2024年上半年，我国风电技术与产品创新成果丰富。陆上风电新机型迭代加速，大型化呈跳跃式发展趋势。海上风电则成为技术创新与产品研发的关键输出领域，新的亮点层出不穷。构网型与漂浮式技术研发的持续推进，为风电发展打开了更大空间。关键零部件企业努力推陈出新，有力支持着我国风电整机降本增效。一艘艘风电安装船与运维母船的吉水或交付，逐渐补齐了海上风电开发的最大短板。
集中测试10MW级陆上风电样机
2024年上半年，是我国陆上风电机组集体迈进10MW级别的关键节点。多家企业开始对10MW级风电机组样机进行吊装或测试，为年度大容量陆上风电机组项目招标提供了更丰富的选项。
1月24日，运达股份WD230-10MW风电机组在位于河北省张家口市张北县的鉴衡牡丹实验风电场成功完成样机吊装，并展开测试。该机型成为由鉴衡认证中心开展测试、最大风轮直径的陆上风电机型。3天后，中车株洲所10MWD230陆上风电机组完成吊装。同一天，联合动力海陆共平台10MW-236风电机组在山东完成吊装，再次刷新当时全球陆上风电机组最大风轮直径纪录。
3月，华锐风电10.X/230陆上风电机组完成吊装。该机型采用了10MW级陆上大功率整机产品平台，单机容量可覆盖8~11.5MW，风轮直径可覆盖230~250m。
连续推出构网型风电机组
构网型机组可以在交流电网发生波动时表现为电压源特性，通过系统感知主动为电网提供电压支撑，自发快速响应频率变化，解决跟网型机组在弱电网下的稳定运行问题，可以满足电网强度弱、惯量低的高比例新能源发电系统需求。
近年来，风电整机商纷纷推出构网型机组产品。今年3月，明阳智能在新疆达坂城华冉风电场完成了当时全球最大的构网型双馈机组MySE6.25-193的测试验证工作。2个月后，电气风电在江苏省东台市下线了当时全球最大单机容量的构网型机组，单机容量达到10MW。
陆上风电机组单机容量实现跨越式提升
2023年，我国整机商推出的大型陆上风电机型，其单机容量基本在10~11MW。在2023北京国际风能大会暨展览会上，三一重能率先宣布推出海陆共用的15MW机型。
到2024年上半年，一些整机商已经启动陆上15MW级风电机组的研制工作。以运达股份为例，该公司开展的16MW“沙戈荒”大功率风电机组相关研究项目纳入了内蒙古自治区低碳能源领域“揭榜挂帅”科技计划，成为新能源领域的创新重大示范工程。借助海陆共用策略，三一重能与运达股份的产品研发将我国陆上风电机组的主流单机容量直接由10~11MW拉升至15~16MW，可谓是“跨越式”。
多款16~18MW级海上风电机组完成并网
自2023年金风科技实现首台16MW海上风电机组并网后，多家整机商加快了大兆瓦海上机组研发的步伐，纷纷在2024年上半年投运了自己的16~18MW海上风电机型。
2024年1月，远景能源16-18MW海上机组在射阳零碳产业园下线。到5月，该公司又在江苏省盐城市射阳县实现了EN-256/16.7样机的并网。该机型的单机容量达到16.7MW，是当时全球已并网的最大单机容量风电机组，主要为深远海市场设计。
6月，电气风电发布了全球单机容量最大的低频海上风电机组，单机容量达到16MW，为深远海风电项目送出环节的降本提供了有力支撑。
最为引人瞩目的是在2024年上半年即将结束的最后几天，两款18MW海上风电机型的先后吊装、并网。6月26日，东方电气18MW机型在广东汕头风电临海试验基地实现并网，刷新已并网机组单机容量的世界纪录。4天后，中船海装18MW海上风电机组在经过一年多的全面测试后，于辽宁省营口市华能仙人岛热电厂完成吊装。
除整机外，还有不少新推出的技术解决方案在为海上风电机组的安全高效运行保驾护航。例如，牧镭激光与憬知梦蓝均推出了漂浮式激光雷达测风系统，大大提升了海上风电项目测风的准确性与可行性，降低了测风成本。
漂浮式与相关技术的研发取得新的进展
在未来的深远海风电开发中，漂浮式风电机组将成为最佳选择。截至2023年年底，我国已安装或投运4台漂浮式机组，并有多家整机商宣布推出16~18MW漂浮式机组。
2024年上半年，中车株洲所向全球发布了其首款漂浮式机组“启航号”。该机型的单机容量达到20MW，是目前已发布的此类产品中单机容量最大的机型。
2024年4月，明阳智能双转子漂浮式机组“明阳天成号”的浮体基础下水，开始进入塔架吊装阶段。到6月中旬，明阳阳江16.6MW漂浮式海上风电示范项目核准前公示，标志着明阳智能上述机型即将完成靠岸安装，进入机位点安装阶段。截至2024年上半年，该机型已完成除风轮外的全部部件安装工作。
叶片长度不断刷新纪录
更长的叶片，能够使风电机组的捕风能力更强，从而提升相同容量下机组的中低风速发电能力，或是为更大单机容量机组保持发电能力提供支撑。
2024年上半年，我国生产的风电叶片的长度纪录不断被刷新。1月，时代新材在江苏射阳下线了首支120m海上风电叶片；三一重能则在内蒙古巴彦淖尔下线了131m陆上风电叶片，创造了当时最长陆上风电叶片的纪录。5月，明阳智能143m风电叶片运往广东省阳江市，随后在国家海上风电装备质量检验检测中心开展测试工作，是当时全球已下线最长的风电叶片。
关键零部件支持整机大型化发展
除叶片外，其他关键零部件的研发工作也在2024年上半年取得了新的突破。2月，南高齿推出了20MW全集成传动链齿轮箱，低速端和电机端均采用高度集成的设计，并采用多行星轮及滑动轴承设计方案，使齿轮箱扭矩密度达到230kNm/t以上。3月，东方电气的18.XMW海上永磁半直驱风力发电机，顺利通过了背靠背型式试验。同月，全球首台25MW级风电主轴轴承及齿轮箱轴承在洛阳轴研科技下线，刷新了全球风电轴承最大单机容量纪录。此外，鉴衡认证中心为华斯壮研发设计的185m预应力构架式风电机组塔架颁发设计评估符合证明。该塔架的节地优势非常显著，结构底部采用4个小型基础，单个露出面积不足1.5m2，4个基础实际占地只有6m2，并在设计时将构架式塔架底部箱变改为置于塔架中间平台，节约了箱变用地。
风电安装船起重船接连下水交付
风电安装船舶一直是我国乃至全球海上风电开发的瓶颈之一，尤其是具备20MW级机组安装能力的风电安装船，数量极为有限。2024年上半年，一些大起吊能力的风电安装船纷纷下水或交付。1月，启东中远海运海工N1063自升式风电安装船项目安全下水，可以运输并安装7套完整的15MW或5套20MW以上机组，成为当时全球技术规格最高、最先进和最环保的海上风电安装船。5月，中集来福士为荷兰Van Oord公司建造的新型海上风电安装船BOREAS下水。该船主吊起重能力超过3000t，吊臂高155m，能够安装20MW级海上风电机组。同月，中铁大桥局2000t自升式海上风电安装平台“大桥海风”号在江苏省南通市交付。该船拥有当时海上风电安装平台最长的桩腿和最强的综合起重能力，可在70m深海域作业，双钩吊重2000t，副钩吊重800t，甲板以上吊高160m，具备2套25MW级风电机组的运输、安装一体化施工能力。6月底，“铁建风电2000”在江苏南通吉水。该安装船的主起重机达到2000t起吊能力，甲板以上吊高165m，具备20MW及以上不同机型海上机组安装能力。
2024上半年，我国下水或交付了多艘起重船。例如，在4月，5000t自航式全回转起重船“中天39”交付，可满足国内海上起重作业需要，专业从事海上风电工程总包（EPC）和海洋资源开发。6月底，“铁建起重5000”在江苏南通吉水。该船是集运输、起重、吊装及安装等多种强大功能于一体的自航式全回转起重船，主钩起重能力达5000t，全回转起重能力达3500t，采用单钩“四爪钩”设计，是国内首例单钩吊重达到5000t的起重船舶。
运维母船激增满足远海大型项目需求
2023年前，我国风电运维船主要以单体与双体运维船为主，适用于远海或大型风电项目的运维母船几乎为空白。2024年上半年，我国有3艘运维母船实现了下水或交付。3月，振华重工为立洋海工建造的5000t自航式全回转起重船“中天39”顺利完成试航，是中国首艘自主设计、建造并拥有完全自主知识产权的大型海上风电多功能运维母船，填补了我国深远海海缆敷设和运维领域的空白。4月，电气风电“至臻100”完成首次风电项目实效试航，一次性通过了16项功能测试。6月中旬，“丰华23”号正式交付，是我国自主设计、建造并拥有完全自主知识产权的大型海上风电多功能运维母船。
来源：《风能》杂志，文：赵靓，武彩霞
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