2020年10月14日，浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電股份有限公司技術(shù)中心副主任羅勇水在2020北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2020）上作了題為《高塔技術(shù)助力分散式風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)》主題演講。

以下為發(fā)言實(shí)錄：

羅勇水：大家好，很高興和各位朋友一起交流學(xué)習(xí)。前面幾位朋友做分散式風(fēng)電更多維度從行業(yè)解決方案和如何提供整套方案的角度，而我更關(guān)注于產(chǎn)品，一個(gè)高可靠性的產(chǎn)品如何助力分散式平價(jià)上網(wǎng)，所以我研究題目是“高塔技術(shù)助力分散式平價(jià)上網(wǎng)”。

分散式風(fēng)電高塔技術(shù)分為三塊，第一高塔技術(shù)發(fā)展需求，柔塔安全關(guān)鍵技術(shù)，隨著塔架越來(lái)越高，為了追求低的ICOE，柔性塔安全性行業(yè)非常關(guān)注，這塊如何形成有效安全技術(shù)是行業(yè)的重點(diǎn)，第三超高塔架未來(lái)展望，隨著行業(yè)需求以及技術(shù)發(fā)展，160米甚至180米更高塔架如何提供技術(shù)支撐和產(chǎn)品解決方案。

第一塊做了風(fēng)電評(píng)價(jià)的參考，相當(dāng)于針對(duì)中國(guó)大陸地區(qū)平價(jià)從各個(gè)省脫硫電價(jià)返算，以及各個(gè)省開(kāi)發(fā)投資來(lái)算，這里提到幾方面。第一相對(duì)來(lái)說(shuō)綠色區(qū)域是平價(jià)區(qū)域，平價(jià)市場(chǎng)來(lái)了以后像狼來(lái)了以后還能不能勝出，能不能推進(jìn)整個(gè)市場(chǎng)，各個(gè)省份如何做好平價(jià)有一個(gè)返算。黃色區(qū)域有部分可以做到平價(jià)，紅色地區(qū)是部分可以平價(jià)，也需要相關(guān)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品來(lái)突破支撐平價(jià)市場(chǎng)，所以說(shuō)這一塊想給大家引出來(lái)，中東部地區(qū)有些省份相對(duì)容易，但是有些省份在技術(shù)和產(chǎn)品這塊需要有一定突破和支撐。

所以針對(duì)中部平原也是分散式發(fā)電主要區(qū)域，中部平原風(fēng)速低、切片大，高塔技術(shù)因?yàn)槭袌?chǎng)需求以及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力所帶來(lái)的，從右下方2015—2019年公開(kāi)可查詢數(shù)據(jù)，新增容量是非常大的，中部地區(qū)累計(jì)裝機(jī)容量，從這兩張圖可以看到中低部是整個(gè)風(fēng)電廠新增容量非常重要的一塊，這是一。第二在整個(gè)中低部低風(fēng)速地區(qū)，我們?nèi)绾巫龅揭粋€(gè)解決方案，其實(shí)大家看右上面一張圖，縱坐標(biāo)是SOE，橫坐標(biāo)是輪轂中心高，更高的塔架和相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)是提供最優(yōu)ICOE的途徑，這張途徑根據(jù)成熟140途徑做，如果160和180技術(shù)做，如果160以及180技術(shù)做的更好，而且產(chǎn)品提供更大競(jìng)爭(zhēng)線的話，整條曲線還可以做的更低，從這個(gè)角度為平價(jià)市場(chǎng)提供很好的支撐。

從剛才講到高塔產(chǎn)品可以從兩個(gè)維度，左邊那張圖是2019年新增風(fēng)電機(jī)組輪轂高度的分布，常規(guī)塔架90米占比比較多，在100米、125米、130米、140米，相當(dāng)于120米及以上高塔市場(chǎng)，140米占比是非常大的，這是從輪轂的維度。從右邊這個(gè)維度是現(xiàn)在行業(yè)主力機(jī)型匹配輪轂高度，也可以看得出來(lái)140米現(xiàn)在來(lái)說(shuō)高塔這塊絕對(duì)中流砥柱，140米目前行業(yè)能提供一個(gè)是柔性塔架技術(shù)，第二是混塔技術(shù)，這兩個(gè)技術(shù)對(duì)于行業(yè)都在使用，相對(duì)而言柔性塔架技術(shù)在行業(yè)裝機(jī)容量更多。

所以針對(duì)于市場(chǎng)需求以及目前140米在行業(yè)里面應(yīng)用量以及技術(shù)特性，所以說(shuō)下一張關(guān)于柔性塔架安全關(guān)鍵技術(shù)的介紹，柔性塔架大家通常理解的，高塔在扭腰，仔細(xì)看它晃動(dòng)非常大，而且停機(jī)狀態(tài)下，柔性塔架最關(guān)鍵兩項(xiàng)技術(shù)，一項(xiàng)是共振穿越。我們可以簡(jiǎn)單看一下，鋼性塔架是指一級(jí)固有頻率1—3級(jí)之間，柔性塔架指固有頻率低于1P，跟1P需要交叉，交叉點(diǎn)是共振點(diǎn)，這是運(yùn)行過(guò)程中。第二渦激共振技術(shù)及抑制研究，渦激是一個(gè)動(dòng)圖，相對(duì)來(lái)說(shuō)大家前一陣子包括行業(yè)虎門大橋或者相關(guān)都了解過(guò)，所以在渦激這一塊設(shè)計(jì)范疇是非常廣的，從調(diào)光階段、整機(jī)并網(wǎng)前，整機(jī)并網(wǎng)20年之內(nèi)風(fēng)電廠斷電怎么處理，偏航故障怎么處理，大部件維修，排放編輯怎么處理，它需要的是整體的解決方案。

針對(duì)共振穿越技術(shù)這塊，右下角這張圖大家可以看到在中間有一段是塔架固有頻率，跟1P提升過(guò)程中交接處，我們提出快速穿越轉(zhuǎn)速的共振技術(shù)，柔性塔架本身鋼度的下降，同樣的推力下威力肯定變大，相應(yīng)其他振動(dòng)也會(huì)提升，所以說(shuō)我們提出來(lái)塔架主動(dòng)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)推力削減技術(shù)和載荷最優(yōu)停止控制策略技術(shù)，這些技術(shù)支撐機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行，同時(shí)在安全情況下提升最好的發(fā)電量。

而對(duì)于第二塊就是渦激技術(shù)，從分析角度看，這個(gè)階段大家可以看到左邊是結(jié)構(gòu)模態(tài)的分析，這是吊裝階段有渦激風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)行階段有一階、二階前兩階的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，行業(yè)朋友可能會(huì)知道現(xiàn)在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下沒(méi)有并網(wǎng)前，葉片渦激跟塔架渦激耦合共振，葉片和塔架兩個(gè)渦激在一起會(huì)形成更大的渦激，所以葉片渦激遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于塔架的渦激，我們有大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的。

從葉片脫落渦的選擇、葉片的距離這些都需要深入分析和研究，從技術(shù)研究角度從激發(fā)風(fēng)速、鎖屏現(xiàn)象、耦合共振的等原因分析機(jī)理側(cè)。

既然研究了機(jī)理側(cè)，我們?cè)趺礃犹幚磉@些問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題怎么解決呢？所以在這一塊，首先吊裝階段相對(duì)來(lái)說(shuō)是行業(yè)大家在應(yīng)用也是比較成熟的，比如采用抗渦激或者擾流條，一個(gè)項(xiàng)目從吊裝完到并網(wǎng)是有時(shí)間的，這時(shí)候如何保證機(jī)組的安全，剛才跟大家介紹過(guò)了，這時(shí)候機(jī)組渦激風(fēng)險(xiǎn)還是非常大的。第二并網(wǎng)生命周期有20年的運(yùn)行，20年大部件維修怎么辦，作為渦激來(lái)說(shuō)跟風(fēng)向90度，偏行會(huì)有故障、機(jī)組會(huì)斷電、大部件會(huì)維修，風(fēng)向偏行理論上可行，實(shí)操性不行，因?yàn)樘嗖豢煽匾蛩兀瑢?duì)于機(jī)組斷電、偏航故障、大部件檢修、維護(hù)維修測(cè)試，這些方案以及臺(tái)風(fēng)來(lái)了之后，很多地方直面臺(tái)風(fēng)是要停機(jī)的，這些情況下我們?cè)撛趺刺幚砟兀克蕴岢隽诉\(yùn)達(dá)抗渦激的運(yùn)行模式，不增加任何成本情況下，我們可以讓機(jī)組自動(dòng)調(diào)整到一個(gè)姿態(tài)和一個(gè)角度形成抗渦激的方式，這個(gè)渦激進(jìn)行大量測(cè)試，同時(shí)相關(guān)發(fā)明專利申報(bào)，各方面支撐知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

如果是采用這種方式不需要成本增加，而且是機(jī)組自響應(yīng)不需要人工參與這種方式，如果是主機(jī)器或者其他方式，成本、安裝、維修都會(huì)增加，這個(gè)方式會(huì)更可靠。

同時(shí)針對(duì)剛才提到這個(gè)方式進(jìn)行了大量的測(cè)試做支撐，從結(jié)構(gòu)的主流，形成振動(dòng)幾方面，第一顧有頻率，它的頻率跟激勵(lì)頻率鎖屏現(xiàn)象研究，以及鎖屏激發(fā)風(fēng)速研究。振動(dòng)起來(lái)鎖屏什么狀態(tài)，鎖屏取代政府和各方面能不能快速得到響應(yīng)。第三本體控制策略有效性，所以右邊有抗渦激的效果圖，剛開(kāi)始的振動(dòng)，開(kāi)啟這個(gè)模式振動(dòng)力馬下來(lái)，有效支撐模式的運(yùn)行。

第二指二階，剛剛講了一階的形式，一階這樣混，二階是中間混，二階在目前研究領(lǐng)域以及相關(guān)大批量應(yīng)用提供阻尼的方式，有TLD和TMD兩種模式，理論上可行還需要考慮工程實(shí)際，所以采用特殊的方式，塔筒廠內(nèi)預(yù)裝的形式，我們?cè)谒矎S完成了工作，后面工作是免維護(hù)的方式完成效果。右邊效果圖可以看到加阻前和加阻后，這個(gè)范圍可以提高80%，取決于不同項(xiàng)目進(jìn)行定制化的設(shè)計(jì)，根據(jù)不同項(xiàng)目渦激風(fēng)險(xiǎn)性可以進(jìn)行好的解決方案、調(diào)配和針對(duì)性設(shè)計(jì)完成安全。

所以柔性塔架的運(yùn)行給行業(yè)帶來(lái)更好的解決方案，同時(shí)它的安全性和高可靠性也是行業(yè)需要關(guān)注和重點(diǎn)研究的一項(xiàng)技術(shù)，所以在這一塊兩方面研究保證產(chǎn)品高的可靠性。

除了大家介紹交流的140米，現(xiàn)在行業(yè)正在做如何高可靠性的技術(shù)，其實(shí)更高塔架會(huì)提供更好的ICOE，更高塔架對(duì)于技術(shù)上也是要求新的技術(shù)變革或者新的技術(shù)支撐。左邊這張圖大家可以看到這是趨勢(shì)圖，現(xiàn)在塔架往更高走這是行業(yè)趨勢(shì)也是發(fā)展趨勢(shì)，但是右邊這張圖是什么意思呢？柔性塔架的高度增加會(huì)帶來(lái)很多不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)，這里給大家舉一個(gè)例。

目前測(cè)風(fēng)基本上都是0—200米的高度，200米以上有高空激流，高空激流跟風(fēng)期變不是一個(gè)概念，所以在200米以上如果塔架更高，加上葉片在200米以上高空激流我們研究和技術(shù)怎么突破呢？所以說(shuō)對(duì)于運(yùn)行條件更惡劣，尤其是高空激流如何處理呢？以及塔架高了之后整體鋼性下降，它的阻尼更小、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)更大。所以柔性塔架140之后，整個(gè)行業(yè)150、160甚至更高，柔性塔架雖然大家在研究，整個(gè)產(chǎn)品推出比較慢，更高之后風(fēng)險(xiǎn)性不是直線上升而是幾何上升的方式，柔性塔架安全性和風(fēng)險(xiǎn)性也是行業(yè)需要注意和控制的。

對(duì)于更高塔架的方式不局限于柔性塔架的方式，這里提出來(lái)現(xiàn)在鋼制塔架占比非常大，實(shí)際上到更長(zhǎng)一段時(shí)間，混凝土塔架或者其他塔架占比也會(huì)提升，從這方面大家可以看出來(lái)，包括現(xiàn)在已經(jīng)有的分布式塔架等等在行業(yè)推廣和技術(shù)研究的一塊內(nèi)容，從混塔、分片式鋼塔、分片式混塔，這是行業(yè)里有樣機(jī)和相關(guān)技術(shù)在做支撐和發(fā)展的。

對(duì)于這塊運(yùn)達(dá)結(jié)合目前的情況，我們提出了運(yùn)達(dá)166米混塔的方案，第一安全性高，且20年免維護(hù)，箱變內(nèi)置，減少征地投資，高度可變，160—170，不同項(xiàng)目可以匹配不同機(jī)型和分輪直徑匹配不同經(jīng)濟(jì)性。

20年免維護(hù)，一個(gè)塔架維護(hù)工作主要是螺栓，本身螺栓連接是需要禁錮，塔架本身維護(hù)工作很少，混凝土塔架由運(yùn)力鎖力檢測(cè)相對(duì)平穩(wěn)，會(huì)隨著風(fēng)速的波動(dòng)或者溫度的交變，因?yàn)榛炷劣袩崦浝淇s有一定變化，整體趨勢(shì)非常平穩(wěn)滿足預(yù)期，所以這個(gè)狀態(tài)下以及設(shè)計(jì)之處滿足了數(shù)據(jù)特性，所以提出20年免維護(hù)的特性，混凝土塔架本體方案不需要研修和維護(hù)運(yùn)力鎖。

箱變都是屬于機(jī)組外的征地，第一解決征地，把箱變放到塔筒變流器以下，要解決三個(gè)問(wèn)題，箱變?cè)诜忾]環(huán)境下安全性要考慮，要把箱變內(nèi)置為單臺(tái)機(jī)組節(jié)省不少成本，這也是助力平價(jià)時(shí)代。第三模塊化配置，高塔架可以匹配運(yùn)達(dá)3GW、4GW的平臺(tái)，匹配不同分論直徑、不同機(jī)組搭配高度提供更好平價(jià)解決方案的市場(chǎng)，從這兩個(gè)平臺(tái)可以看到是三電屏，電器方案穩(wěn)定性更高，第二成本更低。

第二分輪直徑是可變的，我們利用三兆平臺(tái)可以從156—164，四兆平臺(tái)156—175，我們都可以匹配不同的市場(chǎng)來(lái)匹配不同的葉輪直徑，同時(shí)他們高度是可選的，以及機(jī)艙的重量，微微作為專項(xiàng)去提呢，低成本要求輕量化做設(shè)計(jì)，輕量化和高可靠性要捆綁在一起，單千瓦少于30公斤是什么概念呢？我是3.3的機(jī)組，我的重量小于100噸，也就是機(jī)倉(cāng)3.3小于100噸，4兆瓦也就是110多，我們?cè)谳p量化做了相關(guān)工作同時(shí)也有技術(shù)研究，解決方案匹配助力分散式上網(wǎng)風(fēng)電的情況。

謝謝大家！

（根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）