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海上风电发展现状与趋势分析.pdf

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1、1第 43 卷第 4 期能 源 工 程海上风电发展现状与趋势分析陶建根,陈怡,黄博远(浙江省能源集团有限公司,浙江 杭州 310027)摘要:当前全球海上风电装机量快速上升,平准化能源成本不断下降,我国在全球海风市场扮演愈发重要的角色。海上风电项目开发呈现装备大型化、开发远海化、风机漂浮化、送出直流化、运维智能化、海洋资源利用综合化六大趋势;同时也面临着产业链构建困难、政策导向不明、技术瓶颈受限、风电消纳压力大等主要挑战。针对上述问题,分别从打造多样化产业链、稳定政策预期、加快装备技术攻关、强化工程技术应用、提高电网消纳能力六个方面系统性地提出了建议与实施路径。关键词:海上风电;发展现状;趋势

2、分析;海洋经济中图分类号:TM743文献标识码:ADOI:10.16189/j.nygc.2023.04.001Current situation and development trend of offshore wind powerTAO Jiangen,CHEN Yi,HUANG Boyuan(Zhejiang Energy Group,Hangzhou 310027,China)Abstract:The current global offshore wind power installed capacity increase rapidly.The levelized cost of

3、 energy(LCOE)is continuously decreasing.China has become an essential market of the global offshore wind power industry.Six major trends have been presented with the development of offshore wind power projects:large-scale equipment,farther-offshore of wind farms,floating wind turbines,more frequent

4、usage of HVDC,intelligent operation and maintenance methods,and comprehensive utilization of ocean resources.At the same time,it also faces several major challenges,especially in the industrial chain building,in the uncertainty of policy issues,in the technical problem,in the contradiction of renewa

5、ble energy accommodation.For these challenges,suggestions and implementation paths were systematically put forward in six aspects,namely,building diversified industrial chains,stabilizing policy expectations,accelerating equipment and technology research,strengthening the application of engineering

6、technologies,and improving the grids ability to consume.Key Words:offshore wind power;development status;trend analysis;ocean economy收稿日期:2023-05-15作者简介:陶建根(1968-),男,浙江平湖人,高级经济师,主要从事能源战略规划及能源项目投资研究等。0引言海上风电具有利用小时数高、不产生温室气体排放、适宜规模化开发等特点,近年来,成为沿海国家和地区风电发展的重要方向,全球累计装机容量已达 64.31GW1。开展海上风电技术研究是我国加快能源清洁低碳

7、转型、构建新型电力系统、实现“双碳”目标下可持续发展的重要战略布局的需要,也是我国全力推进科技创新与攻关、打造原创技术策源地的重要手段。我国海风资源丰富,开发潜力大2,在沿海各省份“十四五”规划中,海上风电都被列为重点发展对象。从全球海上风电项目开发趋势看,未来海上风电项目LCOE(Levelized Cost of Energy,即平准化度电VOL.43No.4Aug.2023第 43 卷第 4 期2023 年 8 月能 源 工 程ENERGY ENGINEERING清洁能源2VOL.43No.4成本)将不断下降3,单体风机容量正逐渐增大4-5,站址的选择不断地向深远海迈进6,离岸越远,传统

8、固定式风机建设成本越高、运维风险越大等。为更好地适应深远海风电发展,漂浮式风机、柔性直流输电、无人化智能运维等技术装备正在逐步应用到新建项目中7-10。为进一步提高风电场整体收益,海上风电+农业11、海上风电+制氢12-13、海上风电能源岛14等多种业态被引入海上风电项目开发领域,实现了产业融合发展。但是,目前我国海上风电产业也面临一些挑战,诸如:链主缺失导致产业链构建困难,国内海上风电政策导向不明,海上风电装备与建造存在技术瓶颈,电网对于清洁能源存在较大的消纳压力等。本文以结果为导向,为我国海上风电产业的平稳健康发展提出切实有效的解决办法。1国内外海上风电发展现状1.1全球海上风电装机量呈现

9、快速上涨趋势当前,全球范围内海上风电装机量在亚太地区和欧洲地区呈现出高产业集中度,根据全球风能协会公布数据,截至 2022 年底,全球海上风电装机容量已经达到了 64.31GW1。其中亚太地区、欧洲地区海上风电装机容量分别为 34GW 和30.27GW,占全球容量的 52%和 47%,合计占比99%。亚太地区正在逐步取代欧洲成为海上风电新的增长极。2022年全球新增装机量为8.87GW,其中亚太地区新增 6.31GW1,欧洲地区新增2.46GW,分别占新增容量的 71%和 28%,亚太地区海上风电装机年增量约为欧洲的 2.5 倍。1.2全球风电 LCOE 呈现逐步下降趋势海上风电的 LCOE

10、是指每单位电能的生产成本,包括建设、运营、维护等各方面的费用。根据全球清洁能源署(IRENA)的数据,海上风电LCOE 在 2010-2020 十年间下降了 70%,截止到2021 年,全球平均海上风电 LCOE 约为 0.08 美元/千瓦时3。1.3我国海上风电发展处于国际领先地位截至 2022 年底,我国累计海上风电装机量达到 31.44GW1,占亚太地区总装机量的 92%,陶建根等:海上风电发展现状与趋势分析占全球总装机量的 48%。在增量方面,我国 2022年海上风电新增装机量为 5.05GW1,占亚太地区新增装机量的 80%,占全球总新增装机量的57%。值得一提的是,2021 年是我

11、国海上风电项目享受国家补贴的最后一年,新增装机量创历史新高,达到 16.9GW1,占当年亚太地区和全球新增量的 95%和 80%。因此,考虑到 2021 年抢装潮提前透支等因素,我国在 2022 年取得的成绩颇为不易。1.4我国沿海省市重视发展海上风电图 1中国风能潜力图我国拥有 1.8 万公里漫长的海岸线,未来我国海上风电仍颇具开发潜力。根据世界银行估计,未来我国海上风电总容量潜力达 2982GW2,其中近海固定式风电为 1400GW,远海漂浮式风电为 1582GW。2022 年 1 月 29 日,国家发展改革委、国家能源局印发的“十四五”现代能源体系规划中提出:要积极推进东南部沿海地区海上

12、风电集群化开发,重点建设广东、福建、浙江、江苏、山东等海上风电基地。各省也提出了相应的发展3第 43 卷第 4 期能 源 工 程目标(见表 1)。表 1我国沿海省份与“十四五”海上风电产业发展规划省份累计装机“十四五”开发目标信息来源辽宁42.5 万千瓦力争海上风电累计并网装机容量达到 405 万千瓦辽宁省“十四五”海洋经济发展规划河北30 万千瓦计划到 2025 年,海上风电装机容量将达到 350 万千瓦河北省“十四五”能源发展规划天津11.7 万千瓦加快推进远海 90 万千瓦海上风电项目前期工作天津市可再生能源发展“十四五”规划山东1.5 万千瓦力争开工 1000 万千瓦,投运 500 万

13、千瓦山东省可再生能源发展“十四五”规划江苏681.6 万千瓦规划项目场址共 28 个,规模 909 万千瓦江苏省“十四五”海上风电规划环境影响评价第二次公示上海41.7 万千瓦近海、深远海、陆上分散式风电,力争新增规模 180 万千瓦上海市能源发展“十四五”规划浙江40.7 万千瓦新增海上风电装机 450 万千瓦浙江省能源发展“十四五”规划福建101.6 万千瓦增加并网装机 410 万千瓦,新增开发省管海域海上风电装机规模约 1030 万千瓦,力争推动深远海风电 480 万千瓦。福建省“十四五”能源发展专项规划广东135.8 万千瓦新增海上风电装机容量约 1700 万千瓦广东省能源发展“十四五

14、”规划广西-全区核准开工海上风电装机 750 万千瓦,其中力争新增并网装机 300 万千瓦。广西可再生能源发展“十四五”规划海南-海上共规划场址 11 个,总容量 1230 万千瓦。海南省“十四五”海上风电规划在海上风电项目建设方面,2022 年国内新核准的海上风电项目共有 14 项,装机规模合计10.1GW,其中大唐集团所获项目的总装机规模最大,共计 1.55GW。比较国内各企业在 2022 年已并网的海上风电容量,三峡集团、华能集团、国家电投、国家能投、中广核名列前五(见图 2);比较在2022年底前已核准、但未并网的装机容量,中广核、电气风电、三峡集团、国家电投、国家能源集团名列前五(见

15、图 3)。图 22022 年底已并网海上风电装机容量前五名图 32022 年底已核准未并网海上风电装机容量前五名2海上风电产业发展趋势2.1海上风电装备大型化大型海上风电机组可增加单位发电效率,是降低风电场整体成本有效的途径之一,海上风电装备大型化已成为主流方向。1)从国外大型海上风电项目投运情况来看(见表 2),79MW 机组市场占比已逐渐提高,单机组平均容量逐步增大。2)从国内海上风电市场开发情况来看,7MW以上机组占比超过90%,大型化趋势明显(见表 3)。目前 7MW 以下的机型已逐步淡出市场;79MW 机型的采购占比超 50%,成为目前市场主流风机机型;911MW 机型的市场占有率约

16、为16.11%;而 11MW 及以上大型风机的市场占比已经超过 20%,风机大型化趋势明显。3)从全球海上风电装备市场来看,国内外海上风电装备龙头企业正加快推出大容量的单体风机(见表 4)。目前国外较为领先的机组有 GE Haliade-X 12MW 和 Vestas V236-15.0MW 等;而国内海上风电头部企业,均已加快大型机组的研发进度并已有超过 15MW 的风机机组下线。4VOL.43No.4陶建根等:海上风电发展现状与趋势分析表 2国外大型海上风电场采用机组类型风电场名称位置容量/MW风机数量/台单机容量/MW风机型号调试日期Hornsea 2英国1,3861658.4西门子歌美

17、飒 SG 8.0-167 DD2022Hornsea 1英国1,2181747西门子歌美飒 SWT-7.0-1542019Moray East英国9501009.5三菱重工维斯塔斯 V164 9.5 MW2022Triton Knoll英国857909.5三菱重工维斯塔斯 9.5 MW2021Borssele I&II荷兰752948西门子歌美飒 8MW2020Borssele III&IV荷兰731.5779.5三菱重工维斯塔斯 V164 9.5MW2021East Anglia ONE英国7141027西门子歌美飒 SWT-7.0-1542020Walney Extension英国6594

18、0+477.6MHI-维斯塔斯 8.25 MW西门子歌美飒 7 MW2018Kriegers Flak丹麦605728.4西门子歌美飒 SWT-8.4-1672021Beatrice英国588847西门子歌美飒 SWT-7.0-1542019表 32022 年国内海上风电中标机型分布情况4机型装机容量/MW采购占比 7MW13009.27%79MW(不含)7359.552.47%911MW(不含)226016.11%11MW310722.15%表 4国内外海上风电机组最大单机容量发展情况厂家名称10MW 以上风机机组金风科技10MW、13.6MW、16MW远景能源14MW明阳智能16MW、16

19、.6MW(在研)中国海装12MW、13.7MW、18MW东方电气10MW、12MW、13MW运达股份910MW、15MW(在研)哈电风能810MW、1518MW歌美飒11MW、14MW维斯塔斯10MW、15MW通用电气14MW、15MW2.2海上风电开发深远海化远海风电一般指场区中心离岸距离大于70km为远海风电场,水深大于 50m 为深海风电,由于具有更稳定的风能资源、更小的社会环境影响,深远海风电的巨大潜力正逐渐被重视。1)欧洲新建风电场正在逐步远离海岸线。2019 年欧洲在建的海上风电项目平均离岸距离就已经达到了 59km,英国的 Hornsea 1 风电场、德国的 EnBW Hohe

20、See 和 EnBW Albatros 风电场离岸距离都超过了 100km,而在新开标的风电场中,最远离岸距离已达到 220km5。2)我国未来海上风电项目水深和离岸距离都在加大,向深远海延伸趋势明显。根据对招标项目不完全统计,目前我国已装机海上风电项目集中在离岸 30km、水深 1520m 的区域;2022 年已完成招标待建项目平均离岸距离 40km、水深30m;2023 年待招标项目平均离岸距离 50km、水深 35m。3)我国沿海各省份陆续推出深远海海上风电发展规划,并出台相关政策对深远海风电进行财政补贴以鼓励其快速发展。比如:上海在上海市可再生能源和新能源发展专项资金扶持办法中提到“2

21、022-2026 年间,对企业投资的深远海海上风电项目和场址中心离岸距离大于等于 50km 的项目予以投资奖励,奖励标准为500元/kW,分五年拨付,每年 20%”。除此之外,江苏、浙江、福建、广东、海南等地都在本地“十四五”规划或者产业专项规划中,提出深远海风电发展路线图。2.3 远海海上风电漂浮化随着海上风场逐步远离海岸线并迈向深海,由于近海风场常用的固定式风机远海施工成本高及受海底地形与暗流影响大等原因,漂浮式风机将会逐步取代固定式风机,成为远海风场的主力军。1)从漂浮式海风项目进展来看,国外已有多个示范性漂浮式海上风电项目投产,国内已经开启了样机试运行阶段(见表 5),比如:三峡引领号

22、、海装扶摇号、龙源电力漂浮示范项目等。5第 43 卷第 4 期能 源 工 程表 5 全球范围内典型远海漂浮式风电项目 预计投运年份国家项目名称类型装机规模/MW单机容量/MW2023中国扶摇号半潜式6.26.2中海油深海浮式项目半潜式7.257.25龙源电力漂浮式海上风电与养殖融合项目半潜式44明阳阳江青洲海上风电项目/16.616.62025中电建万宁漂浮式海上风电试验项目(一期)/200162023挪威Hywind Tampen单桩式/2024FLAGSHIP半潜式11112023法国Provence Grand Large张力腿式25.28Les Eoliennes Flottantes

23、 du Golfe du Lion半潜式3010EolMed(Gruissan)Pilot Farm驳船式30102024Les oliennes flottantes de Groix&Belle-le半潜式28.59.5EOLINK半潜式552025英国Blyth-phase2半潜式58.48.5英国Pentland FOW Demonstrator半潜式12122)从全球各国的规划来看,部分发达国家已提出漂浮式风机发展规划与战略愿景。英国提出到 2030 年建设 1GW 及以上漂浮式海上风电项目;法国提出“法国 2030”计划,预计将投入 3 亿欧元专项资金用于发展漂浮式风机;GWEC

24、测算从2021-2025 年全球漂浮式海风项目新增装机量将从57.1MW 提升至 1048MW,年复合增长率约 79%。2.4远海海上风电送出柔直化柔性直流输电技术(VSC-HVDC)是目前电网最先进的输电技术之一,比较交流输电与传统直流输电,VSC-HVDC 在电力有功无功调节、海缆成本等方面具有更强的灵活型和经济性,未来将是远海风电并网的主流技术。1)研究表明:对于离岸距离大于 80km 的深远海海上风电场,采用 VSC-HVDC 送出将更具备经济性,且风场容量越大,VSC-HVDC 越有比较优势,对于 1000MW 的风场,采用 VSC-HVDC 比采用交流节约 6.5 亿元8。2)国内

25、外已有不同工程采用 VSC-HVDC,并取得良好效果。例如:我国三峡如东海上风电项目是国内首个采用柔直送出的海上风电项目,电压 400kV,容量 1100MVA。德国北海地区 BorWin1、DolWin、HelWin 等九个风场风场也均采用 VSC-HVDC,最高电压 320kV,最大容量 900MVA。美国计划建设的大西洋风力传输(Atlantic Wind Connection)工程,准备采用VSC-HVDC 消纳 700 万 kW 的海上风电。2.5控制运维智能化海上风电远离陆地,其运维难度、运维成本和风险等级显著提升,控制运维智能化势在必行。1)已有多种海洋无人化智能硬件装备在海上风

26、电场日常运维中代替人工操作,可以最大程度减小人工安全隐患,提高操作效率(见表 6)。2)智能化软件已逐步融入海上风电场日常运维与控制,可进一步提高风电场整体协同效率,减小运行成本,使效益最大化(见表 7)。表 6海上风电智能运维代表性装备分类装备作用描述水下运维机器人无人遥控潜水器有缆线,传感器对桩基、冲刷及电缆进行系统检测与探摸,可快速响应,长时间水下作业。自主水下航行器无线缆,自带能源,作业范围更广,可深海作业,可以进行自主导航与路径规划。水上运维无人装备无人机+无人船无人船可供无人机停放充电,并与岸上指挥人员联系。无人机可自主航行进入海上风场,对涡轮机、风机叶片的自动检测。风电叶片运维机

27、器人可沿着风电叶片爬行,检测风电叶片是否有裂痕,可搭载自动修复设备,实现检查维修一体化。6VOL.43No.4陶建根等:海上风电发展现状与趋势分析表 7海上风电智能化控制代表性技术9-10分类关键技术主要解决问题天气预测风电场站天气预测技术根据天气条件提前制定风电场运行策略。海上风电智能控制技术载荷安全控制技术极端工况下(如台风)风电场的安全控制。功率-载荷-运动多目标控制技术增强海上风电的柔性控制,提高运行稳定性,保证发电效率。风电场尾流协同控制技术解决海风尾流非线性,难以预测的问题。海上风电智能运维技术多目标优化运维策略在机组故障、运维成本、资源损耗和 生产效益之间寻找最佳平衡。智能监测与

28、诊断技术提高海上风电监测、诊断、预测、决策能力。智能运维装备降低海上风电运维风险。2.6海洋资源利用综合化海上风电场不仅可以用于发电,还可以以“海上风电+海洋农业”、“海上风电+制氢”、“海上风电+能源岛”的形式协同发展,海洋资源的利用正在向综合化、融合化发展。在海洋农业方面,特殊设计的桩基可以发挥人工鱼礁功能。在风机水上部分建设水上平台并配套水产养殖设备等,形成海洋牧场产业体系11。2021 年广东省政府工作报告指出,“十四五”期间要大力发展深远海智能养殖平台和远洋渔业。在海上风电制氢方面,廉价的海上风电电力可以使得制氢成本下降。2023 年全球首个海上风电无淡化海水原位直接电解制氢项目,在

29、福建兴化湾海上风电场成功中试,漂浮式制氢平台使得“海上风电+制氢”产业化推广更进一步。在“海上风电+能源岛”方面,风机靠近海岛可就地取材,降低电能传输成本。将海岛建设成能量储存、转换和运输中心,可以降低海陆输能成本12-14。3海上风电产业发展的问题与挑战3.1产业链构建问题链主经济指代的是以产业链供应链安全为主的经济模式。走向链主经济是经济高质量发展的必然结果,也是大国经济参与国际分工和产业竞争的内生选择,是建设现代产业体系的基本要求。链主引领格局下,将深化产业链市场化分工、保障产业链安全发展;将发挥磁场效应,带动产业协同发展;将提升科技创新能力,推动产业结构升级。尽管近年来我国海上风电发展

30、迅速,并网规模也居于世界首位,但从现代产业链构建的要求来看,仍然存在着核心领域话语权弱、现代产业链条不完整、具有影响力的链主缺失等问题,制约了我国在全球影响力的发挥。究其原因,一方面各省份发展海上风电往往只考虑装机规模增长的目标,在整体产业链的打造上缺少统筹与协同。另一方面,具有全球影响力的海上风电链主企业尚待培育。在海上风电蓬勃发展、大兆瓦趋势愈发明显等情况下,产业链协同创新的需求越发迫切。3.2政策导向问题近几年新能源行业政策变化频繁,影响了市场的稳定预期,也造成了投资的不确定性和不可控性,一定程度上影响了市场投资者的信心和行业的景气度。2021 年,我国海上风电新增装机量达到了创历史记录

31、的 1690 万 kW,但 2022 年新增装机容量只有 407 万 kW,出现了断崖式下降。主要原因是中央财政对于海上风电的补贴在这两年间出现了从有到无的转折,这一政策调整推动了 2021 年的井喷式的增长,也透支了 2022 年的建设需求。随着远海风电的逐步推进,海上升压站、海缆、运输、施工成本和难度都将上升,海上风电较长的审批周期和较多审批环节也会增加项目的机会成本,如果没有比较稳定的扶持政策预期,诸多市场主体恐难保持长久的投资热情,行业发展景气度势必受到影响。3.3技术瓶颈问题海上风电行业目前依然面临着核心技术快速迭代、关键部件依赖进口、深远海风电开发技术不成熟等问题,制约了海上风电的

32、规模化发展。7第 43 卷第 4 期能 源 工 程1)关键部件国产化率低。近年来,海上风电行业出现了装备大型化、风机漂浮化、运维智能化等技术更替,我国国内风机制造厂商已具备10MW 级海上风电整机自主研发、制造安装能力,但主轴轴承、超长碳纤叶片、变流器等关键零部件主要依赖进口,如:我国风电主轴轴承国产化率 33%,齿轮箱轴承国产化率 0.6%,发电机轴承国产化率 0.22%。瑞典斯凯孚 SKF、德国舍弗勒跨国巨头主轴承的市场占有率超过 70%,风机叶片原材料 100%进口,关键核心技术和风机叶片原材料国产化仍然面临困难。2)深远海风电技术不成熟。深远海风电工程技术复杂,涉及到气流动力学、结构动

33、力学、伺服控制系统、水动力学和系泊动力学等多个学科的复杂交叉,其动力特性与传统海洋工程有本质区别,高精准度的动力全耦合仿真面临巨大挑战。3.4风电消纳问题柔性直流技术的快速发展提升了大规模海上风电并网能力。随着更多批次、更大规模的远海风电项目电并入电网,新能源出力同质性、反负荷特性与时空错配等特性,将给电网带来的更大的消纳压力。同时,与欧美国家相比,当前我国电力系统中灵活性资源存在相对不足,灵活型气电装机占比较低,而煤机占比较高。因此,通过灵活性改造、抽水蓄能、电化学储能等手段,提升电力系统灵活调节能力迫在眉睫,且这一过程需要与海上风电建设进度做好匹配,实现最大比例的供需平衡。4浙江省海上风电

34、行业发展建议4.1产业链打造方面浙江省拥有得天独厚的海洋资源和地理优势,在陆域资源禀赋有限的情况下,加快打造现代海洋经济产业链应当是浙江省实现“双碳”目标的必然选择。首先,陆海统筹,培育壮大海洋装备制造业。需求导向项目牵引,依托海上风电项目建设,推动海上风电装备制造产业就近布局并壮大,做大装备制造规模,进而具备向周边省份乃至国际市场的辐射能力。其次,点面创新,推动海洋产业集群化开发利用和模式创新。顺应海上风电大型化、远海化、规模化发展趋势,积极推动海上风电集群化开发利用,一体化统筹海上风电规划、建设、送出、并网与消纳,并逐步由近海向深远海拓展;试点示范探索“远海风电+海上氢岛”、“海上风电+海

35、洋牧场”、海上综合能源岛、“海上风电+综合能源”等新兴交融业态模式,争取形成点上突破与面上带动。最后链主引领,推动做强海上风电产业链。在全球产业链重构、升级背景下,浙江要着力打造链主生态圈,整合产业链、供应链、资金链、创新链和人才链,形成多链条协同机制;推动形成专业化分工,形成相互嵌套、相互共生的产业链集群,构筑产业链整体竞争优势;培育专精特新海上风电链主企业,增强链主的强链、延链、稳链、控链能力。4.2产业政策方面随着双碳目标的提出和实施,海上风电产业投资、建设、装备制造等全产业链积极性已经被充分调动起来,需要保持海上风电产业政策稳定性,给市场清晰的导向。首先,明确坚定大力发展海上风电的路线

36、不动摇。决定发展路线的大账国家来算,保持中长期产业发展政策导向,给予各市场主体以稳定预期;决定企业投资的小账由企业自主决策,政府出台可持续的价格机制,保障项目合理收益水平,激励企业持续投资热情。其次,探索海上风电综合价值实现路径。在国内继续深化电力市场化改革的背景下,海上风电参与电力市场将与电力市场化改革步伐保持一致,随着碳配额价格和碳交易市场的逐步成熟,海上风电节能降碳、清洁绿色发展的价值应当逐步在市场上予以体现。再者,科学规划、优化审批,满足项目开发提速需求。加强统筹规划,做大单体规模推动集中连片开发;统一规划、集中建设送出线路,优化登陆点,降低输电成本;简化核准手续及管理流程,统筹协调多

37、部门协同参与联动机制与整体规划。最后,产融结合,政企合作,营造产业发展良好氛围。充分发挥政府引导性基8VOL.43No.4陶建根等:海上风电发展现状与趋势分析金的作用,鼓励国有和民间资本组建海上风电产业专项投资基金,带动社会资本进入海上风电产业。4.3技术攻关方面加大对关键技术和科研攻关的投入,持续增强海上风电产业自主创新能力,提高自主知识产权的掌控度,有效降低度电成本,为大规模、深远海海上风电开发打下基础。首先,提升关键零部件及主材制造自主掌控力。持续加大对主轴轴承、超长碳纤叶片、大功率齿轮箱等关键核心零部件的技术攻关力度,争取提升核心设备国产化率;聚焦高性能替代材料的研发应用、高电压等级交

38、流海缆以及 500kV 级别柔性直流海缆等的研发与制造,加强原材料的掌控力,解决技术“卡脖子”难题与瓶颈。其次,聚焦深远海风电开发技术推进相关研发工作。深远海海上风电机组的动力特性与传统海洋工程结构物有很大区别,且机组荷载控制还需要考虑到基础运动响应等,如何能够确保漂浮式风电机组的可靠性达到产业化应用的要求,是国内相关科研领域亟待破解的难题。4.4工程技术方面海上风电场站的工程建设将随着我国海上运力水平的提升,逐步由粗放式建设向精准化和集约化转变,必须着力提升大型工程建设和运维技术能力。首先,提升大型海上风电场站建筑安装技术水平。为应对复杂海上作业工况下的工程建设,亟需在专业化施工装备上进行技

39、术革新,在设备的主吊吊重、主吊吊高、可变载荷、超大型液压打桩锤等关键技术上实现突破。其次,提高风电机组系统的智能化运维水平。建立稳态和动态的海上风电场站级尾流模型,通过模态分析和时域、频域分析手段,量化尾流效应对于机组整体载荷的影响,实现机组设计载荷校验运行维护一体化协同优化,结合设备智能在线监测运维技术自动完成信号读取、故障处理与诊断等任务,降低风电场站的检修频次,增强系统的抗故障强度,提高机组全生命周期的运行可靠性。4.5电网消纳方面电网送出一直是海上风电规模化发展的主要难题之一,未来随着深远海海上风电技术的突破和成本的降低,电力系统的消纳能力将会显得更为重要。首先,重视传统电源在电力系统

40、中的作用,加快火电灵活性改造进程。在长周期运行可靠性挑战下,电力系统需要稳定输出的基荷电源发挥兜底保障的作用,要持续发挥好火电的压舱石作用,为更大规模的海上风电提供调峰支持。其次,聚焦储能、抽水蓄能等灵活性电源投资,因地制宜推进抽水蓄能、电化学储能建设,满足偶然性、尖峰性场景的需要。再者,关注负荷侧技术创新对需求侧响应的影响。随着分布式电源、虚拟电厂、新型配网技术的发展,负荷侧在未来将被充分激活,需求侧响应或将成为新能源消纳的重要力量。最后,健全电力辅助服务市场,将传统电源参与电力系统新能源消纳的价值充分反应到市场中去,遵循“谁提供、谁获利;谁收益、谁承担。”的电力辅助服务原则,给予提供服务方

41、充分的财务回报,提高积极性。参考文献1 GWEC.Global Offshore Wind Report 2022EB/OL.(2022-06-29)2023-06-03.https:/.2 Word Bank Group.Offshore Wind Technical PotentialEB/OL.(2021-02-05)2023-06-05.https:/www.esmap.org/esmap_offshorewind_techpotential_analysis_maps.3 IRENA.Wind Costs DataEB/OL.(2020-01-01)2023-06-03.https:

42、/www.irena.org/Data/View-data-by-topic/Costs/Wind-Costs.4 杜剑强,仲俊成,李斌,等.中国海上风电发展现状及展望 J.油气与新能源:2023,35(3):1-7.5 姚钢,杨浩猛,周荔丹,等.大容量海上风电机组发展现状及关键技术 J.电力系统自动化,2021,45(21):33-47.6 王秀丽,赵勃扬,黄明煌,等.大规模深远海风电送出方式比较及集成设计关键技术研究 J.全球能源互联网.2019,2(2):138-145.7 赵靓.全球漂浮式海上风电市场现状概览与发展潜9第 43 卷第 4 期能 源 工 程力展望 J.风能,2022,14

43、7(5):54-58.8 彭穗,余浩,许亮,等.海上风电场输电方式研究 J.电力勘测设计,2021,160(11):68-75.9 房方,梁栋炀,刘亚娟,等.海上风电智能控制与运维关键技术 J.发电技术,2022,43(2):175-185.10 李铮,郭小江,申旭辉,等.我国海上风电发展关键技术综述 J.发电技术,2022,43(2):186-197.11 孙岳,蒋欣慰,秦松,等.海上风电和海洋牧场融合发展现状与展望 J.水产养殖,2022,43(11):70-73.12 蒋光遒,魏务卿.海上风电制储氢关键技术及其应用J.自动化应用,2023,64(6):180-183.13 纪钦洪,于广欣,黄海龙,等.海上风电制氢技术现状与发展趋势 J.中国海上油气,2023,35(1):179-186.14 廖圣瑄,陈可仁.能源岛:深远海域海上风电破局关键 J.能源,2021,148(5):46-49.(责任编辑周洁)

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