南瑞集團：自主創(chuàng)新助推海上風電發(fā)展

　　6月1日，在南瑞集團有限公司南京江北園區(qū)，幾名工程人員正在開展國家電投揭陽神泉二350兆瓦海上風電項目后臺及通信管理機調(diào)試工作。此前，項目相關(guān)設(shè)備已發(fā)往靖江船廠，將在該廠開始為期3個月左右的海上升壓站平臺出海前的安裝調(diào)試工作，保障項目11月底前并網(wǎng)發(fā)電。

　　我國海上風能資源豐富、開發(fā)潛力巨大，擁有發(fā)展海上風電的天然優(yōu)勢。據(jù)預(yù)測，2023年我國海上風電累計裝機容量將突破千萬千瓦。“十四五”時期，海上風電全產(chǎn)業(yè)鏈迎來更大發(fā)展空間。南瑞集團在風電技術(shù)領(lǐng)域開展研發(fā)工作，持續(xù)創(chuàng)新攻關(guān)，目前已形成覆蓋風機控制系統(tǒng)、升壓站系統(tǒng)、柔性直流輸電系統(tǒng)等全環(huán)節(jié)的海上風電送出工程整體解決方案，助推海上風電發(fā)展。

　　研發(fā)高端裝備助力海上風電發(fā)展

　　揭陽神泉二350兆瓦海上風電項目位于廣東省揭陽市惠來縣神泉鎮(zhèn)東南海域，規(guī)劃建設(shè)64臺單機容量5.5兆瓦及以上的風電機組，同步建設(shè)1座海上220千伏升壓站，敷設(shè)35千伏集電電纜、220千伏海底輸電電纜，建設(shè)1座陸上集控中心，年上網(wǎng)電量約為11.69億千瓦時。南瑞集團在該項目中主要負責海上升壓站綜合自動化系統(tǒng)、海上風電一體化平臺及防腐蝕系統(tǒng)建設(shè)。

　　海上風電場系統(tǒng)復雜、設(shè)備來源多，各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互困難，且缺乏統(tǒng)一標準。南瑞集團研發(fā)的海上風電一體化平臺解決了這一難題。該平臺以“集成化智能設(shè)備+一體化業(yè)務(wù)系統(tǒng)”為特色，基于三維可視化技術(shù)建立了海上升壓站及風機虛擬現(xiàn)實場景，將各風電機組及海上升壓站一次設(shè)備的實時運行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為以圖像形式表示的、隨時間和空間變化的物理模型，實現(xiàn)了全場站全設(shè)備的全狀態(tài)感知。平臺通過建立完備的海上風電場經(jīng)營指標分析系統(tǒng)，實現(xiàn)海上風電場運營指標的計算分析及發(fā)電設(shè)備健康狀況分析、經(jīng)營輔助決策，建立起預(yù)測性維護體系，確保海上風電場運行系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

　　目前，南瑞集團海上升壓站綜合自動化系統(tǒng)、海上風電一體化平臺產(chǎn)品已應(yīng)用于數(shù)十個海上風電項目。

　　為順應(yīng)海上風電遠?；l(fā)展的趨勢，南瑞集團正開展海上風電智慧運維研究。

　　創(chuàng)新技術(shù)打造海上風電精品工程

　　6月1日，在國家能源集團東臺海上風電集控中心內(nèi)，南瑞集團工程人員唐東明正在優(yōu)化國華東臺四期(H2)300兆瓦海上風電項目集控系統(tǒng)，進一步提升數(shù)據(jù)準確率和刷新速率。

　　國華東臺四期(H2)300兆瓦海上風電項目于2019年投運。項目總裝機容量為30.24萬千瓦，年上網(wǎng)電量超8億千瓦時，相當于東臺市一年全社會用電量的20%，每年可節(jié)省標準煤約27萬噸，減排溫室氣體約3300噸。

　　南瑞集團主要負責此項目海上升壓站和陸上集控中心電氣二次總承包工作。2021年年底，項目獲得2020～2021年度國家優(yōu)質(zhì)工程金獎。

　　南瑞集團基于這一項目在國內(nèi)首創(chuàng)了海上風電全景監(jiān)控與預(yù)測性維護系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合風機監(jiān)控、海上及陸地升壓站監(jiān)控、海纜在線監(jiān)測、暖通及消防監(jiān)控、人員管理、航行告警、公共廣播等系統(tǒng)為一體，實現(xiàn)設(shè)備全狀態(tài)感知。系統(tǒng)可綜合設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)評價及故障預(yù)警，為海上風電運維提供輔助決策。

　　2019年11月，海上風電全景監(jiān)控與預(yù)測性維護系統(tǒng)獲得了2019年度電力建設(shè)科學進步獎一等獎。中國電機工程學會鑒定委員會專家一致認為，項目成果契合了海上風電產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向，針對目前國內(nèi)海上風電發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，在海上風電項目后期運行維護、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、電網(wǎng)服務(wù)、資產(chǎn)管理等方面提供了有效的技術(shù)手段和管理平臺，項目內(nèi)容具備推廣應(yīng)用價值，填補了國內(nèi)外空白，整體達到國際領(lǐng)先水平。

　　目前，南瑞集團海上風電全景監(jiān)控與預(yù)測性維護系統(tǒng)已在國內(nèi)20多個海上風電項目中應(yīng)用，推動了風電機組、海上升壓站、海纜等多個領(lǐng)域的技術(shù)進步，為我國海上風電發(fā)展積累了豐富的經(jīng)驗。

　　設(shè)備國產(chǎn)化支撐綠電發(fā)展

　　5月13日，在位于廣東省陽江市陽西縣沙扒鎮(zhèn)南面海域，已實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電的國內(nèi)首個百萬千瓦級海上風電項目——三峽陽江沙扒海上風電項目現(xiàn)場，風機葉輪迎風轉(zhuǎn)動、向海“攬”風，源源不斷地發(fā)出綠色電能。

　　三峽陽江沙扒海上風電項目總裝機容量為170萬千瓦，每年可為粵港澳大灣區(qū)提供約47億千瓦時的清潔電能，滿足約200萬戶家庭用電需求，年減排二氧化碳約400萬噸。

　　項目分為五期建設(shè)，二、三、五期108套風機均采用南瑞集團自主研發(fā)的6.45兆瓦全功率海上變流器。四期21套風機采用南瑞集團自主研發(fā)的7兆瓦全功率變流器產(chǎn)品。

　　“南瑞集團依托獨有的網(wǎng)源協(xié)調(diào)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)及電機控制技術(shù)，研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海上大容量風電變流器。”南瑞集團所屬國電南瑞電氣控制分公司電力電子技術(shù)部副經(jīng)理莊圣倫介紹，該產(chǎn)品適用于690伏和1140伏電壓等級，可滿足3兆瓦至12兆瓦的功率需求。6.45兆瓦變流器是在5.5兆瓦變流器的基礎(chǔ)上進行擴容的，7兆瓦變流器則首次將1140伏三電平拓撲應(yīng)用于海上風電變流器。

　　南瑞集團大容量海上風電變流器關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用于2021年11月通過中國電機工程學會技術(shù)鑒定，總體技術(shù)水平達到國際領(lǐng)先。該變流器可適用于海上、沿海等惡劣環(huán)境，具有較寬的容量適配范圍、不同的功率回路拓撲和較寬的短路比范圍，已在廣東、江蘇、浙江等地應(yīng)用于總裝機容量約1.5吉瓦的海上風電變流器項目。

　　截至目前，南瑞集團已有十余項成果獲中國電子學會科技進步獎、中國可再生能源學會科技進步獎、國家電網(wǎng)有限公司科技進步獎等獎項，參建的數(shù)十個海上風電項目運行良好。南瑞集團將進一步發(fā)揮技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和人才優(yōu)勢，開展海上風電智慧運維研究及柔性直流輸電模式下海上風電一體化監(jiān)控系統(tǒng)研制，提升海上風電戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。（盧媛迪 李安駒 成見）