我国首个国家级海上风电试验基地即将投运 16兆瓦漂浮式风电机组完成一体化组装

我国首个国家级海上风电试验基地即将投运 “十四五”是我国科技事业发展历程中具有里程碑意义的五年，科技创新和产业创新加速融合，新质生产力蓬勃发展，我国重大科技成果加速涌现。 位于福建福清的海上风电研究与试验检测基地，是国家“十四五”规划的重大项目，也是我国首个国家级海上风电试验基地，建成后可开展目前世界最大容量风电机组和最长尺寸风机叶片的检测试验，以及多领域国际前沿技术研究。眼下，检测基地进入了设备检测阶段，预计将在今年之内全面投用。 总台记者 黄珊：海上风电试验基地包括陆上检测中心和试验风电场两部分，陆上检测中心坐落于福清市的江阴产业园内，靠近江阴港码头，旁边是福建最大的风电产业园。整个陆上检测中心包含了叶片试验平台和传动链测试平台。 叶片试验平台正在进行叶片疲劳性能测试，简单来说，就是测试叶片的使用寿命。 那要怎么测呢？两个黄色的夹具将叶片紧紧夹住，通过加载装置来驱动叶片进行上下挥舞和左右摆振，挥舞和摆振同时进行，并且持续运动。这是在模拟叶片在海风、海浪、水流作用下的复合受力状态。 除了动载测试，叶片还要进行静载测试，即用最大的力量把叶片扯断来检验整个叶片的最大承受力。 这五年来，我国风电机组大型化的步伐越来越快，风机的叶片长度早已超过了百米，提高叶片性能的验证水平，是风机质量和运行安全的重要保证。这个试验平台，能够对150米，甚至更长的风机叶片进行测试。 在叶片测试平台的旁边是传动链测试平台，用来测试风机的主机。 传动链测试平台最大的特点，是有六个自由度的加载技术。简单来说，就是能从六个不同的方向给主机施加压力，真实模拟海上复杂多变的环境，进而测试主机的机械性能。 随着我国海上风电快速发展，海上风电机组进入大容量时代。此前，大容量的风电机组测试，都只能在海上进行样机测试，且要“看天吃饭”。而随着海上风电试验基地的建成，海上测试可以在陆地上进行，测试的效率和全面性都得到了提升。 国家级海上风电研究与试验检测基地建设现场负责人 王瑞：前不久，我们刚刚完成了26兆瓦海上风电机组的检测，下一步将有更多新型机组来到这里。基地的建设，填补了我国大容量风电机组地面试验检测能力的空白，对我国引领风电行业标准、构建新型能源体系、推进海洋强国战略都有非常重要的作用。 16兆瓦漂浮式风电机组完成一体化组装 假期，奋进的脚步不停。10月1日，全球首台16兆瓦漂浮式海上风电成套系统示范应用工程项目——“三峡领航号”，在广西完成一体化组装。这是目前全球已完成组装的单机容量最大的漂浮式海上风电系统装备，标志着我国海上风电装备制造业向深远海再迈一步。 9月30日凌晨5时，“三峡领航号”首支超长叶片从安装船甲板缓缓升起，历经28小时，风机的三支叶片在百米高空全部完成精准对接，标志着全球首台16兆瓦漂浮式海上风机安装完成。 “三峡领航号”项目现场负责人 向君：风机安装期间，我们实时监测风浪流的情况，精准调节压载系统，使“领航号”经受住了台风“桦加沙”的考验。同时我们通过优化风机安装工艺，保证了风机的最终顺利安装。 “三峡领航号”主要由16兆瓦超大容量风机、半潜式浮体平台和系泊系统组成。相较于传统的固定式风机，这台风机安装在一个排水量达2.41万吨的半潜式浮体平台上，相当于一台轻型航母的排水量，按照可抵御17级台风设计。项目团队在国内首次研发应用包括动态压载系统、新型系泊系统、66千伏动态海缆等多项新技术、新材料。 三峡能源海上风电事务部主任 汪聿为：针对深远海复杂环境，我们联合产业链上下游企业及科研单位，组建创新联合体，聚焦大容量机组、半潜式基础平台和国产系泊系统等关键技术攻关，真正实现以核心技术创新突破来牵引全产业链的升级。 “三峡领航号”将安装在离岸70公里、水深超50米的广东海域。投产后，预计每年可以发出4465万千瓦时的清洁电能，能够满足2.4万户三口之家一年的生活用电。 百米高空百米长叶片“穿针引线”精准对接 预计本月10日左右，“三峡领航号”将拖航至广东海域进行海上安装。在其完成一体化组装的进程中，最具挑战性的环节，是一场在百米高空完成的“毫米级”精密操作——将三支超百米叶片在浮体平台上精准对接。 9月30日凌晨5时10分，“三峡领航号”首支长123米、重60吨的叶片从吊装船甲板升起，即将在160米的高空，克服海风扰动与浮式平台晃动，完成一场难度堪比高空“穿针引线”的精准对接。 三峡集团阳江公司风机吊装负责人 朱彬：叶片吊装是风机安装中精度控制要求最高的一个环节。要把176颗直径42毫米的螺栓，精准插入轮毂直径45毫米的孔中，允许误差仅3毫米。 漂浮式风机叶片吊装要克服叶片和浮体的“双重晃动”，这就好比站在摇晃船上穿针引线，对接难度远超固定式。为最大程度保证吊装过程中浮体的稳定性，项目设计团队利用自主研发的浮体动态压载系统，在吊装前调整压载水分布，降低浮体重心，最大程度降低浮体晃动。 “三峡领航号”项目现场工程师 林成迪：在风机吊装的过程中，浮体的动态压载系统发挥着“智能平衡仪”的作用，我们通过调整浮体三支侧立柱内压载水舱的水量，让浮体的水平度始终保持在千分之三以内。 上午6时15分，176颗螺栓全部精准卡孔，叶片对接到位。建设者们默契协同，共同完成了这场“浮岛高空穿针引线”作业。随后20个小时，其余两支叶片也顺利对接，“三峡领航号”风机主体安装完成。 三峡集团阳江公司风机吊装负责人 朱彬：此次吊装是国内首次采用最新一代风机安装船，在码头站桩完成施工，风机塔筒、主机叶片等设备预先运上风机安装船，实现装运一体化，为我国海上风电走向深远海提供了重要技术实践支撑。