风电机组迭代应回归发电本质-金风科技总裁曹志刚 (风电机组迭代方案)
“风电机组迭代思路已经发生了变化，大容量与大叶轮并不是我们的最终追求，”在近日举行的2024北京国际风能大会暨展览会上，金风科技总裁曹志刚接受《中国能源报》记者采访时指出，“毋庸置疑，大兆瓦加机组在提高发电量、降低度电成本等方面起到了显著的作用。但与此同时，我们也更应该关注以负责任的创新，推动风电发展回归本质，聚焦全生命周期收益提升。”
金风科技新一代陆上风电GWH204 Ultra系列产品便是这种思路的体现。一改叶轮直径越来越大的传统趋势，金风科技新一代陆上风电产品并未紧盯大型化“做文章”，而是在发电能力、噪音控制、构网水平等方面“下功夫”。
在曹志刚看来，在风电经济性好、快速增长的大背景下，风电作为装备产业，“高质量”、“高性能”可能是目前行业保持螺旋上升的正确路径。在构建以新能源为主体的新型电力系统过程中，风电设备更应适应能源市场发展趋势，以创造更多价值提升竞争力。
回归发电本质
近年来，风电机组大型化进程持续加速，与国际风电整机商产品相比，我国最新上市的风电机组产品单机容量已遥遥领先。在陆上风电领域，我国风电企业已率先步入“10MW+”行列，海上风电机组容量也屡屡创下新高，叶轮直径奔向300米以上。
在曹志刚看来，大型化固然是风电机组发展的方向之一，但产业发展要尊重客观规律，在不因循守旧的同时，也不能盲目试错，要做到“有质量的速度”。
“从研发经验来看，机组大型化并不是全无挑战。以机组叶片为例，机组叶片越大，保持其强度越具有挑战性，”曹志刚举例称，“叶片形状越圆，刚度越好保障，可靠性越高，但发电效率却是最低的，而要保障发电效率，则需要风电叶片翼型比较薄，这却也削弱了叶片强度。若要可靠性和发电效率二者得兼，就对制造工艺提出了极高的要求。”
“过快”大型化的挑战不止于此。全球风能理事会在其报告中就指出，风电机组的快速迭代实际上还可能加剧物流、运输以及安装等环节成本压力，同时还可能带来更大原材料成本压力，无序竞争绝不是可持续增长的基础。
在此背景下，金风科技GWH204 Ultra系列产品应运而生。数据显示，该款机组产品叶轮直径为204米，单机容量覆盖4—10MW，永磁传动链和全功率变流组合等新兴技术应用可让机组发电量可提升3%—5%，产品迭代逻辑已回归至发电本身。
应用场景优先
“双碳”目标带领下，国内陆上风电应用场景愈加多元。对于风电企业来说，既是机遇，也是挑战。应用场景的多元化对风电机组提出了更多、更高要求，在曹志刚看来，风电企业不仅应保障发电质量，更应贴合市场发展需求，通过不断技术创新，为市场提供具有差异化特性的风电机组。
以乡村场景为例，曹志刚指出，总结过往项目开发经验，不同地区对风电机组噪音要求各有不同，往往噪音每增加一分贝，其影响可呈指数级增长，这就对风电机组提出了极高的要求。通过不断测试验证，最新推出的GWH204 Ultra系列产品显著降低了运行噪音，实现了居民区附近的“静音运行”。根据机组设计参数，在乡村风电场景下，相对较小的叶轮直径设计方案可让该款机型噪音水平降低3分贝以上，噪音敏感点距离缩短100米以上，环境友好性更为凸显。
不仅如此，曹志刚进一步指出，该款机组从设计之初就考虑到光污染和影子问题，通过监测日照情况尽可能降低风电机组光影变化对当地居民生活的影响。“当阳光照射到机组时，机组会暂时停转，避免反光等光影污染问题，而在光影问题不大时，机组则能够正常发电，不仅保证了发电效率，也实现了环境友好。”
除了深入乡村，目前我国风电开发更是走入沙戈荒、高海拔、低风速等更多陆上场景，为适应更高要求，曹志刚强调，风电机组技术迭代更应锚定度电成本的下降，不断探索拓宽风电的开发边界。GWH204 Ultra系列产品就通过技术创新优势，将风资源可开发风速下降至4.5米/秒，激活了更大的应用空间，实现了全生命周期度电成本5%—15%的下降。
创造更高价值
数据显示，截至2024年7月底，中国风光装机总量已达到12.06亿千瓦，提前六年多实现了2030年的装机目标。然而，曹志刚却也指出，从发电能力来看，光伏和风电的装机容量占比与实际发电量占比之间还存在一定的差距。
截至2024年6月底，我国风电、光伏发电合计装机11.8亿千瓦，约占全国发电总装机38%；2024年上半年，风电太阳能发电量合计达9007亿千瓦时，约占全部发电量的20%。而根据行业预测，“双碳”目标指引下，到2050年，我国风电装机容量可达到30亿千瓦，与目前的5亿千瓦风电装机相比还有巨大的发展潜力。
在曹志刚看来，电网支撑容量不能无限制地扩大，为提高风电利用水平，创造更高价值，风电企业还需要更加关注市场动态，加强“主动安全”能力，为构建新型电力系统提供更为有力的支撑。
“一方面，国内新能源气象预报系统还应进一步完善，提高新能源智慧气象预测系统精度，尤其是短周期预测，更应提高其准确率，另一方面，也应更加重视风电机组的构网能力，加强风电机组对电网的‘主动支撑’。”曹志刚表示。
不仅如此，曹志刚进一步指出，新能源行业还可探索更多能源组合和构成形式，构建多元化、更为独立的电源系统。“从实践经验来看，国内很多区域风电和光伏的发电曲线实际上具有很好的互补性，光伏在白天发电，夜间风速较好时风电也能实现大发，风光发电的互补可形成全新的发电单元，进而实现更好的预测和调控和更为高效的资源利用。”
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