6月15日，中船科技自研15兆瓦雙饋陸上風(fēng)電機(jī)組在山東生產(chǎn)基地正式下線。這是目前全球單機(jī)功率最大的陸上風(fēng)電機(jī)組，憑借大功率、高可靠、強(qiáng)適配、低成本等優(yōu)勢，完美契合我國風(fēng)電大基地集約化、規(guī)模化開發(fā)需求。

當(dāng)前，“沙戈荒”地區(qū)是我國新能源發(fā)展的主戰(zhàn)場，卻也是自然環(huán)境惡劣的風(fēng)電場址。針對沙塵侵襲、晝夜溫差懸殊及電網(wǎng)支撐能力弱等行業(yè)共性痛點(diǎn)，中船科技堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，通過系統(tǒng)性技術(shù)革新，成功研制15兆瓦雙饋陸上風(fēng)電機(jī)組，為我國大基地項(xiàng)目提供了高可靠、低成本的“中船方案”。

該平臺(tái)基于模塊化設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)13兆瓦至16兆瓦功率柔性調(diào)節(jié)，完美適配不同資源稟賦。風(fēng)輪直徑240米至260米，搭配135米至190米高塔筒，最大掃風(fēng)面積達(dá)53000平方米。相較陸上主流10兆瓦機(jī)型，發(fā)電量提升10%以上，單位度電成本降低5%，在同容量風(fēng)場建設(shè)中，機(jī)位點(diǎn)數(shù)量可減少35%，從源頭大幅縮減征地、基建及全壽期運(yùn)維成本，重塑陸上大基地經(jīng)濟(jì)模型。

自研超長葉片，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固壽命長。機(jī)組搭載自研126米高性能葉片，從氣動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)研發(fā)到材料應(yīng)用、試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)全流程自主創(chuàng)新。針對超長葉片顫振問題，創(chuàng)新設(shè)計(jì)全新翼型葉片，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證；為平衡輕量化與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通過三十余輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化，搭配高性能復(fù)合材料與預(yù)埋葉根連接技術(shù)，既減輕整機(jī)負(fù)荷，又保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)固；葉片歷經(jīng)多物理場仿真、全尺寸靜力與疲勞試驗(yàn)層層檢測，可適應(yīng)風(fēng)沙、大溫差等極端環(huán)境；葉片表面增設(shè)防沙涂層，可抵御風(fēng)沙磨損，為機(jī)組長期穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)，全工況高效運(yùn)轉(zhuǎn)。中船科技通過輕量化升級，使主齒輪箱重量減輕6%，扭矩密度推升至250Nm/kg，承載能力與功率密度行業(yè)領(lǐng)先。結(jié)合沙戈荒地區(qū)風(fēng)速波動(dòng)大的特點(diǎn)，齒輪箱采用高適應(yīng)性高速比結(jié)構(gòu)，可適配復(fù)雜風(fēng)況，全工況傳動(dòng)效率達(dá)98%；配合精簡優(yōu)化的傳動(dòng)鏈布局，減少故障點(diǎn)位，兼顧高承載、高效率與易維護(hù)，滿足風(fēng)電大基地對機(jī)組“高可利用率”與“低運(yùn)維頻次”的運(yùn)行要求。

創(chuàng)新電氣布局，降低綜合損耗。針對大容量風(fēng)機(jī)普遍存在的塔筒扭纜、電氣損耗偏高問題，機(jī)組創(chuàng)新采用塔頂電氣布局，徹底消除扭纜隱患，單次可減少100千瓦功率損耗。同時(shí)，集約化設(shè)計(jì)釋放地面空間，單臺(tái)機(jī)組節(jié)約征地面積約20平方米，優(yōu)化風(fēng)場整體布局。電氣系統(tǒng)定子、轉(zhuǎn)子差異化電壓設(shè)計(jì)，兼顧運(yùn)行穩(wěn)定性與檢修便利性。核心發(fā)電機(jī)功率密度達(dá)653kW/t，以輕量化機(jī)身實(shí)現(xiàn)大功率綠電高效轉(zhuǎn)化，重新定義沙戈荒機(jī)組的能效標(biāo)桿。

全域環(huán)境防護(hù)，從容應(yīng)對極端氣候。為適配沙戈荒極端天氣，機(jī)組搭建全維度環(huán)境防護(hù)體系。機(jī)艙采用局部封閉防沙結(jié)構(gòu)，搭配過濾精度≤40μm的沙塵過濾系統(tǒng)，阻擋沙塵侵入設(shè)備內(nèi)部；散熱系統(tǒng)采用外置自然風(fēng)冷加內(nèi)循環(huán)空空冷組合方案，在50℃極端高溫下仍可穩(wěn)定散熱、正常運(yùn)行；低溫環(huán)境中，分布式自動(dòng)加熱系統(tǒng)結(jié)合智能溫控策略，實(shí)現(xiàn)-40℃極寒天氣順利啟停。整套防護(hù)技術(shù)已在西北典型風(fēng)區(qū)完成多輪實(shí)地驗(yàn)證，可靠性得到充分印證。

弱電網(wǎng)優(yōu)化，安全友好上網(wǎng)。針對沙戈荒基地弱電網(wǎng)特性引發(fā)的電壓波動(dòng)、電網(wǎng)振蕩及諧波超標(biāo)等難題，機(jī)組深度融合雙饋技術(shù)與電網(wǎng)主動(dòng)支撐技術(shù)，完成低頻阻抗控制優(yōu)化，搭建專業(yè)振蕩分析模型，從源頭根除并網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)組具備0-130%Pu寬電壓運(yùn)行能力，可主動(dòng)支撐電網(wǎng)頻率，短路電流支撐與有功功率緩沖響應(yīng)時(shí)間≤5ms，能快速平抑電網(wǎng)波動(dòng)、抑制諧波，實(shí)現(xiàn)真正意義上的電網(wǎng)友好型并網(wǎng)，有效破解新能源大基地“發(fā)得出、送不走”的瓶頸，提升區(qū)域電網(wǎng)的消納能力與運(yùn)行韌性。

四級驗(yàn)證體系，夯實(shí)質(zhì)量根基。中船科技建立了“部件-系統(tǒng)-整機(jī)-風(fēng)場”四級全生命周期可靠性驗(yàn)證體系，始于精密零部件檢測與系統(tǒng)仿真，延伸至整機(jī)級的全功率并網(wǎng)、溫升及振動(dòng)測試，最終落地于典型風(fēng)場實(shí)地試運(yùn)行。依托專業(yè)試驗(yàn)臺(tái)與半實(shí)物仿真平臺(tái)的雙重加持，機(jī)組各項(xiàng)性能指標(biāo)完成反復(fù)測試，從源頭筑牢質(zhì)量防線，確保每一臺(tái)出廠機(jī)組都是經(jīng)過千錘百煉的精品，踐行“樹一臺(tái)風(fēng)機(jī)，立一個(gè)標(biāo)桿”。

據(jù)悉，此次下線的15MW機(jī)組在完成風(fēng)場測試驗(yàn)證后，將批量應(yīng)用于新疆塔城額敏130萬千瓦風(fēng)電項(xiàng)目。作為國內(nèi)首個(gè)15MW級陸上風(fēng)電批量化應(yīng)用工程，該項(xiàng)目一期規(guī)劃裝機(jī)75萬千瓦，擬安裝35臺(tái)15MW和36臺(tái)6.25MW風(fēng)電機(jī)組。這一標(biāo)志性項(xiàng)目的落地，不僅是“大國重器”的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，更將進(jìn)一步激活“三北”地區(qū)風(fēng)電大基地的開發(fā)潛力，為我國能源結(jié)構(gòu)的綠色低碳轉(zhuǎn)型與優(yōu)化升級注入強(qiáng)勁動(dòng)能。