海上風電認證為“中國風速”加力

本刊記者 秦萍

2010年中國風電規(guī)模超躍美國成為世界第一。坐上全球頭把交椅，中國風電僅僅用了5年。在短短的5年間，中國不僅晉升為全球新增裝機容量最快的市場，還締造了兩家全球排名前五的風機制造企業(yè)。這就是“中國風電速度”。在“中國風速”的實現過程中，風電認證提供了重要保障。隨著風電重心向海上轉移，海上風電認證正當其時。在經歷了2010年的海上風電元年后，中國海上風電迎來了規(guī)?；目焖侔l(fā)展。面對洶涌而來的發(fā)展勢頭，海上風電發(fā)展能否延續(xù)“中國風速”，海上風電認證將是關鍵因素之一。

中國海上風電產業(yè)加速

中國是全球海上風力發(fā)電最具潛力國家。據國家氣象局2009年年底公布的我國首次風能資源詳查和評價，測得我國5米到25米水深線以內近海區(qū)域、海平面以上50米高度可裝機容量約兩億千瓦。海上風電發(fā)展空間廣闊。

在低碳經濟時代，包括風電在內的可再生能源將占據更加重要的戰(zhàn)略地位。未來5年，我國將大力推動清潔能源的高效利用,并大力開發(fā)新能源和可再生能源,而風電是其中的一個重要的開發(fā)方向。

根據《新興能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，我國初步規(guī)劃到2015年全國風電規(guī)劃裝機9000萬千瓦，其中海上風電500萬千瓦；到2020年全國風電規(guī)劃裝機1.5億千瓦，其中海上風電3000萬千瓦。據悉，啟動江蘇新的100萬千瓦海上風電項目，推動河北、山東、浙江、福建等地海上風電發(fā)展，抓緊建設上海東海大橋海上風電項目二期工程等已經列入國家今年將開工建設的主要風電項目。

今年1月，科技部高技術中心能源處處長陳碩翼表示，中國已經明確“十二五”期間可再生能源的技術發(fā)展方向和支持重點，中國政府將在可再生能源領域重點支持太陽能、風電、生物質、海洋能、地熱能等5個領域的8個技術方向。其中在風電方面，“十二五”期間中國將重點支持陸上風電場即風電機組關鍵技術，包括3兆瓦陸上風機、5兆瓦海上風機、風電機組現場測試平臺、無功補償和低電壓穿越技術等以及近海風電的關鍵技術。

在過去5年，世界風電發(fā)展一直保持著世界增長最快能源的地位，在未來20年，風電仍將是世界上發(fā)展速度最快的能源。有預測認為，今后5年，中國在海上風電場上的投資將有望超過250億元人民幣。中國海上風電發(fā)展的加速度時代已經到來，而海上風電認證將為其發(fā)展推波助瀾。

認證為海上風電上保險

與陸地風電相比，由于海上風電機組所處的環(huán)境條件與陸地截然不同，海上風電技術遠比陸地風電復雜。業(yè)內人士認為，相比陸地風電市場相對成熟的技術，海上風電技術還遠未成熟，就是在海上風電發(fā)展領先的歐洲，其技術也不能說已經很成熟。

中國船級社認證公司設計評估中心工程師盛振國表示，無論國內還是國外，海上風機技術發(fā)展主要遵循兩個思路：一是對原有陸上風電機組的設計、分析進行修正，例如采用較大容量的發(fā)電機、增大參數、提高部件冗余度等，尤其是電氣系統(tǒng)不容忽視，進而設計出海上風力發(fā)電機組；二是開發(fā)新的適用于海上環(huán)境特征的風電機組結構形式，但需要理論和工程上的研究及突破。目前國內很多整機廠都在研發(fā)真正意義上的大功率海上風力發(fā)電機組，這是未來的發(fā)展方向。但無論哪一個思路，在海上風電技術還有待完善的情況下，在諸多不確定因素面前，海上風電認證都將是確保海上風電安全、可靠的必不可少的重要保障之一。

業(yè)界人士認為，縱觀全球及中國風電行業(yè)發(fā)展的情況，在中國，服務于風電行業(yè)的第三方業(yè)務會從陸上走向海上、從整機走向部件、從產品走向項目。除了從陸上走向海上，從整機走向部件、從產品走向項目也是海上風電認證發(fā)展的必然趨勢。

風電場項目認證涵蓋了從風電場選址規(guī)劃到設備的設計、制造、安裝、調試乃至運行的各個環(huán)節(jié)，提供的是對整個風電產業(yè)鏈的認證服務，技術難度最大，特別是海上風電場項目認證。目前在我國還沒有完整意義上的海上風電場項目認證，即使在世界范圍內也不普遍。

零部件認證將成為海上風電發(fā)展的下一個熱點。據悉，風電機組的質量依賴于主要零部件產品的質量。在陸上，不少風機出現問題是因為零部件的缺陷甚至是性能不穩(wěn)定造成的。而在海上，除了上述隱憂外，零部件發(fā)展的滯后已經制約了海上風電整機的發(fā)展。在風電行業(yè)，整機生產廠家更多的是一個組裝過程，而其組裝的零部件由發(fā)電機、齒輪箱等零部件生產廠家提供。按照正常情況，應該是零部件先行然后再有整機。但實際情況卻是，整機廠先設計整機，對零部件提出技術要求，而后零部件廠家按照這些技術要求再去設計、生產零部件。一旦零部件生產不出來就會影響整機的組裝。例如隨著海上風機大型化，超長的葉片、高強度的軸承研發(fā)不出來，即使整機設計再好也沒有辦法生產。在研發(fā)設計真正意義上的海上風力發(fā)電機組過程中，很多問題主要都體現在零部件對其的制約上。因此，風電產品的零部件認證亟待加強。

海上風電認證CCS當仁不讓

在國內，唯一獲得CNAS認可資質的風電產品認證機構是中國船級社（CCS）。

CCS是我國唯一從事船舶與海上設施檢驗業(yè)務的專業(yè)機構，也是最早進入風電認證領域的認證機構。早在1999年 CCS就進入了風電認證領域，是我國首部《風力發(fā)電機組規(guī)范》和《海上風力發(fā)電機組規(guī)范》的制定者。豐厚的海上技術實力和多年積累的風電認證服務經驗，使得中國船級社在海上風電認證領域擁有得天獨厚的技術優(yōu)勢。據悉，近年來，CCS一直堅持整機的認證應建立在主要零部件通過認證的基礎上的理念，對發(fā)電機、齒輪箱、葉片、主軸、制動器、塔筒、螺栓、軸承、電控系統(tǒng)等風電相關零部件產品進行了認證。截至目前，CCS正式簽署的兩個3MW的海上風電認證項目已經和即將啟動，另一個5MW的項目也將于今年5月啟動。

由中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司承擔的“5.0MW雙饋式變速恒頻近海風電機組整機設計、集成及示范”項目是國家科技支撐計劃項目，也是CCS即將進行的認證項目。

該項目是國家科技部針對海上風電發(fā)展趨勢，先期提出的單機功率最大海上風力發(fā)電機組設計項目。通過5.0MW雙饋式變速恒頻近海風電機組研發(fā)，將突破載荷計算和性能仿真分析、安全性/控制系統(tǒng)等核心設計技術，形成我國陸地、近海風電機組的自主研發(fā)能力；突破風電機組海上防腐、風電機組系統(tǒng)穩(wěn)定性、運行安全性、結構可靠性以及近海風電機組高可靠性、高可維性等產品關鍵技術，形成我國近海風電機組的核心技術專利，使我國近海風電機組開發(fā)能力和產品達到世界先進水平。

CCS認證公司設計評估中心工程師盛振國告訴記者，該項目2010年3月正式啟動，待整機的全部設計工作完成后將由CCS進行整機機組認證。但實際上，在前期設計階段，CCS就參與了其中的部分工作，CCS提出的分析方法獲得項目組各方肯定。

在發(fā)電機組設計過程中，CCS受邀協(xié)助海裝風電的技術人員，完成了整機參數確定、傳動方案選型等工作。在詳細設計中，CCS人員與海裝風電技術人員赴荷蘭MECAL公司進行聯(lián)合設計，獨立完成塔筒、底座結構強度分析、整機載荷計算等工作。CCS提出的底座結構分析子模型方法得到了MECAL公司和海裝風電的認同，按該方法計算，取得了很高的精度。

中船重工集團與CCS在船舶和海洋工程領域有著悠久的合作歷史，從2009年又開始了包括檢驗認證在內的非船產品戰(zhàn)略合作。此次合作就是雙方在風力發(fā)電機組認證暨設計開發(fā)方面展開的實質性合作，充分展示了中船重工以及海裝風電對CCS海上風電認證能力的認可與信任。

雙重優(yōu)勢構筑堅實技術支撐

海上風電為CCS發(fā)展帶來了新的契機，而CCS所獨具的豐厚的海上技術實力與多年積淀的風電認證服務能力，為CCS進軍海上風電認證領域構筑了堅實的技術支撐，為海上風電發(fā)展推波助瀾。

CCS的海洋工程服務能力是CCS進行海上風電認證的最突出的優(yōu)勢。

作為國內唯一的海上設施入級檢驗機構，CCS在為海洋工程提供第三方服務時，在海上設施的規(guī)范研究、計算分析、設計審查、建造檢驗以及海上安裝調試檢驗等各個業(yè)務環(huán)節(jié)都獲得了大量技術積累和工程經驗。還有從海上運輸、風機的系固、運輸拖航、吊裝、打樁，包括整個結構的分析等，也都是CCS獨有的長項。由于海上風場項目運行模式和海洋工程、海洋石油項目運行模式很相像，可以將其充分運用于海上風電認證。此外，在海上風電運輸、安裝設施方面，由于海上風電的運輸、安裝設施屬于船舶范疇，需要進行入級與法定檢驗，這是CCS的傳統(tǒng)優(yōu)勢領域，CCS能夠提供從規(guī)范、審圖、檢驗到發(fā)證的完整的海上技術服務。海上優(yōu)勢為CCS開展海上風電認證提供了海上的技術保障。

在認證方面， CCS早在1999年就開展風電領域相關規(guī)范、標準、認證和技術服務工作。2007年初獲得國家認監(jiān)委批準的產品認證機構資質后，陸續(xù)開展了包括風力發(fā)電機組及其主要配套零部件產品的認證工作，通過搭建風電產品認證專業(yè)技術平臺和風電產品認證軟件技術平臺，擁有了專業(yè)的技術體系，提高和完善了風電產品認證能力，并依托遍及國內外的服務網絡優(yōu)勢，為客戶提供優(yōu)質高效的風電認證服務。2010年CCS又獲得國家合格評定國家認可委員會(CNAS)產品領域的認可證書，成為國內唯一獲得認可資質的風電認證機構。自2007年以來，CCS已受理近百份產品認證申請并簽訂了50余份風電產品認證協(xié)議，與金鳳科技、東方汽輪機、國電聯(lián)和動力、海裝風電等十多家國內知名風電設備生產廠家建立了合作關系，認證服務質量得到了業(yè)界肯定。

盛振國表示，在海上風電認證方面，CCS擁有雄厚的技術支持體系。2003年出版的我國第一部《風力發(fā)電機組規(guī)范》已于2008年換版；2009又完成了《海上風力發(fā)電機組規(guī)范》的編制，并已通過專家評審，填補了國內空白。同時，為規(guī)范和完善風電產品認證制度，建立了一套覆蓋全部風力發(fā)電機組及其零部件、原材料產品的認證規(guī)則、認證工作程序和評估指南等文件控制體系。業(yè)界認為，《海上風力發(fā)電機組規(guī)范》涉及環(huán)境與荷載、材料制造、結構、電氣系統(tǒng)、安裝調試、監(jiān)測維護等全過程。該標準實施后將進一步規(guī)范我國海上風電設備制造企業(yè)的發(fā)展，提升海上風電項目的安全性和可靠性，同時為國內認證工作開展提供參照依據。

為了迎接海上風電大潮的來臨，CCS還進行了大量的技術調研和技術積累，特別是通過對風機基礎的結構形式、整體風載與波浪載荷之間的耦合、風力發(fā)電機組的變槳系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、基本電機選型等的研究，儲備了技術實力。