坐船到海上“搭積木”？“大風車”背後的科技真強

來自國家能源局的最新數據顯示，截至9月底，全國風電裝機容量約4.8億千瓦，同比增長19.8%。風機如何製造、安裝？風電場如何維護？風電怎樣傳送併網，並用於生產新的風機？爲了對風電產業有更多瞭解，讓我們跟隨人民日報記者走進江蘇鹽城，我國海上風機整機約四成產自這裡。

數據來源：國家能源局、鹽城市發展改革委等

電，從海上來。海風以每秒7.6米的速度馳騁向黃海之濱的風電場，百米多高的“大風車”轉動不停。風機將機械能轉化爲電能，瞬時，“綠電”經海底電纜送至陸地，匯入電網。

機，從陸上來。距離風電場70多公里的風機總裝廠，“綠電”源源不斷，設備忙碌運轉，工人們組裝好機艙、葉輪等部件，等待運往海上與葉片、塔筒一起組裝成海上“大風車”。

海風吹來新產業，江蘇鹽城有全國最大規模的海上風電產業集羣、裝機容量巨大的海上風電場，形成了集研發設計、裝備製造、資源開發、運維服務等環節於一體的海上風電產業鏈，實現用“綠電”造“綠機”。

2023年8月20日，位於鹽城市東臺條子泥外的海上風電基地日出景色。新華社記者 楊磊 攝

“大風車”這樣造

上萬零部件，3小時供應

走進位於鹽城的大豐經濟開發區風電產業園的江蘇金風科技有限公司總裝廠實驗室，一臺10兆瓦樣機正在接受測試。千餘個溫度、振動、載荷等傳感器遍佈機身，大屏幕上跳動着實時檢測數據。

“研發設計及樣機檢測，是風機制造的起點。”金風科技實驗中心副主任陸金紅介紹，公司先根據研發圖紙與供應商一起試製出樣機，再將樣機送到實驗室和試驗風電場進行上百項集成測試，經第三方認證後批量生產，整個過程歷時一年左右。

金風科技大豐基地主要組裝機艙及葉輪的結構件。從2兆瓦海上風機起步，大豐基地已可製造最高11兆瓦海上風機，整機年產能超1200臺，其中30%出口海外。公司副總經理寧海峰介紹，公司的發展得益於當地產業的強鏈補鏈延鏈。

同一園區內的中車株洲電機江蘇公司，8個疊片機器人圍成一圈，機械臂“吸”起一塊塊硅鋼片，交錯疊成一個“大鐵桶”，“桶”的內側有一槽槽銅線圈，在電機運行過程中產生電流。公司大豐風電事業部副總經理徐海陽介紹，“大鐵桶”叫定子，由軸承與轉子相連組成發電機。通過優化結構設計，發電機組不斷提高效率、縮小體積、減輕重量。

和金風科技僅一路之隔，江蘇雙瑞風電葉片有限公司的8.5兆瓦風機葉片生產線上，工人們像製作三明治一樣，在分成兩半、長110.5米的模具內，層層鋪裝玻璃纖維布及其他結構件，經真空處理再注入環氧樹脂浸潤固化後，兩“瓣”相扣，一支葉片組裝完成。公司副總經理李建強說，生產線正在升級，以滿足製造“超長柔性”葉片訂單的質量要求。

一臺“大風車”由機艙、葉輪、葉片和塔筒等組成，總共需要上萬個零部件、300多家一級供應商，其中大部件基本可在大豐配齊，關鍵部件多數能在鹽城找到供應商，全部零部件的95%在江蘇集成，形成3小時供應鏈。鹽城市發展改革委新能源處負責人魯海峰介紹，近年來，鹽城已聚集41家規上企業，形成全國最大規模的海上風電產業集羣，整機產能約佔全國的40%。

風電場這樣建

大部件“坐船”，海上“搭積木”

警報響起，監控系統顯示毛竹沙風電場44號風機故障停機。10月15日，三峽集團江蘇運維公司大豐項目部檢修副班長徐振鵬剛上班，就從風機監控系統上收到一條報警信息，分析研判可能是櫃機驅動板損壞。

海況符合出海條件，徐振鵬和兩名同事當天從大豐區王港新閘出發，坐船5小時，來到72公里外的毛竹沙風電場44號風機。進入塔筒，將風機調到維護模式，更換新的驅動板後故障消除，變流器測試無異常，風機恢復運行。徐振鵬介紹，三峽集團江蘇能投公司在大豐海域已建設兩個風電場、總計併網131颱風機，現場運維團隊不僅出“急診”處置突發狀況，每年還會對風機進行“體檢”。

毛竹沙風電場建成於2021年，是距離鹽城海岸線最遠的風電場。規劃風電場要綜合考慮水深、離岸距離、資源、地質、通航等要素，三峽集團江蘇分公司鹽城公司副總經理姜浩介紹，鹽城擁有582公里海岸線，海上100米高度年平均風速達每秒7.6米，年滿負荷小時數超過3000小時，開發價值高。

有了風機和風電場選址，“大風車”怎樣屹立海上？

姜浩介紹，“大風車”一般不是整體運到海上，而是由大件運輸企業將塔筒、葉片等主要部件，從風電設備製造廠送至碼頭，分件裝船後運到指定海域。

施工船已先行一步，將鋼管樁打入海牀，露出海平面約11米，準備好風機基礎平臺。搭載着起重機的海上風電安裝平臺，會在風速低於每秒12米的時段，將運輸船上的塔筒一節節吊起、安裝到風機基礎平臺上。隨後，機艙、葉輪等部件，像“搭積木”一樣依次組裝到位。

從近海到遠海，風電場走向深海帶動着風電技術的突破。姜浩介紹，一種新的漂浮式風電機組及基礎平臺將通過錨系與海底鏈接，讓浮體和風機“漂”在海面上，爲水深超過60米、不適用打樁的深遠海風電場建設做技術儲備。

2016年以來，鹽城已建成海上風電場23個，裝機容量超554萬千瓦，規模佔江蘇省的46.9%、全國的14.9%。

海上綠電這樣送

葉尖速可高達每小時300公里，

轉換電能併網入戶

鹽城濱海縣，濱海港區中電智慧場站陸上集控中心大屏幕上顯示，75臺白色風機矗立在大海中。點擊屏幕上任意一臺風機，風速、轉速等實時參數盡收眼底。

“讓風機轉動，首先要知道風從哪裡來。”國家電投集團江蘇海上風電公司副總經理楊榮介紹，每颱風機的機艙裝有偏航系統，可精準預測每小時的風向及風速，幫助風機校正方向，像向日葵朝着太陽那樣，始終保持最大迎風面。

楊榮告訴記者，葉片最大轉速可達每分鐘12轉——貌似很慢，但葉片長約百米，葉尖速可高達每小時300公里。葉片又帶動齒輪箱軸承以每分鐘1600轉的速度旋轉，在機械內部的電磁感應下，實現風能到電能的轉換。

風機產生的電流，還要幾經“變身”。首先沿電纜進入塔筒中的變壓器，從690伏升到35千伏，再經由海底電纜彙集到風電場中心的海上升壓站，升至220千伏——升壓，是爲了在長距離傳輸時減少損耗，高效抵達陸上集控中心。

陸上集控中心一頭連接着海底電纜，一頭連接着220千伏電壓等級架空輸電線路。國網鹽城供電公司發展部主任胡桂榮介紹，海上風電在這裡正式併入電網，匯入不同走向的輸電線路，到達各自的電力樞紐站，再經過若干次“轉車”，點亮萬家燈火。

2023年，鹽城海上風電生產了148.07億千瓦時“綠電”，全部併網。其中，121.6億千瓦時在本市消納，其餘外送消納。濱海縣海域的3個海上風力發電場，裝機總量達110.18萬千瓦，每年發電30.79億千瓦時，達到該縣全社會用電量的95.6%。而在大豐區，這個數據爲70.24%——這意味着，金風科技等“大風車”製造企業的生產用電，大多都來自“大風車”。

風機發風電，風電造風機，正一步步成爲現實。

報道來源：《人民日報》2024.10.28 第2版

人民日報記者 姚雪青

來源：人民日報