中国海装研究院蔡梅园：分散式风电投资民间资本力量有局限 整机厂家必须提供整体解决方案

以“创新驱动 智赢未来”为主题的“2018全国大型风能设备行业年会暨产业发展论坛”于11月22~23日在重庆召开，本次论坛由中国农业机械工业协会风力机械分会主办，中国船舶重工集团海装风电股份有限公司承办。能见APP全程直播。

中国海装研究院电气所副所长蔡梅园发表题为《分散式风电整体解决方案关键技术研究与项目实践》的主旨演讲。他表示分散式风电整体解决方案关键技术包括风资源评估、低风速风机、环境适应性、电网接入、全寿命周期内的数字化及智能化运维等。随着民间资本的引入和国家政策引导，分散式风电投资不再仅是国家队，需要整机厂家提供整体解决方案。目前中国海装可以为分散式开发提供从风场选址、机型选择及适应性改进、定制化设计，到运输及吊装方案、电网接入方案、监控运维方案制定的整体解决方案。海装风能资源评估系统LiGa大数据平台在没有进行测风的情况下，可实现风资源分析评估。武隆分散式示范项目是中国海装的成功案例之一。

以下为演讲实录：

蔡梅园：非常荣幸跟大家一起探讨关于分散式的一些项目和我们的一些解决措施。我汇报的题目是分散式风电整体解决方案关键技术研究与项目实践。

主要分三个方面，一分散式风电特点分析，二分散式风电整体解决方案关键技术研究，三案例分析。

一、分散式风电特点分析

国家政策，之前很多领导讲过很多了，不讲了。开发模式，随着民间资本的引入和国家政策引导，分散式风电投资不再是国家队的投资，民间资本已经介入。需要解决的问题是整机厂家需要提供一个整体解决方案，以后民间资本的力量跟规模导致了整机厂家必须提供整体解决方案。风资源，两个问题，一没有测风塔，我们需要解决模拟和精确的评估问题。二分散式风电的风都比较小，风速很低，需要选择一个低速风机。关于电网环境的问题，因为分散式风电接入的都是电网末端，电网比较弱，就地消纳。薛总讲的电压有功无功，电压稳定的问题，电网振荡和防孤岛的问题。关于自然环境，因为整个分散式风电目前规划的容量有很大一部分都是中东南和南方地区。这种地方植被比较茂密，人口密度比较大。我们需要解决的问题，运输、吊装、减少占地面积、安全、噪音、监控问题。关于运营和运维的问题，随着民间资本的进入，投资方技术实力、运营规模的影响，以及不会投入过多的人力来运维整个分散式风电。整机厂家需要解决的是全寿命周期的运维。数字化及智能，分散式风电的内涵决定了其运维的难度和广度，需要进行智慧化的运维。总结起来，整个分散式的风电关键技术，风资源评估、低风速风机选择、环境适应性的修改，电网接入以及全寿命周期内的数字化及智能化运行。

二、分散式风电整体解决方案关键技术研究

下面围绕这几个关键技术，分享一下海装在关键技术方面的一些方案。我们提出的整体式解决方案包含五个方面的内容，一风场选址，二机型选择及适应性改进，定制化设计，三运输机吊装方案制定。四电网接入方案制定。五监控、运维方案制定。

针对风资源评估，海装有一个Liga大数据平台，跟国家气象局共同开发的用于风资源评估的平台，整个平台可以实现年平均风速分析，机型选择、满发小时数、离城镇距离、土地利用类型利用系数等等风电场周边情况详细的评估。

低风速风机，海装在这些年完成了2兆瓦系列以及3兆瓦系列的低风速风机的开发，2兆瓦的系列，风轮直径是117米一直到136米，现在最长叶片2.2兆瓦136米风轮直径的风机。如果在平均风速5.8米左右的情况下，可以达到满发小时数2700-2800小时。还有2.5兆，有136和140风轮直径的风机，对应的参数不详细讲了。还有3兆瓦系列的风机，额定功率等级是3-3.4之间，风轮直径136米到160米。这是我们针对分散式风电低风速风机的系列。

另外一个就是高塔筒，我们在河南项目上立的样机情况，我们选择钢混塔筒的模式，现在开发的高度是140米，可以适应2兆瓦和3兆瓦系列的机组，这是证书情况和样机的现场情况。这是2兆瓦系列高塔筒和3兆瓦系列高塔筒对应的参数，对应的开挖量、重量，以及吊装尺寸方面的参数。

针对分散式风电离居民区比较近，而且在南方人口密度比较高的地方，降噪是我们考虑很重要的一个方面。目前关于噪声的限制，国家的规定，白天是55分贝，晚上是45分贝。在降噪方面的设计，主要的噪声来源是叶片，目前叶片能够实现降噪的措施，在叶片前端加锯齿尾缘。针对已经建好的疯长做了一些优化，调整风机的转速，达到降噪的目的。另外，针对噪声辐射的范围进行扇区管理，避开正对居民区和房屋的传导。机械自身和其他方面的噪声，针对风机里面的噪声源，每一样都做了相应的方案。比如冷却系统的风机，偏航系统的噪声产生进行了分析，有相应的措施。

分散式风电处于人口比较密的地方，中东南部地方，在冬天的时候或者湿度比较高的情况下，叶片会结冰，在下冻雨的情况下，叶片会结冰，这种情况下为了安全，为了增加发电量，整个叶片需要防结冰，我们也做了相应的方案，主要是通过加热的方式，在风机运行的间隙通过检测发现有结冰的情况下，通过加热来除冰。

再就是电网接入方面的解决方案。新疆去年和今年都出现了规模比较大的次同步振荡的问题，我们机组在新疆也出现了类似的，我们通过一年多的分析和整改，今年基本上解决了次同步振荡问题。主要优化变流器的控制策略和参数，修正机组的组抗特性，适应弱电网。这是当时分析的一个图形，也就是发生次共同振荡的根本原因很复杂。我们从表现形式来看，我们通过变流器控制策略的改变，把风阻的阻抗特性进行改变，错开振荡区域，解决次同步振荡的问题。

这是中低压混合双馈发电系统设计。针对10千伏上网等级，取消了常规的箱变，采用适应发电机转子容量的变压器，施工难度和周期都会大幅度的降低，电缆的损耗也会降低，风机的效能进一步提升。这是关于无功调节的策略，右边的这一幅图，定功率的因素或者定无功的模式参与整个电网的调节。海装在这方面做了研究，参照之前的火电的P-Q曲线，就是机组安全运行范围的曲线，我们做了双馈风电机组的P-Q曲线，这是我们独创的。这块没有国家标准，海装通过分析双馈机组的特性，无功主要是由发电机发出，在发电机有功比较小的情况下，机组可以提供比较大的无功支撑。我们根据发电系统的实际情况进行试验，得到了左边这一幅双馈系统的关系曲线，左边和右边一比较就能够发现机组能够提供的无功支撑比之前的控制策略大得多，就有利于解决分散式风电就就地平衡和无功调节、稳压方面可以提供很大的无功支撑。

关于分散式风电安全和运维方面，因为我们是军工设计企业，我们把军工企业设计的方法引入到风电设计方法中来建立了可靠性建模和部件失效模型，我们找到影响整个机组稳定运行的关键点，我们把关键点进行核心提升，提升整个风电机组的可靠性。

关于吊装、运输简单过了，因为我们制定一些组合式的运输，叶片特制的运输，解决在南方地区的运输问题。关于吊装，各个整机厂家都在提的技术是单叶片的吊装，最大的好处是可以减少占地面积，降低吊装的难度。关于运维，各个整机厂家都有大数据平台，海装也有一个自己的大数据平台，关于大数据的采集、分析以及预防性的维护，可以用在分散式风电上，提高整个智能化的水平。

三、案例分享

我们最早做的一个国内分散式风电，除了浪尔沟有风机以外，在重庆武隆也有我们的分散式风电。我们当时根据选址的几大要素进行了微观选址。另外，根据当地电网的情况选择了一个电网的接入方案。关于整个风机的监控搭建了一套无线传输的系统，实现了整个系统的无线传输和监控。在电网保护方面，根据电网的实际情况，实现整个综合、箱变到风电机组变流器保护一体化的系统。这是当时做的保护系统设计及验证下的东西。2012年运行这个项目，现在做了一个后评估，也就是整个项目的收益情况，满发小时数，可利用率，以及收益率这方面的后评估。当时设计值和后面的实际值相差只有十几个小时，比较准的。整个项目的年收益率看下来都还可以。

我的报告就这些，谢谢大家！

（根据速记整理）