2019年10月21-24日,2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)在北京隆重召开,大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展:绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来,已连续举办11届,成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。
CWP2019进一步加强了大会的国际化特色,组织了20余场精彩论坛和各类活动。其中,竞价/平价上网:风力发电创新技术论坛于10月23日下午在新国展召开。北京天源科创风电技术有限公司高级产品经理出席论坛并发表题为《高低搭配—“平价时代”钢混塔创新》的主旨演讲。以下为发言全文:
巫炜:大家好,很高兴在这里给大家做分享,来自金风的子公司天源科创。今天的分享以高低搭配—“平价时代”钢混塔创新为主题。主要分为三部分:一,介绍风电机组塔架的结构形式;二,介绍金风的钢混塔架;三,金风在平价/竞价上网时代,对钢混塔架未来发展的探索。
首先说说风电塔架,其塔架结构形式基本可以分为三种。一个是刚性塔,,基本就是全混凝土塔架。第二种类型是半刚性塔,包括传统钢管塔、钢混塔、桁架塔和大直径分片钢塔。半刚性塔架都是把整个塔架频率控制在1P和3P之间。塔架频率在1P以下称之为柔性塔架,,柔性塔架主要靠控制策略来控制整个塔架的安全性和稳定性。
分析归纳以上几个塔架的特点,对于传统钢塔来说,塔架高度适用范围在90米到100米,或者到110米之间。塔架高度过高,经济性就无法保证。对于柔性塔架,它适用的高度一般是120米以上,125米、 140米,或者更高的高度。对于钢混塔架来说,不仅适用于高度不高的塔架,比如90米,也可以适用高塔架,超高塔架,比如160米及以上。
总结以上塔架形式,对于混塔,它采用了下部混凝土塔筒,上部钢塔筒的结构形式,对塔架频率控制要求不高,沿用传统钢塔的控制形式。对于混塔,现阶段也存在一些问题。一个是混塔的混凝土构件预制需要特定的场地,一个是由于混凝土预制构件的尺寸和重量,对运输有一定的要求。
对于柔性塔架来说,它的优势是建设工期短,但需要重视运营期内振动加速度过大,高阶频率振动等问题,特别是在待机工况下。所以它对整个机组的安全性要求是非常高的,这也是柔塔将来往高发展要面临的问题。其他塔架形式这里就不一一介绍,大家可以在会后深入了解。
国内混塔主要有以下几种形式:一种是直筒收缩式混塔,一种是圆锥式全混凝土塔筒,也就说它底部基本都是混凝土段。一种是圆锥式钢混塔筒还有长分片式钢混塔。这几种混塔结构形式在国内外应用的比较广泛。
接下来介绍金风的钢混塔架。金风的混塔产品规划,可以分为两大应用方案,一块是大基地,大兆瓦机型应用方案。现阶段风电发展面临平价/竞价上网,对于风资源比较好的区域,风机轮毂高度并不需要做得太高,一般和传统钢塔架一样,90米、100米,最多到110米这种水平。这个解决方案适用于大基地区域机组。我们把混凝土高度控制作在15米左右,这样就能满足我们这个预制运输,包括整个塔架频率的这块控制的需求。它的目标市场主要定位在青海、内蒙、东北,这些风资源情况比较好,塔架高度不需要那么高的区域。第二种应用方案应用的对象一个是分散式,一个是低风速。因为对于低风速区域,切边达到0.15左右,这样的话才具有利用的价值,针对这些区域的话我们会采用高塔架这种形式,120米,140米,甚至更高的塔架高度,这样可以满足超低风速区域的需求,对于我们整个产品谱,囊括从120米到140米,一直到160米的塔架高度。针对国际项目混塔高度的可以根据不同的项目特点,不同的成本需求,然后进行定制不同的混凝土段高度,或者采用全混凝土塔筒,这样可以满足业主和当地需求。
这是我们产品的国内分布图,应用区域主要集中在三北区域和风资源条件较好的区域,这部分我们做的90m和100m塔架高度机组。另一个是主要集中在中东部地区,中东部地区的话,属于低风速区域,我们采用高塔架,或者超高塔架这种形式。所以我们现在产品布局的范围基本是分为两个部分,一个是塔架高度不是特别高的,90米、100米、110米,风资源情况比较好,适用于大兆瓦机组,包括大基地的应用。我们用比较低的混凝土段来实现这个混塔这种结构形式。然后对于中东部地区,低风速或者超低风速区域,和国际市场,我们采用高塔架120、140m方案,若有项目需求也可以把塔架高度做的更高, 160m及以上高度。
现阶段国内整个风电市场发展的一个趋势,对度电成本来说要求越来越高,所以我们要不断的降低成本,对于塔架来说,它也占10%的成本因素,所以塔架成本的降低对度电成本的降低将起到部分作用。从统计图上可以看出,对于国际市场,呈现两个趋势,一是轮毂高度越来越高,二是叶轮直径越来越大、机组容量越来越大。从国内市场来说,现在面临竞价/平价上网。这个竞价和平价上网,在三北地区更容易实现,所以在这些区域它的本身风资源条件会比较好,我们并不需要做到太高的塔架高度。
我们金风是国内最早做混塔的厂家。从13年我们开始做样机, 13年做的这台现浇混塔样机,然后到15年我们做了预制混塔样机,在样机的基础上,我们走向批量化项目。可以说我们混塔产业的发展走的脚步都比较踏实。我们从样机开始做起,这样对我们整个工艺水平和设计水平,是一个很好的检验。我们对自己的产品有信心之后,我们再做批量化的项目。面对未来的发展,我们会做高低搭配这种混塔模式,来适应整个发展的趋势。
这个是我们现阶段一个产品分布和我们的业绩表,从这个总量来说,现在在全国范围,我们混塔的做混塔的数量已经超过500台。总结我们的经验,对于混塔市场,它需要面临这几个问题,一个是钢混塔架的生产管理、一是混塔产品未来规划。一是开拓混塔应用范围,最后是对混塔未来市场的把握。只有做到以上几点,才能推动混塔的发展。
综上所述,现在风电混塔规范不断的完善,电力协会的混塔标准都已经颁布实施,能标、国标现在正在编制修订,这个对混塔来说是一个很好的推动。现在混塔的应用市场还是非常大的,海阔凭鱼跃,天高任鸟飞,希望混塔市场能在各个厂家的共同努力下一起越做越好,谢谢大家。
天源科创巫炜:高低搭配—“平价时代”钢混塔创新
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