明阳智能预见海上风电

如同多数产业那样，开拓海上风电业务，眼光长远与战略坚定，二者缺一不可。

经过十余年的探索，中国海上风电正迎来属于自己的时代。

关键技术屡获突破，机组型谱不断丰富，产业链体系持续完善，产业价值日益凸显，专属海上风电的发展模式逐步建立。2018 年，我国海上风电新增装机容量跃居世界第一。2019 年，成绩还在延续。随着海上风电开发节奏逐渐加快，很多企业也兼程前行，寻求更进一步。回首过往，风电企业凭技术立足，用信念坚守，实现了中国海上风电从无到有的转变。这其中，明阳智慧能源集团股份公司（以下简称“明阳智能”）起到了至关重要的作用。

今年以来，这家总部位于广东中山的风电企业斩获颇丰，拿到多个海上风电大订单，包括珠海金湾30 万千瓦海上风电项目、华能汕头勒门（二）40万千瓦海上风电项目、中广核汕尾140 万千瓦海上风电项目等，在手订单量已超400万千瓦。一份份订单的获得，源于市场对该公司海上风电机组运行表现的认可。

据悉，在福建福清兴化湾海上风电场，明阳智能的机组已运行超过一年。在截至2019年6月8日的一个自然年内，其机组累计发电2408万千瓦时，年利用小时数达到4378小时，可利用率保持在99％以上，发电表现领跑全场。明阳智能用多年的战略坚守和不断的钻研求索，携手行业共同推动了我国海上风电“春天”的到来。

独具慧眼 瞄准海上风电

我国海岸线长，海上风能资源丰富；海上风电用地和送出限制少；沿海地区用电需求大，海上风电不存在消纳问题……说起发展海上风电的优势，业内早已达成共识，不过知易行难。中国海域地质和气象环境复杂、对设备性能要求高、现阶段投资成本高企、运维服务体系不完善等，诸多问题不容忽视。

面对未知的领域、神秘的大海，权衡利弊之后很多企业望而却步。但总有企业敢为人先，成为“第一个吃螃蟹的人”。明阳智能执行总裁兼首席技术官张启应在接受本刊记者采访时表示：“明阳智能成立于广东，发展海洋经济的思维深深根植于公司的基因之中。公司在新能源领域起步时，对整个行业就有一个基本的判断，站在全球市场的视角来看，海上风电肯定是今后的发展重点。因此，我们在进入风电行业之初就瞄准这一市场。”

基于这样的认识，2006 年，明阳智能启动了对海上风电技术的研究，开始为下一步的全面布局做准备。彼时，国内对海上风电的认知还非常浅显，很多工作都必须从头做起。

明阳智能的研发团队经过调研，初步确定了发展海上业务需要具备的条件：一是海上工况条件复杂、窗口期短，对机组可靠性的要求更加严苛；二是由于开发成本更高、集约用海要求严格，海上风电机组的大型化趋势明显，因此，要尽量减小设备体积、降低其重量；三是南方海域的风能资源丰富，是开发重点区域，但受台风影响较严重，机组必须有对抗台风的能力。

对中国海况和发展需求有一定了解之后，囿于国内现状，明阳智能决定将目光投向欧洲，希冀从先驱者的经验中获得启示。2008 年，该公司高层在德国考察时关注到了半直驱技术方案。

当时，这一技术在国外的应用中展现出很大的优势，体积小，重量轻，加工的精度更高，能够为海上运输和安装提供诸多便利，但其在国内还鲜为人知。明阳智能总工程师贺小兵回忆起最初技术路线的选择时，仍然难掩激动之情：“半直驱机组在国外的优秀表现让我们看到了方向。设计上，半直驱机组在确保发电量的同时，可以减小风电机组的整体尺寸，降低机组重量，最大限度减少机组实际运行时受到的载荷，在提升机组可靠性的同时降低施工成本。综合考虑安全风险、运输安装难度以及机组大型化趋势等因素，我们决定主推超级紧凑型的半直驱技术路线。”

明阳智能海上风电发展之路由此正式起航。

惟精惟一 “蛰伏期”执着坚持

然而，我国海上风电开发在此后相当长的一段时间内几乎停滞不前。首先，2008-2009年，海上风电电价政策缺位，导致投资前景不明晰；其次，风电机组技术处在起步阶段，配套的产业链尚未成型；再次，运输、安装和运维等环节缺少标准和规范。此类问题，并非一朝一夕或者仅靠几个企业振臂一呼就能解决，甚至有业内人士称海上风电有可能成为“镜中月、水中花”般的存在。这是很多企业预想不到的。

这段“蛰伏期”让一些起初踌躇满志的企业选择了放弃，但也有一批人在外界看来似乎是“不撞南墙不回头”。“一个行业的发展绝不可能一帆风顺。我们全体明阳人对行业未来发展有着坚定的信心和十足的耐心，并且做好了长期奋斗的准备。”贺小兵表示。

“政策始终有优化空间，我们虽不能左右其发展，但要有自己的预判，能看准未来发展。我们必须围绕技术和产品，提高自己的适应性，让团队更加高效，能力更强。”技术研发出身的张启应，决心带领明阳智能的海上风电团队迎难而上。

摆在他们面前的第一道难题就是，早期从国外引进的机组技术无法完全适合中国的资源条件，一些原先没有考虑到的问题逐渐暴露出来。明阳智能的研发团队甚至发现，国内没有哪家供应商能提供相应的配套设备，包括变桨、轴承等。经过一番努力，仍然没有起色，事实证明，“拿来主义”是行不通的，外来的和尚未必好念经。对此，张启应提出：“提高企业自主研发能力是首要任务。任何时候，只有通过自主创新研发适合于自己的技术，才能真正为我们带来更好的价值和效益。”

这也促使明阳智能针对原有技术不断进行创新升级，一批产品相继推出。2009年，这家企业在江苏如东海上风电场安装第一批MY1.5-82海上试验机组。随后，又向市场推出单机容量为2.5MW、6MW 等的试验机型。

在前期不断试错、改进的基础上，经过长期的探索积累，明阳智能最终推出第四代、也是其目前的主力海上风电机型——MySE系列。它采用中速永磁半直驱技术，摒弃了运用高速齿轮箱带来的一些弊端，同时保留了半直驱机组的优势。

一是发电量高。调速范围宽，可以在更宽的风速范围内运转在最佳的效率点，实现高效发电。二是可靠性高。半直驱技术采用两级齿轮箱增速，搭配中速发电机，故障率大大降低，提高了整机的可靠性。三是体积小。以MySE5.5-155机组为例，机组重量只有240吨，宽度不到5米，比其他技术路线的5MW机组轻20%左右，能够有效降低运输和安装的成本。

此外，在进行机舱、叶片等承载部件的硬件设计时，明阳智能技术团队通过模拟台风从360度冲击承载部件的工况条件计算得出载荷情况，从而让机组符合最严苛的要求。

值得一提的是，这些风电机组所用的叶片、齿轮箱和发电机等大部件都是由明阳智能自主设计生产，或由其提出技术规范，指导供应商严格按照相关工艺要求进行制造。

技术创新不仅为企业带来价值，更重要的是推动了行业发展。“东南沿海风能资源相对较好，但气候环境恶劣，海床条件复杂，早期让大家望而却步。现在用最新的技术和机型，让原本不适宜开发的海域具备了开发价值，这是技术进步对海上风电最大的促进作用。”明阳智能解决方案部总经理叶凡表示，“这也是明阳始终坚持技术创新的动力之一。”

据了解，明阳智能目前已经形成了较为丰富的海上风电机组产品系列，可以满足不同海域开发的需求，通过提供定制化机组解决方案，帮助业主实现收益最大化。其中，MySE5.5-155、MySE6.45-180机组主要是针对广东、浙江、海南等低风速、有台风风险的市场；MySE7.25-158机组是为福建、台湾海峡等高风速、有台风风险的市场研发；MySE4.0-156、MySE6.45-19X机组则能够很好地适用于江苏、河北等低风速、无台风的海上风电开发。

厚积薄发 多措并举完善业务链

经过长期的积累，明阳智能在海上风电领域已经取得了一些成绩，除了拥有高可靠性和经济性的风电机组这一核心竞争力之外，更是携手上下游企业构建了一个完整的海上业务链条，涵盖前期设计、机组交付、吊装施工以及运维管理等环节，能够为业主提供项目全生命周期度电成本最优的解决方案。

前期规划设计的周密、细致，可以为后期的运行奠定良好基础。机位排布更是其中的关键，对项目的建设周期以及全生命周期收益将产生举足轻重的影响。明阳智能能够通过海上机位智能优化模块精准描述尾流场分布以及全生命周期的风向变化，基于多重变量嵌套迭代遍历寻优方式、先进的尾流计算模型，结合风向的年际变化，实现在1~2个小时内对上万种机位排布方案快速寻优，精准锁定最优机位排布坐标，带来全生命周期发电量提升。

记者了解到，在某30万千瓦海上项目的原始方案基础上，借助这套海上机位智能优化模块进行调整，该风电场发电量提升了2.1%。按海上0.85元/千瓦时的电价计算，在25年全生命周期内，业主可增收近4亿元。

与此同时，明阳智能还开展了海上风电一体化设计研究，通过提供一体化解决方案提高整体项目运行的经济性。明阳智能海上风电项目负责人吴迪告诉记者：“风电机组的大小会直接影响基础的造价，而基础的投资在海上风电项目整体成本中占到20%~30%。因此，在风电机组和基础的迭代计算中，减少基础设计冗余，会降低基础造价，海上风电项目的总投资会明显降低。这也是未来海上风电的发展和突破方向。”

近两年，我国海上风电发展有所提速，这对整机厂商的设备交付能力提出了更高要求。

谈到海上机组的交付能力，明阳智能的副总裁王冬冬告诉记者，“我们根据不同海域选择最佳适用机型，合理布局制造基地。比如，我们目前在长江以北海域推出4MW机型，这部分机组可以在我们原有的九大陆上风电基地进行出品，产能充足。广东、福建、浙江等地区则比较适用5.5MW及以上的机型。为此，明阳智能分别在珠海、阳江、汕尾、揭阳等地设立了基地，能够覆盖包含长江以南海域的国内、外海上风电项目。”

为了给制造环节提供良好的支撑，一方面，明阳智能不断加强自身部分关键大部件制造的能力。该公司目前仅为5.5MW机型生产配套叶片的模具就已经有8套，并且还在以每月新增1套模具的速度不断添加新的生产线，预计在2020年共建设投产20条以上海上大型叶片生产线。另一方面，明阳智能还强化与供应商合作，提前锁定关键零部件供应商的产能，建立动态跟踪机制，对供应链进行灵活调配，保证每一环节能按时完成供货。

据了解，目前明阳智能都是按照计划的节奏在有序开展。经过前期的规划投入与积累，使得明阳智能能够在这个国内海上风电快速发展的时期，快速且稳健地实现出品能力的提升，并为各项目交付提供有力保障。

一旦投运，运维将是决定项目运行表现的关键。

明阳智能海上工程运维部副总监李永战拥有非常丰富的风电场运维经验，他向记者介绍，与陆上风电相比，海上风电运维存在的最大问题就是可达性差。“海上环境多变，如果我们无法及时掌握风电机组的运行情况，并提前做出响应，也就无法保障机组高效运行。因此，海上风电的运维应该向预防性转变。数字化时代的到来为海上风电场的开发与运营提供了更多解决问题的途径，特别是运维方面。”

明阳智能已经形成了一套完整的智能化运维系统，其中值得一提的是故障预警系统。该系统是整个运维调度的“大脑”，它实时采集风电场数据，每十分钟自动将新收集的数据与历史数据做比对，出现异常立即做出反应，生成包含故障预警工单在内的运维计划并发送至一线运维人员移动终端中。运维人员会通过移动终端处理故障预警工单，并反馈相关运行数据和工作进度等，开展预防性运维工作。

2018年9月，超强台风“山竹”在广东西部沿海强势登陆，明阳智能共有8个风电场位于超强台风12级风圈之内。在与“山竹”的正面对抗中，200余台机组均展现出良好的适应性与可靠性。这既需要机组自身优秀基因作保障，也离不开合理运维调度的支撑。目前，明阳智能已形成了完善的海上运维台风防御机制，从台风季来临前的机组排查、台风预警发布、防御措施部署、台风登陆防御和台风过境恢复等各个阶段均形成了详细的应对措施，在台风来临之前就做好充分准备，有效应对台风的袭击。

中国海上风电已进入规模化发展阶段，一时间风云际会，海上风电企业纷纷亮出自身优势，准备乘势而上。明阳智能海上机组的稳定运行向行业和市场释放了一个有力信号，中国整机企业的海上机组技术和后期运维能力，完全经得起市场检验。