從風電技術創新探能源科技創新

/本刊記者 賈常艷/

從風電技術創新探能源科技創新

/本刊記者 賈常艷/

日前，在美國新奧爾良國際展覽中心舉辦的2016年美國國際風能展覽會上，中國企業憑借“風光互補風力發電”技術創造了巨大的成交額，成為了展會的大贏家。

躋身能源技術強國

在風電技術的創新方面，我國也在不斷地推出戰略性規劃。日前，國家發展和改革委員會正式發布的《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》（簡稱“行動計劃”）對風電技術進行了戰略規劃，提出要進行大型風電技術創新。行動計劃提出到2030年建成與國情相適應的、完善的能源技術創新體系，能源技術水平整體達到國際先進水平，我國進入世界能源技術強國行列。明確今后一段時期我國能源技術創新的工作重點、主攻方向以及重點創新行動的時間表和路線圖，涉及太陽能、風電、氫能與燃料電池、能源互聯網、現代電網等十五個重點領域。在風電技術方面，行動計劃明確指出了2020年形成200～300米高空風力發電成套技術；掌握自主知識產權的10兆瓦級以下大型風電機組及關鍵部件的設計制造技術；200～300米高空風力發電在2030年獲得實際應用并推廣；預計2050年掌握突破30兆瓦級超大型風電機組關鍵技術，掌握不同海域規模化風電開發成套技術與裝備，能夠形成完整的風能利用自主創新體系和產業體系。

行動計劃指明風電發展的戰略方向為：大型風電關鍵設備，重點在10兆瓦級及以上風電機組，以及100米級及以上風電葉片、10兆瓦級及以上風電機組變流器和高可靠、低成本大容量超導風力發電機等方面開展研發與攻關；遠海大型風電系統建設，重點在遠海大型風電場設計建設、適用于深水區的大容量風電機組漂浮式基礎、遠海風電場輸電，以及海上風力發電運輸、施工、運維成套設備等方面開展研發與攻關；基于大數據和云計算的風電場集群運控并網系統，重點在典型風資源特性研究與評估、基于大數據大型海上風電基地群控、風電場群優化協調控制和智能化運維、海上風電場實時監測及智能診斷技術裝備等方面開展研發與攻關；廢棄風電設備無害化處理與循環利用，重點在風電設備無害化回收處理、風電磁體和葉片的無害化回收處理等方面開展研發與攻關。

在大型風電技術創新方面，要掌握我國海上復雜條件下的風資源特性，突破10兆瓦級及以上海上風電機組與關鍵部件設計制造技術，掌握100米級及以上葉片設計制造技術，掌握100米級及以上海上風電機組監測系統與變流器關鍵技術。突破大型海上風電機組基礎結構設計建設技術，掌握遠海深水區大規模海上風電選址、布置、建造、施工及運行維護技術。掌握海上復雜風資源特性與風電場優化布局技術。掌握風電場群控制技術以及風電場集群的多效利用，風電場群發電功率優化調度運行控制技術，掌握風電場實時監測與運維技術。掌握風電設備無害化回收處理技術。

堅持創新解決挑戰

堅持用創新解決挑戰的遠景能源，同樣也在致力于風電技術的創新。遠景能源在業界率先研發創新并設計出“智能風機”，利用自主研發的核心智能控制技術、先進的測量技術、數據分析專家系統、主動性能控制和基于可靠性的決策算法等，通過有效組合和應用各種技術，風機能夠準確感知自身的狀態和外部環境條件，從而優化調整控制策略和運行方式，保證運行在最佳工況點，以達到發電量和使用壽命的同時最優，徹底突破并超越了傳統風機的技術禁錮，使得風機發電效率提升20%。遠景智能風機將先進的智能控制技術和知識，轉換成復雜的控制代碼，其控制代碼的行數是普通風機的20倍以上。智能風機控制系統是遠景智能風機超越傳統風機的關鍵。同時遠景能源將智能風機控制技術與云計算相結合，突破性地將智能風機群升級為智能風場，通過與相鄰風機的信息共享，每臺風機可以感知到自己的工作狀態，也能依此判斷出與相鄰風機的相互影響，從而可以通過智能協調，實現以全場發電量為最優的全局化目標。

“遠景能源基于智能傳感網、大數據、高性能計算、物聯網和云服務等技術，打造服務于整個行業的格林云平臺，擁有精度達到100×100米的全球四維風能資源圖譜以及其他各項風電投資相關的全球數據庫，可以實現高精度的產業宏觀規劃、項目宏觀選址與測風方案設計、微觀選址優化。”遠景能源負責人介紹說。

也正是利用技術創新這項技能，遠景能源已經開始了全球戰略布局能源互聯網生態系統，為人類的可持續未來解決挑戰。

能源科技創新

能源科技創新在能源革命中起決定性作用，是關系能源發展全局的核心。近年來，很多國家采取行動加快能源科技創新。歐盟制訂了《2050能源技術路線圖》等戰略計劃，突出可再生能源在能源供應中的主體地位，提出了智能電網、碳捕集與封存、核聚變以及能源效率等方向的發展思路，啟動了歐洲核聚變聯合研究計劃。美國發布了《全面能源戰略》等戰略計劃，將“科學與能源”確立為第一戰略主題，提出形成從基礎研究到最終市場解決方案的完整能源科技創新鏈條，強調加快發展低碳技術，已陸續出臺了提高能效、發展太陽能、四代和小型模塊化核能等清潔電力等新計劃。日本陸續出臺了《面向2030年能源環境創新戰略》等戰略計劃，提出了能源保障、環境、經濟效益和安全并舉的方針，繼續支持發展核能，推進節能和可再生能源，發展新儲能技術，發展整體煤氣化聯合循環（IGCC）、整體煤氣化燃料電池循環等先進煤炭利用技術。由此可見，能源技術創新進入高度活躍期，新興能源技術正以前所未有的速度加快迭代；綠色低碳是能源技術創新的主要方向；世界主要國家均把能源技術視為新一輪科技革命和產業革命的突破口。相比而言，我國整體的能源科技發展面臨著諸多的問題，核心技術缺乏、創新體系不完善、規劃布局不完備等等，這都需要及時作出改善。

國家環境保護部近日發布了《2015年中國環境狀況公報》，其在能源篇中指出，非化石能源發電裝機容量占總裝機容量的比重由2010年的27%增加到2015年的34%，我國非化石能源占一次能源消費比重從2010年的8.6%提高到2015年的12%。如今我們邁入“十三五”時期，我們的目標是到2020年非化石能源占一次能源消費比重提高到15%。這對整個能源領域來說是質的飛躍。風電、光伏、核電、煤電等都需要通過技術創新來實現行業的轉型升級甚至是革命，以期達成更高的目標。