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整机厂商竞争加剧,设备迭代周期缩短,风电机组大型化提速

来源:中国能源报

作者:李丽旻

时间:2024-04-01

2023年,我国海陆风电机组大型化进程再提速,陆上风电机组单机容量突破10兆瓦,海上风电机组中16兆瓦设备已实现批量生产,18兆瓦、20兆瓦风电机组也蓄势待发。风电行业正加速进入大型化时代。

从2020年市场上陆上风电机组平均单机容量不到3兆瓦、海上风电机组平均单机容量不到5兆瓦,到如今海陆风电机组单机容量频频刷新行业最高纪录,大型化明显提速之下,真的安全吗?

新产品投入周期明显缩短

机械工业发电设备中心发布的《2023年我国发电设备行业发展情况及形势展望》(以下简称《展望》)显示,2023年,全国风电机组产量为7969.9万千瓦,同比增长39.7%,再创历史新高,风电机组平均单机容量进一步提高,风电机组迭代速度明显加快。

另有行业数据显示,2012年至2020年,国内新增海陆风电机组平均单机容量呈现平缓增加态势,而随着风电平价时代到来,风电降本压力增加,风电机组大型化作为主要降本路径获得多方关注,新增风电机组平均单机容量快速上扬。

以海上风电为例,2022年,新增海上风电机组平均单机容量达到7.4兆瓦,同比增加1.8兆瓦;2022年新增吊装的海上风电机型中,8兆瓦至9兆瓦风电机组占比高达43.9%。而在过去一年,国内主流整机厂商仍在加速推进大型化战略,单机容量20兆瓦的风电机组已呼之欲出。

超出预期的大型化势头引发业界担忧。《展望》统计显示,风电机组平均单机容量进一步提高,风电机组价格却一路走低。去年第四季度,陆上风电机组价格最低跌破1000元/千瓦(不含塔筒),与此同时,相应的制造模具更新换代,企业研发制造成本却不断攀升,且未经过充分验证即投入使用,产品很可能存在质量风险。

需关注新产品使用潜在风险

新产品从研发到正式进入大批量生产投运,要经过哪些步骤?

“风电机组新产品测试验证主要有两个环节。依照国际和国内的通行标准,首先要对叶片、齿轮箱、发电机、变流器等关键大部件进行测试,整机装配后再进行现场的样机测试,包括安全及功能测试、机械载荷测试、功率特性测试、噪声测试等,此外还有针对涉网技术标准进行并网性能测试。完成全部测试项目,通过型式认证,最好有一个小批量生产、运行的验证,这样大批量生产、投运的风电机组的性能、质量和安全才有保证。” 北京鉴衡认证中心风能研究院院长蔡继峰在接受《中国能源报》记者采访时表示,“根据不同测试内容,各环节所需时长在几个月到半年不等。”

“然而,从目前市场情况来看,很多新产品在投入市场前并没有完整地开展样机测试、型式认证及小批量验证,” 蔡继峰坦言,“部分整机厂商在投标时推出的新机组产品可能仅通过了设计评估,在中标后完成批量交付的风电场才进行样机测试,这对风电场安全运营和投资收益都会带来潜在风险,尤其是当前风电机组大型化的快速发展已经进入了技术“无人区”,缺少测试验证的风险更应引起重视。”

记者了解到,过去几年,风电机组起火、失控、倒塔等相关事故频繁出现。更有统计显示,变流器、齿轮箱等失效事故数量呈现上涨态势,虽然在行业中事故率并未出现明显增长,但随着风电规模化发展,潜在的安全问题也备受关注。

“未经过充分验证的新产品进入市场,一旦出现设计等系统性问题就需要对批量产品进行大规模整改,这不仅会产生高昂的整改费用,还会带来严重的发电量损失,更可能存在潜在的人身设备安全风险。”蔡继峰补充道。

各方应合作严守“质量关”

在业界看来,风电吹亮万家灯火之时,技术应用也应更加谨慎。风电机组大型化虽是降低成本的重要手段,但推进新产品进入市场时也不应盲目。

此前,国内多家风电整机厂商都曾公开指出,风电机组大型化不是在以前基础上简单实现功率增加,而是需要材料、设计等多领域创新突破,我国风电机组技术已经逐步走入“无人区”,在可借鉴经验缺乏、不断突破技术边界的当下,严守产品质量关成为我国风电机组走得更远更稳的关键。

机械工业发电设备中心在《展望》中也建议政府部门关注风电机组快速迭代带来的潜在风险,充分调研大部件生产制造能力、材料耐受能力、配套运输能力等产业链各环节是否匹配,提升大型机组样机安全性、可靠性的试验验证标准,合理控制大型风电机组的建设节奏,促进风电行业高质量发展。

在蔡继峰看来,要让风电行业能持续的高质量发展,还需各方协同努力。“对于设备制造商来说,应沉得住气,坚持质量底线,提高产品可靠性和技术经济性;对于开发商来说,应进一步严控项目招评标过程中对风电机组型式认证的要求,尤其涉及到新技术应用以及针对特定项目场址的适应性评估,要重点检查验证。同时,主管部门也需针对低价竞争现象可能带来的设备质量风险尽快出台相关管理措施,促进风电行业的高质量健康发展。”


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