2023年5月，電氣風電海上風電累計并網容量突破千萬千瓦，連續8年中國海上新增裝機量第1，實現中國海上風電里程碑突破。

本期我們將從中國海上風電蹣跚學步到執牛耳說起，共探可持續的海上風電機組開發之路如何打造。

中國海上風電，從蹣跚學步到執牛耳

11年時間，走過歐美30余年的路

全球風能理事會（GWEC）發布的《2023全球海上風電報告》數據顯示，中國在2022年實現了5.1GW的海上風電新增并網，連續第五年成為全球最大的海上風電市場。在前一年（2021年），中國累積海上裝機容量就已經超過英國，位居世界第一，距離中國第一個海上風電場——東海大橋海上風電場建成（2010年）僅11年。

中國海上風電起步比歐美國家晚了20多年，但從蹣跚學步到執牛耳，僅用了11年。

從中國速度到中國質量

要快步向前，更要穩扎穩打

中國海上風電不僅需要裝機速度，更需要高質量發展。堪比摩天大樓的海上巨無霸、海上風電的嚴苛工況環境、風機逐步走向環境更為復雜多變的深遠海，一旦發生批量化質量問題將帶來高昂的海上風電運維成本，代價極其沉重。

中國海上風電發展一路狂飆的同時，更要牢記:“穩”字當頭。

電氣風電作為中國海上風電的引領者，在業內率先引入全球領先的海上風電發展經驗和嚴苛標準、規范，積累了中國最大的海上風電樣本庫，在中國海上風電發展史上篆刻有多個重要印記。海上機組從自主研發的3.6MW開始穩步迭代，歷經4MW、6MW、7MW直至16+MW。這一路，是快步向前，更是穩扎穩打。

海上風電場開發的不確定因素更多，隨著平價時代的到來以及海上風電走向深遠海，愈發地需要海上產品大型化來降低風電場的單位千瓦造價。

風機越造越大，核心部件越來越大

帶來的新挑戰，如何解決？

海上產品大型化后，如何應對葉片大型化和傳動鏈大型化后所帶來的挑戰，電氣風電更加深入地進行技術穿透，并保持技術發展的連續性，以保證在機組大型化后可以穩定、安全地運行。

01更長葉片的設計、選材及認證

風電葉片作為風力發電機的核心部件之一，也是影響風力發電技術前進步調的關鍵因素。為了滿足海上復雜的工況環境以及更大兆瓦數的需求，葉片也面臨著越來越多的挑戰，如葉片顫振發散、整機頻率耦合、葉片變形大等。

當前，電氣風電123米海上葉片，在充分考慮氣動外形、材料性能、葉片載荷、制造工藝等結構設計因素的情況下，同時又優化配置葉片選材，使得葉片安全可靠、輕質高效，為海上風電高質量發展保駕護航。

在設計方面，電氣風電研發團隊采用氣動結構一體化設計，充分考慮葉片氣彈穩定性，秉承高效、低載、高穩定的設計理念，保證了葉片更優的綜合性能以及更低的LCOE。此外，結構設計上還會采用工程算法和有限元精細化校核技術，采用24個多方向載荷對葉片的靜強度、疲勞、屈曲等反復進行了詳細設計校核，以確保設計的安全可靠。

在選材方面，海上風電通過碳纖維拉擠板材的應用，充分利用碳纖維的高剛度改善葉片變形大的問題，同時有效減輕葉片質量。

在設計認證方面，每一款葉片都會通過嚴格的認證，電氣風電123米葉片已經按照最新的國際標準IEC61400-5，獲取國內外權威認證機構中國質量認證中心以及TUV NORD的設計認證，通過不同機構的交叉認證來雙重保證設計的合理性。在保證仿真精確方面，通過按照IEC61400-23標準，進行葉片全尺寸測試，評估葉片各項理論數據與實測的吻合度。

02更長葉片的測試

為保證葉片產品的安全可靠，電氣風電從整體到局部逐步拆分，從材料到碳板，從碳板到整體葉片，從樣片靜載、疲勞、疲勞后靜載到樣機，每一個環節都會進行充分的測試驗證，保證環環安全可靠。

03更大傳動鏈動力學仿真

作為風電機組的重要組成部分，傳動鏈結構中存在大量的旋轉運動，這也導致傳動零部件受外界載荷或者本身零部件變形等因素影響極易出現劇烈的共振現象。

隨著機組大型化，傳動鏈各部件間的相互耦合作用將更加復雜，對傳動鏈動力學仿真的動力學特性提出了更高的要求。電氣風電為了更真實的模擬傳動鏈的動態特性，將傳動鏈動力學仿真模型逐步從多自由度全剛體模型到多自由度剛柔耦合模型轉化。同時，對于不同機組按照實際工況搭建不同的傳動鏈動力學模型，通過有限元分析方法創建柔性體模型用于傳動鏈動力學分析。

在動力響應分析中，通過高保真模型模擬實際風輪帶來的旋轉力矩，施加于傳動鏈的輸入端，并且對于傳動鏈的輸出端進行實時的輸出動平衡反饋。通過模態分析的方法則可以得到傳動鏈模型的模態能量分布情況，自動輸出動力學坎貝爾圖，排查傳動鏈的潛在共振點。在時域分析中，進行多控制因素耦合分析，如位移、速度、加速度以及齒輪嚙合力等情況，通過對加速度的頻譜分析傳動鏈潛在的共振點，為機組的可靠性和穩定性提供保障。

中國海上風電的建設已經按下了加速鍵，對于項目建設周期提出了更高的要求，通過產品研發的可靠性保障后，如何保障整個風電場的可靠性，又是我們將面臨的另一個難題，而電氣風電的答案是：可持續的產品開發節奏+全面布局的測試能力+嚴格的測試要求，將機組的問題閉環在風電場建設前。

以中國最大的海上風電樣本庫為積淀

全生命周期覆蓋的測試驗證

全國4大測試基地布局

電氣風電引領了中國海風發展。從2010年至今，電氣風電在中國海上風電發展史上完成了一次又一次質的突破，基于積淀的中國最大的海上風電樣本庫，不斷迭代開發。

在機組大型化到來之前，電氣風電提前布局了“大”機組的系統測試驗證能力，從原材料到部件測試，從部件到系統測試，從系統到樣機測試，電氣風電一步一個腳印完成了機組開發過程中各個重要環節的測試，碳纖維的材料性能測試、葉片極限與疲勞測試、軸系、齒輪箱、發電機的集成對拖測試、變流器、變槳系統、主控系統的電氣系統測試、整機的旋轉加載測試。

電氣風電通過和業主及第三方機構的合作，在上海臨港、江蘇東臺、福建莆田、廣東汕頭布局有4大測試驗證基地。為了充分驗證樣機的性能和可靠性，電氣風電還在汕頭實驗基地、臨港實驗基地布局了多個可供大型化海上樣機試驗的風場，將測試驗證的理念和先進的測試驗證技術融入風電全生命周期，在海上風機批量運行之前，通過樣機的測試驗證，閉環風機的所有設計，以此確保海上風電場風機運行的可靠性。

行于此，不止于此

道阻且長，我們行則將至

在電氣風電的發展歷程中，多次實現突破，在中國風電發展里程碑上書寫一次次輝煌，是電氣風電秉持行穩致遠、質敬未來態度的必然反饋。

道阻且長，高質量發展之路上會面臨很多困難，但堅持做難而正確的事，我們行則將至：堅持穩扎穩打、可持續的產品開發節奏，堅持技術領先下的解決方案領先，堅持核心技術穿透并保持技術發展的連續性，堅持全面布局的測試能力和嚴格的測試要求，保障機組的可靠性和穩定性，在曲折中探索，開拓中前進，為打造可持續的海上風電機組開發之路貢獻電氣風電智慧與力量。