今年,15MW陆上风机即将吊装、18MW海上风机完成吊装,屡屡刷新风电行业技术极限。
在这背后,全产业链的革新悄然进行。当业界目光聚焦于叶片的加长与塔筒的增高,往往容易忽视零部件企业,尤其是电控系统器件在核心技术上的创新与突破——它们正成为风电新时代抢占制高点的关键力量。
在这一环节,有一家不可忽视的企业,即阳光电源。
2004年,阳光电源前瞻性地布局风电变流器市场,成立阳光电源风能事业部(以下简称阳光风能),2023年风电变流器全年发货量达到32GW,同比增长40%,市占率位居全球第一,展现出强劲的增长势头和市场领导力。
为深耕风电电控领域,发挥电能转换的技术优势,阳光风能依托强大的研发生产能力,成立风电变桨研发部门,并迅速推出多款风电变桨驱动器及变桨系统。今年7月,又推出了具有划时代意义的大功率变桨系统,实现了对传统变桨技术的革新。
透过阳光风能近年的布局与成果,足以梳理出风机大型化对行业零部件厂商带来的深远影响。
为此,风电观察近日专访阳光风能变桨产品中心总经理曹文斌,共探大型化下,风电变桨的入局和革新。
阳光风能的发展历程证明,风电行业不仅需要叶片与塔筒的物理突破,同样需要核心零部件与关键技术的创新,这将是风电新时代的制胜之道。
布局风电变桨,阳光风能因何选择?
目前,国内风电变桨系统以电力变桨系统为主。
电力变桨系统即以电动机为动力源,通过伺服驱动器精确控制电动机带动减速机,进而驱动桨叶进行精准变桨,实现风力发电机组的功率输出与刹车制动,确保机组免受过载破坏。
简单来讲,变桨系统虽小,却是风机叶片启停的总开关,直接影响着风机的捕风能力和安全生产,被视为风机的生命线与效益线。
据了解,2009年全球95%的风电机组已采用变桨变速方式,我国自2009年所安装的MW级风电机组中也全部是变桨机组。
变桨系统已成为现代风电行业的标配,相关配套形成完整产业链,并逐步迈入质量竞争阶段,迎来新一轮洗牌。
在这样的背景下,有哪些因素吸引了阳光风能布局变桨市场?
曹文斌表示,“首先,公司的大方向是聚焦新能源电力转换业务,这与变桨业务核心一致;其次公司经过深入调研,发现变桨行业技术路线已多年未有革新,产品趋于同质化,诸多痛点未获解决。”
曹文斌指出,传统的驱动器虽能满足当前大部分10MW及以下风机需求,但在18MW乃至25MW大型风机的挑战下,问题逐渐显现,具体来看:
其一,大兆瓦风机变桨单个器件过大过重,如18MW变桨电机重量189公斤,将近400斤,在轮毂里极难维护。
其二,是IPC开启带来的轮毂过热问题。相当于在轮毂里加装了持续发热的20kW加热器,压缩了变桨电机的温升空间,进一步缩短超级电容等器件寿命,会带来严重的安全问题。
基于以上,阳光风能正通过技术创新,解决上述痛点,推动变桨系统乃至整个风电行业的升级与革新,确保在风机大型化进程中,安全与效率并行不悖。
变桨系统如何解决大风机的安全和成本问题?
近年来,不乏因风机变桨系统部件问题引发事故的案例,在采访中,曹文斌也提到当前海上风电因变桨故障后停机出海的问题严重。
加上大型风机的快速迭代影响,变桨系统急需紧跟整机商脚步。
“变桨业务自成立起就受到公司的重视,不断投入人力物力进行团队组建,并调派了研发的精兵强将进行第一代产品的研发,现在第一代产品已经在批量使用中。”
曹文斌提及的第一代产品,即阳光风能变桨产品系列SPD100-45/55、SPD101-45/55、SPD102-65、SPD110-80,以上产品配套不同功率等级、不同叶轮直径的风机。
不久前,阳光风能还推出了一款具有“划时代”意义的大功率变桨系统。其创新点在于:单柜设计、四象限操作、IGBT并联技术、强扩展性、可接入储能系统、多电机驱动与超级同步功能等。
这些特性不仅提升了变桨系统的灵活性与适应性,更为风电行业带来了革命性的解决方案,尤其针对大型化风机所需解决的核心问题——安全性与降本增效实现突破。
曹文斌介绍,在安全性上,该变桨系统采用IGBT并联技术,能够同时驱动多个电机并联运行,即使单个电机失效,也不会影响其他电机的正常工作,给当前海上风电带来一针强心剂。
在降本上,相比常规双驱系统,大功率变桨系统至少降本40%以上;在增效上,通过将常规变桨系统在IPC模式下通过制动电阻消耗的20多个kW功率的电并网使用,一台风机一年即能节省6万多度电。
如果一年万台风机都采用了大功率变桨系统呢?这对于全力降本的风电行业的作用不可谓不重要。
引领风电变桨,阳光风能持续发力
伴随风电大型化的步伐,风机单一容量提升,对风电变桨系统需求也在发生变动。
“从理论上讲,变桨系统价格走低,这是趋势,不可逆转。”但曹文斌强调,当前的产品不仅承担着变桨的基本功能,更集成了外接储能、并网等多元化功能,以此来降低业主和整机商的成本。
说到底,风机大型化的终极目标,是降本增效,这一理念贯穿于行业发展始终。由此,零部件厂商也正走进新发展阶段。
“近几年行业一直加量,不但不加价还减价。”曹文斌指出。零部件厂商面临的是前所未有的机遇与挑战并存的新格局。
机遇方面,风机大型化的快速推进,促使整机到部件走入“无人区”。此时零部件厂商不断投入研发力量,配合整机厂商做好前沿产品的研发配套,并不断优化,就能在风电行业常青树般地存在。
挑战方面,作为零部件厂商需具备强大的韧性和持续的创新能力,以满足多样化客户需求,不断投入研发资源,坚守长期主义,不因短期得失而动摇。要与整机厂商并肩作战,共同应对来自成本的严苛且漫长的挑战,保持持续竞争力。
而这些正是阳光风能所擅长的,也是其所坚持的。在这一过程中,以阳光风能为代表的零部件厂商的角色正悄然转变,从单纯的供应商升级为风电生态系统中不可或缺的创新伙伴,共同绘制着风电行业可持续发展的美好蓝图。
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