4深远海风电技术发展探讨2024-6-21.pdf

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1、深远海风电技术发展探讨运达能源科技集团股份有限公司2024年6月-运达股份（S.Z.300772）-2 海上风电发展现状当前深远海项目固定式支撑结构开发成本在22.5万元/kW，漂浮式34万元/kW，难以满足平价开发要求。风电机组、支撑结构、输配电系统在深远海项目成本中占比超过70%，对这三项技术的深入研究促进深远海风电发展。深远海固定式项目成本构成深远海漂浮式项目成本构成深远海固定式22.5万元/千瓦1.41.8万元/千瓦风机28%支撑结构24%输配电系统18%施工安装13%其他17%风机支撑结构输配电系统施工安装其他风机14%浮式基础21%系泊系统22%输配电系统11%施工安装22%其他1

2、0%风机浮式基础系泊系统输配电系统施工安装其他深远海漂浮式34万元/千瓦1.82.2万元/千瓦一、大容量高性能机组研发-运达股份（S.Z.300772）-4 一、机组大型化总体设计技术根据项目造价、资源条件、产业制造能力综合判断，25MW级是目前深远海风电发展的主力机型。当前已下线的最大机组容量已达到1620MW级，以半直驱、双馈路线居多。双馈发电作为风电技术的主流技术路线之一，910MW机型已完成产业化批量生产，1620MW级已处于生产阶段。数据来源：GWEC海上机组大型化趋势-运达股份（S.Z.300772）-5 一、机组大型化|传动系统关键技术半直驱传动系统高度集成化，设计时需与齿轮箱、

3、发电机进行联合设计，并基于机械、电磁、热场进行多物理场耦合分析，重点在于齿轮箱的可靠性设计。双馈发电系统在大型化的发展中主要面临高转速发电机的转子结构裕度不足、大载荷高转速轴承选型难度增大、转子电流增大等难点，在产品设计时需关注强度疲劳仿真校核、轴承可靠性和大电流的高速滑环可靠性。半直驱机电耦合系统仿真技术双馈发电机仿真校核-运达股份（S.Z.300772）-6 一、机组大型化|叶片关键技术海上机组叶片设计方面需关注气弹稳定性和颤震抑制，从设计、仿真、监控三个维度提升长柔叶片设计安全；生产质量控制方面需优化铺层及灌注、合模、预制叶根及预制UD等关键工艺，保证粘接质量；测试资源方面，当前我国已投

4、用的检测基地能够开展150m级的全尺寸叶片检测，同时在建有180m级的测试基地。鉴衡-阳江国家质检中心:150m级测试资源气弹稳定性分析优化时代新材-射阳叶片检测中心:最长160m福清国家级海上检测基地（在建）:150m级叶片试验平台鉴衡-盐城叶片测试基地（在建）:160米-180米实验台开展气弹分析，调节叶片外形、刚度、剪切中心、重心等改善气弹稳定性生产质量控制优化铺层及灌注、合模、预制叶根及预制UD等关键工艺，保证粘接质量-运达股份（S.Z.300772）-7 一、机组大型化|电气系统技术对于采用16MW机组，500MW的典型场址，66kV系统方案相较35kV方案可降低集电线路投资1015

5、%。深远海项目单机容量提升，项目规模更大，66kV方案的经济性将进一步凸显，110kV正在开发测试。电气系统上置是深远海大型机组的主流方案，需针对连接可靠性、防火和自动消防、免主吊更换进行专项设计，并加强振动仿真分析。不同电压等级集成线路集成电气系统上置增加变压器，变流器结构疲劳分析，解决上置振动疲劳影响增加电气系统连接可靠性保障，避免松动联结可靠性增加电气系统耐火性，并配自动消防系统变压器需进行免主吊更换设计，增加维护便利性66kV深远海项目单机容量提升深远海项目项目规模扩大66kV经济性更优更大容量升压变铝绕组干式变压器技术GIS小型化技术110kV扭缆产业化未来110kV极具潜力二、支撑

6、结构一体化设计-运达股份（S.Z.300772）-9 二、支撑结构一体化常规设计：风电机组（含塔架）独立设计、基础支撑结构独立设计，多轮迭代局部寻优；LAC+X的一体化设计：风电整机与支撑结构一体化设计从全局最优出发，在设计载荷、安全裕度等方面考虑更为合理，支撑结构整体工程量可下降约10%。降10.6%L：风浪载荷 A：气动 C：控制 X：支撑结构分离式设计LAC影响成本占比：28%一体化设计LAC+X影响成本占比：52%0100020003000分离式设计一体化设计浙江某项目9MW机组支撑结构工程量基础工程量塔筒工程量-运达股份（S.Z.300772）-10 二、支撑结构一体化|单桩一体化关