日前，山東省首批平價海上風電項目之一——昌邑市海洋牧場與海上風電融合試驗示范項目（以下簡稱“山東昌邑海上風電項目”）以優(yōu)異成績穩(wěn)定運行過百日。該項目整場采用50臺金風科技6兆瓦海上風力發(fā)電機組，于2022年12月16日全容量并網(wǎng)。項目投運46天即完成1億千瓦時發(fā)電量任務，相較于同容量風電場至少提前15天完成考核指標，并連續(xù)三個月發(fā)電量均超出目標值1000多萬千瓦時，2023年第一季度實現(xiàn)總發(fā)電量超2億千瓦時，可滿足10萬戶居民一年的用電需求，相當于累計節(jié)約標準煤6.81萬噸，減少二氧化碳排放17.7萬噸，經(jīng)濟效益和節(jié)能減排效益顯著，這一成績的取得離不開金風科技及相關(guān)合作方對其產(chǎn)品可靠性一以貫之的嚴格要求，更離不開項目建設(shè)全鏈條中各方的緊密配合與聯(lián)動。
“機組可靠性”一直是海上風電發(fā)展中倍受關(guān)注的話題。近年在平價上網(wǎng)的壓力之下，發(fā)展大容量風電機組成為海上風電降本增效的重要途徑。機組單機容量不斷攀升，以超出預期的速度發(fā)展，特別是2022年底，國內(nèi)“最大”單機容量海上風電機組記錄在兩個月間頻繁刷新，在大型海上風機快速迭代發(fā)展的趨勢下，機組在全生命周期中安全、可靠、穩(wěn)定運行就顯得越發(fā)重要。通過對行業(yè)的長期觀察可以發(fā)現(xiàn)，目前海上風電行業(yè)內(nèi)的同質(zhì)化現(xiàn)象并非那么嚴重，大多是機組單機容量和葉輪直徑的“數(shù)據(jù)同化”，但實際上，在研發(fā)投入、可靠性設(shè)計、可靠性驗證、工程技術(shù)交付、運行可靠性、運維方案等方面，各海上風電整機商間存在極大差異，特別是在長柔葉片的設(shè)計及仿真、控制策略的優(yōu)化等方面的差異更加明顯。
山東昌邑海上風電項目的整機供應商——金風科技，始終將踐行“高品質(zhì)、恒可靠”的質(zhì)量理念放在企業(yè)發(fā)展首位，多年來在產(chǎn)品研發(fā)及可靠性方面持續(xù)投入。在海上風電領(lǐng)域，始終注重提升包含海上風電機組設(shè)計與試驗驗證、海上工程建設(shè)、海上智能運維的全鏈條可靠性能力。
早在2007年，金風科技便開展了我國首臺海上風電機組的設(shè)計研發(fā)工作。作為國內(nèi)最早一批涉足海上風電研發(fā)并進行實際應用的風電整機企業(yè)，20余年間，依托強大的研發(fā)團隊，完善的研發(fā)體系及深厚的實踐積累，首先保障載荷的最優(yōu)傳遞及降低運維成本，進行傳動鏈專項設(shè)計，并聯(lián)合供應鏈上下游企業(yè)攜手推動技術(shù)創(chuàng)新并制定相關(guān)標準，提高產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性。同時，金風科技采取因地制宜的產(chǎn)品設(shè)計策略，針對不同海域特征進行定制化設(shè)計，全面保障產(chǎn)品穩(wěn)定運行。此外，金風科技還攻克了國內(nèi)自主仿真設(shè)計軟件“卡脖子”技術(shù)，自主研發(fā)出更匹配中國海域特征的整機仿真軟件GTSim，并獲得國際認證機構(gòu)TÜV NORD權(quán)威認證，成為亞洲范圍內(nèi)首個獲此認證的風電整機廠商，可有效支撐山東區(qū)域大葉輪、長柔葉片、高塔架風電機組的仿真設(shè)計。
山東昌邑萊州灣一期海上風電項目位于昌邑市北部，離岸14-18公里，受突風和強對流天氣影響較大，機組運行環(huán)境復雜，長期處于惡劣的海洋環(huán)境中。想要在鹽霧、腐蝕、臺風等惡劣的環(huán)境生存下去，就必須在前期讓機組在模擬真實運行環(huán)境下進行一段時間的嚴苛“訓練”，缺少了此環(huán)節(jié)的風電機組，在實際運行過程中勢必會產(chǎn)生較大的未知風險。而完備的試驗驗證體系與樣機測試是保持機組可靠性的重中之重，但數(shù)以億計的前期資金投入、長時間的測試周期使很多企業(yè)望而卻步。
金風科技始終秉承“風電是一場長跑”的發(fā)展理念。早在2009年，基于國家863項目，歷時三年建成6-10MW級整機傳動試驗平臺，填補了當時國內(nèi)整機測試平臺空白。2021年，金風科技又投資5億余元，建成全球容量最大、檢測功能最齊全的實驗平臺——六自由度16MW整機傳動實驗平臺，形成了貫穿零部件、子系統(tǒng)、整機、場網(wǎng)四級的完整實驗體系，能夠更好地將現(xiàn)場工況與仿真測試相結(jié)合，可在幾個月內(nèi)加速完成機組關(guān)鍵部件全生命周期等效疲勞測試，充分模擬機組現(xiàn)場運行狀態(tài)，在大型化風機創(chuàng)新設(shè)計中識別出真正的短板，成為支撐創(chuàng)新與未來技術(shù)發(fā)展的新平臺，以強大的機組可靠性為客戶帶來長期收益與價值。
山東昌邑萊州灣一期海上風電項目于2022年7月完成首臺機組吊裝，在7-10月萊州灣海域出海作業(yè)窗口期僅70余天的情況下，機組的吊裝工作面臨時間緊、任務重的挑戰(zhàn)。為確保項目快速、高效、安全地并網(wǎng)，金風科技充分發(fā)揮專業(yè)海上工程技術(shù)團隊優(yōu)勢，憑借累計4000兆瓦以上的海上風電機組吊裝與施工經(jīng)驗，針對山東海域制定精細化、定制化的大部件安全運輸、機組吊裝與施工方案。以最快30小時完成一臺機組吊裝的速度，于10月完成全部機組吊裝工作。
為確保項目的穩(wěn)定運行，在后續(xù)運維服務方面，金風科技以“智慧化”理念貫穿始終。面對多變的海洋環(huán)境，金風科技采用智能氣象預警系統(tǒng)提前規(guī)劃作業(yè)窗口期，提升運維效率。同時設(shè)立診斷預警及故障專家?guī)欤柚髷?shù)據(jù)統(tǒng)計與機器學習的方式自動形成診斷結(jié)果與運維方案，依靠IOM智慧運維管理平臺進行風電場精細化管理。正是這些在外界看來“高投入，低回報”的軟硬件設(shè)施的投入，隨著平價時代的到來逐步顯現(xiàn)出它們的強大力量，支撐了山東昌邑海上項目的穩(wěn)定、高效運行。
當下，面向深遠海的海上風電未來，對于海上風機可靠性的要求會更加嚴苛，海上風電行業(yè)內(nèi)各方更需要穿越“短期主義”和“低價至上”的虛幻迷霧，尊重并重視技術(shù)創(chuàng)新，將“產(chǎn)品的質(zhì)量與穩(wěn)定運行”作為企業(yè)發(fā)展的優(yōu)先目標，為項目全生命周期收益負責，共同構(gòu)建公平、實事求是、良性健康的行業(yè)環(huán)境，打造更多海上風電項目可靠性標桿，共同促進風電行業(yè)健康、長久、高質(zhì)量發(fā)展。
