降本增效，非技术层面也必须降低成本，政府需要降低海上风电的“额外”开发成本，制订并推动落实“平价上网”保障性政策。行业协会要与企业相配合，充当行业发展的“守望者”。整机商则要从机组、海洋工程和运维三个方面下功夫，带方案投标将成为常态，整机商的工程设计、施工和服务能力与机组质量同等重要，这就要求整机商必须联合设计院、施工商和运维商一起制定海上风电整体解决方案，打造海上风电开发的“利益共同体”。