“風電機組迭代思路已經發生了變化，大容量與大葉輪并不是我們的最終追求，”在近日舉行的2024北京國際風能大會暨展覽會上，金風科技總裁曹志剛接受《中國能源報》記者采訪時指出，“毋庸置疑，大兆瓦加機組在提高發電量、降低度電成本等方面起到了顯著的作用。但與此同時，我們也更應該關注以負責任的創新，推動風電發展回歸本質，聚焦全生命周期收益提升。”
金風科技新一代陸上風電GWH204 Ultra系列產品便是這種思路的體現。一改葉輪直徑越來越大的傳統趨勢，金風科技新一代陸上風電產品并未緊盯大型化“做文章”，而是在發電能力、噪音控制、構網水平等方面“下功夫”。
在曹志剛看來，在風電經濟性好、快速增長的大背景下，風電作為裝備產業，“高質量”、“高性能”可能是目前行業保持螺旋上升的正確路徑。在構建以新能源為主體的新型電力系統過程中，風電設備更應適應能源市場發展趨勢，以創造更多價值提升競爭力。
回歸發電本質
近年來，風電機組大型化進程持續加速，與國際風電整機商產品相比，我國最新上市的風電機組產品單機容量已遙遙領先。在陸上風電領域，我國風電企業已率先步入“10MW+”行列，海上風電機組容量也屢屢創下新高，葉輪直徑奔向300米以上。
在曹志剛看來，大型化固然是風電機組發展的方向之一，但產業發展要尊重客觀規律，在不因循守舊的同時，也不能盲目試錯，要做到“有質量的速度”。
“從研發經驗來看，機組大型化并不是全無挑戰。以機組葉片為例，機組葉片越大，保持其強度越具有挑戰性，”曹志剛舉例稱，“葉片形狀越圓，剛度越好保障，可靠性越高，但發電效率卻是最低的，而要保障發電效率，則需要風電葉片翼型比較薄，這卻也削弱了葉片強度。若要可靠性和發電效率二者得兼，就對制造工藝提出了極高的要求。”
“過快”大型化的挑戰不止于此。全球風能理事會在其報告中就指出，風電機組的快速迭代實際上還可能加劇物流、運輸以及安裝等環節成本壓力，同時還可能帶來更大原材料成本壓力，無序競爭絕不是可持續增長的基礎。
在此背景下，金風科技GWH204 Ultra系列產品應運而生。數據顯示，該款機組產品葉輪直徑為204米，單機容量覆蓋4—10MW，永磁傳動鏈和全功率變流組合等新興技術應用可讓機組發電量可提升3%—5%，產品迭代邏輯已回歸至發電本身。
應用場景優先
“雙碳”目標帶領下，國內陸上風電應用場景愈加多元。對于風電企業來說，既是機遇，也是挑戰。應用場景的多元化對風電機組提出了更多、更高要求，在曹志剛看來，風電企業不僅應保障發電質量，更應貼合市場發展需求，通過不斷技術創新，為市場提供具有差異化特性的風電機組。
以鄉村場景為例，曹志剛指出，總結過往項目開發經驗，不同地區對風電機組噪音要求各有不同，往往噪音每增加一分貝，其影響可呈指數級增長，這就對風電機組提出了極高的要求。通過不斷測試驗證，最新推出的GWH204 Ultra系列產品顯著降低了運行噪音，實現了居民區附近的“靜音運行”。根據機組設計參數，在鄉村風電場景下，相對較小的葉輪直徑設計方案可讓該款機型噪音水平降低3分貝以上，噪音敏感點距離縮短100米以上，環境友好性更為凸顯。
不僅如此，曹志剛進一步指出，該款機組從設計之初就考慮到光污染和影子問題，通過監測日照情況盡可能降低風電機組光影變化對當地居民生活的影響。“當陽光照射到機組時，機組會暫時停轉，避免反光等光影污染問題，而在光影問題不大時，機組則能夠正常發電，不僅保證了發電效率，也實現了環境友好。”
除了深入鄉村，目前我國風電開發更是走入沙戈荒、高海拔、低風速等更多陸上場景，為適應更高要求，曹志剛強調，風電機組技術迭代更應錨定度電成本的下降，不斷探索拓寬風電的開發邊界。GWH204 Ultra系列產品就通過技術創新優勢，將風資源可開發風速下降至4.5米/秒，激活了更大的應用空間，實現了全生命周期度電成本5%—15%的下降。
創造更高價值
數據顯示，截至2024年7月底，中國風光裝機總量已達到12.06億千瓦，提前六年多實現了2030年的裝機目標。然而，曹志剛卻也指出，從發電能力來看，光伏和風電的裝機容量占比與實際發電量占比之間還存在一定的差距。
截至2024年6月底，我國風電、光伏發電合計裝機11.8億千瓦，約占全國發電總裝機38%；2024年上半年，風電太陽能發電量合計達9007億千瓦時，約占全部發電量的20%。而根據行業預測，“雙碳”目標指引下，到2050年，我國風電裝機容量可達到30億千瓦，與目前的5億千瓦風電裝機相比還有巨大的發展潛力。
在曹志剛看來，電網支撐容量不能無限制地擴大，為提高風電利用水平，創造更高價值，風電企業還需要更加關注市場動態，加強“主動安全”能力，為構建新型電力系統提供更為有力的支撐。
“一方面，國內新能源氣象預報系統還應進一步完善，提高新能源智慧氣象預測系統精度，尤其是短周期預測，更應提高其準確率，另一方面，也應更加重視風電機組的構網能力，加強風電機組對電網的‘主動支撐’。”曹志剛表示。
不僅如此，曹志剛進一步指出，新能源行業還可探索更多能源組合和構成形式，構建多元化、更為獨立的電源系統。“從實踐經驗來看，國內很多區域風電和光伏的發電曲線實際上具有很好的互補性，光伏在白天發電，夜間風速較好時風電也能實現大發，風光發電的互補可形成全新的發電單元，進而實現更好的預測和調控和更為高效的資源利用。”
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