占地球面積約71%的海洋,深邃與神秘,卻也每時每刻在為人類提供豐富資源。在當下全球能源危機,氣候變暖,需要加速能源變革之時,海上風電則作為一種清潔能源,發(fā)揮著越來越重要的作用。
資源稟賦與市場環(huán)境俱佳,海上風電漸成我國落實碳中和“生力軍”
近年來,國家相繼出臺系列支持政策發(fā)展海上風電?!?030年前碳達峰行動方案》指出,堅持陸海并重,推動風電協(xié)調(diào)快速發(fā)展,完善海上風電產(chǎn)業(yè)鏈,鼓勵建設海上風電基地。發(fā)展海上風電,對于保障我國能源安全、推進綠色低碳發(fā)展,特別是對應對“雙碳”目標下面臨的速度、經(jīng)濟、社會等多重挑戰(zhàn)具有重要意義。
我國海上風能資源豐富、開發(fā)潛力巨大。 根據(jù)發(fā)改委能源研究所《中國風電發(fā)展路線圖2050》報告,中國水深5-50米海域,100米高度的海上風能資源開放量為5億千瓦,總面積為39.4萬平方千米。同時,中國擁有超過1.8萬公里的海岸線,可用海域面積達300萬平方公里,特別是在環(huán)渤海及東南沿海地區(qū),有效風能密度為200-300瓦/平方米以上,全年大于或等于3米/秒的時數(shù)約為 7000多小時,大于或等于6米/秒的時數(shù)約為 4000 小時,這使得海上風電的可利用效率可以達到光伏(二類)的2倍,比陸上風電(二類)高約20%,且同發(fā)電量的海上風電占地面積比陸上風電小10%,比光伏用地小5%。
基于此,我國海上風電發(fā)展迅速。 數(shù)據(jù)顯示,截至2021年底,我國海上風電累計裝機規(guī)模已達2639萬千瓦,占全球總量的54%,躍居世界第一。從蔚藍大海上吹來的風,正成為推動我國踐行大國擔當,邁向碳中和的生力軍。
挑戰(zhàn)與機遇并存,緊抓“大、運、智、遠”行業(yè)趨勢
不容忽視的是,在迎來快速發(fā)展的同時,嚴苛的環(huán)境讓海上風電面臨著諸多挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計,有超50%海上風電停電故障都和電氣動脈直接相關。 挑戰(zhàn)主要來自三個方面:第一,設備離岸遠,運維投入大,“乘數(shù)效應”導致運維成本是陸上新能源系統(tǒng)的20~30倍以上;第二,響應速度慢,判斷故障難,“盲盒效應”帶來更高的運維難度;第三,海上環(huán)境變化快,時間不可控,“通道效應”使單次故障恢復時長達陸上風電的4~5倍,影響發(fā)電量。由此可見,如何保證海上風機的穩(wěn)定運行,已成為海上風機發(fā)展關鍵因素。
在海上風電從“紅海近岸區(qū)”走向“藍海深水區(qū)”的進程中,雖然面臨重重困難,但在新能源大勢的推動下,行業(yè)機遇仍然巨大,并已呈現(xiàn)出“大、運、智、遠”的特點, 即單機容量大型化、項目擴大化;風電場運維向遠程、集中管理方式轉(zhuǎn)變;風電場向數(shù)字化設計和智慧化運維靠攏;布局規(guī)劃傾向距離海岸更遠的位置,漂浮式風機發(fā)展快速。
作為構建新型電力系統(tǒng),形成源網(wǎng)荷儲一體化體系的核心支撐之一,海上風電在“源”端所發(fā)揮的重要作用正愈發(fā)顯現(xiàn)。面對時代機遇與挑戰(zhàn),在推動能源體系變革的關鍵節(jié)點,行業(yè)領先企業(yè)間的強強合作,共同創(chuàng)新,正備受期待。
聯(lián)合創(chuàng)新碩果累累,持續(xù)深化未來“突破”可期
合作共贏如今已成為眾多領域內(nèi)秉承的金科玉律。作為能源管理領域的專家,施耐德電氣同樣認為,海上風電行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,需要形成更開放的環(huán)境,并打通產(chǎn)業(yè)中各環(huán)節(jié)間的屏障,積極促進上下游各企業(yè)間的合作創(chuàng)新,不斷推出顛覆式的產(chǎn)品與解決方案,并推動全產(chǎn)業(yè)鏈的構建與持續(xù)完善。
在此方面,施耐德電氣在始終堅持開放的合作模式,積極推動生態(tài)圈的構建,并不斷貢獻自身在行業(yè)積累的豐富經(jīng)驗與創(chuàng)新生命力。針對海上風電行業(yè),施耐德電氣基于優(yōu)秀的產(chǎn)品平臺,強大的全球及本地研發(fā)力量,以及突出的敏捷開發(fā)能力,與明陽電氣密切協(xié)作,共同推動相關技術的創(chuàng)新落地。
根據(jù)合作協(xié)議,雙方將在產(chǎn)品聯(lián)合研發(fā)、行業(yè)標準聯(lián)合制定以及業(yè)務新模式方面展開深度合作,聯(lián)合推出海上風電專用低壓配電柜和MVS-T系列風電專用斷路器的升級,確保滿足設備參數(shù)要求的同時,進一步完成大功率海上風電低壓配電標準制定工作。
在經(jīng)過了需求轉(zhuǎn)化、方案設計、驗證交付、優(yōu)化迭代,以及標準起草、修訂等一系列分工協(xié)作和緊密配合后,時至今日,雙方的全部三項合作成果已全部面世。
首先,基于MVS-T系列風電專用斷路器, 推出MVS-T6海上風電專用空氣斷路器,研發(fā)生產(chǎn)僅用時半年,產(chǎn)品1140V下分斷可達75kA,采用特殊材質(zhì)和工藝,具有優(yōu)良的防腐性能。
此外,針對5.5MW 海上漂浮式風力發(fā)電機,產(chǎn)品配置了海事專用的Navy型分閘線圈,一體式控制單元和專用滅弧防護罩,滿足更嚴苛機械環(huán)境下的振動、沖擊和碰撞等性能要求以及耐受鹽霧凝露等腐蝕環(huán)境;針對11 MW海上漂浮式風力發(fā)電機,為斷路器配備專用滅弧室并采用后備保護設計,可滿足高電壓下更高短路分斷能力,外露金屬部件配備耐腐專用側(cè)板和螺栓,在海事專用分閘線圈基礎上,增加一整套用于加強開關側(cè)板以及緩沖的專用附件,有效提高漂浮式應用下機械沖擊和腐蝕性氣體的耐受能力。
該系列產(chǎn)品已通過漂浮式海上風電各項嚴苛環(huán)境特殊試驗認證,能夠為海上風電設備的連續(xù)健康工作提供切實保障。今年,MVS-T系列產(chǎn)品已經(jīng)部署于越南金甌海上風電項目及廣東珠海桂山海上風電項目。
MVS T6系列海上風電專用空氣斷路器
其次,WindSeT 海上風電專用低壓配電柜,基于施耐德電氣BlokSeT MB海事專用柜打造,可滿足5.5-11MW,3200-5000A,額定電壓最高1140V海上風力發(fā)電升壓系統(tǒng)應用需求,擁有更強適用性;產(chǎn)品符合耐海洋高鹽霧腐蝕、長霉、交變濕熱腐蝕、隨機振動、沖擊、碰撞、傾斜搖擺等能力標準,可提供更高安全保護;此外,柜體附件性能優(yōu)異,可減少故障發(fā)生概率,結合施耐德電氣專業(yè)運維指導, 擁有更好的可靠性和更長壽命;同時,產(chǎn)品規(guī)格尺寸更緊湊,可更好地滿足狹窄的空間要求。
WindSet海上風電專用低壓配電柜
最后,雙方基于在各自領域的經(jīng)驗與探索,共同起草的T/GEIA 15-2022《海上風力發(fā)電升壓系統(tǒng)低壓成套開關設備和控制設備》團標,在技術方面具有行業(yè)領先性,經(jīng)過公開征求意見,專家評審后,已于2022年3月31日由廣東省電氣行業(yè)協(xié)會發(fā)布,并已于4月11日起正式實施。
從產(chǎn)品創(chuàng)新,到標準制定,施耐德電氣與明陽電氣的合作已取得了一個又一個亮眼的成果,并正沿著行業(yè)未來發(fā)展趨勢,持續(xù)拓展與深化,繼續(xù)在漂浮式海上風電領域,創(chuàng)造新的突破。
“合則強,孤則弱。”在新能源快速發(fā)展,并成為推動能源綠色轉(zhuǎn)型重要力量的當下,作為我國實現(xiàn)“雙碳”愿景的見證者與參與者,施耐德電氣一直以來憑借在創(chuàng)新研發(fā)與行業(yè)積淀等方面的優(yōu)勢,為新能源行業(yè)建設貢獻力量。未來,施耐德電氣將繼續(xù)以更加開放的態(tài)度,積極踐行“生態(tài)共建,合作共贏”的發(fā)展理念,攜手新能源行業(yè)內(nèi)各領域合作伙伴,一同致力于創(chuàng)新產(chǎn)品與解決方案的研發(fā)制造,共建可靠、高效的綠色電氣動脈,在行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展過程中發(fā)揮更大作用。