“雙碳”目標下風電成為資本關(guān)注的熱點,但資本也在為風電裝備快速迭代可能帶來的不確定性擔心。在此之下,以實驗室平臺為代表的共性技術(shù)測試越來越有用武之地,成為行業(yè)發(fā)展的剛性需求資源。
相對于其他分散的碳排量行業(yè),電力系統(tǒng)的低碳化路徑為清晰。國家氣候變化專家委員會委員周大地建議,盡快將每年風電新增裝機容量目標提升到1億千瓦甚至更高。同時,他也提醒行業(yè)首先要保障增量的可靠穩(wěn)定供應。
對風電機組而言,安全可靠、性能穩(wěn)定是其基本的品性,但隨著經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展對零碳風電及其更低度電成本的需求,越來越多的投資人希望看到未來三年甚至更長時段的機型價值,以此來判斷一個項目的經(jīng)濟性。
“一款機型既要安全可靠又要有經(jīng)濟性,這本身是一個矛盾體,需要在兩難之間找到平衡!鑒衡認證副總裁張宇表示,“在現(xiàn)有技術(shù)體系下機型大型化、輕量化和智能化是考量機組技術(shù)水平的三個維度,它們之間的協(xié)同優(yōu)化決定了整機的可靠性和經(jīng)濟性,但前提條件是關(guān)鍵部件的物理安全邊界得到了充分的測試和驗證,無論機型的輕量化優(yōu)化目標還是智能運行策略參數(shù)的確定,還是更大機型的探索,都是基于實驗數(shù)據(jù)所建立的信心。”
比如一個海上風電項目,當下開發(fā)不具經(jīng)濟性,可基于未來三年后的機型測算,它就有了經(jīng)濟性。不只是海上風電項目,未來機型對陸上更低度電成本需求的項目開發(fā)也具有現(xiàn)實意義。顯然,這對風電實驗平臺設施能力建設提出了更高的標準和要求。換句話說,共性技術(shù)實驗平臺能力不僅要對當下也應對未來機型提供測試和驗證支撐,讓風電項目投資人基于在測的樣品和進度,對未來幾年產(chǎn)品趨勢做出一個預判并作為投資依據(jù)。
正是這種可以預見未來風電景象的共性技術(shù)實驗平臺引起了券商的關(guān)注和研究。來自國家市場監(jiān)督管理總局的數(shù)據(jù)顯示,我國檢驗檢測市場初步形成了外資、民營、國有三足鼎立的市場局面,2020年營業(yè)收入3586億元。
2021年1月投運的陽江國家海上風電裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(國家質(zhì)檢中心),是國內(nèi)海上風電裝備公共技術(shù)研發(fā)實驗平臺,也是迄今為止世界上大的葉片檢測實驗室。
值得關(guān)注的是,這家由國家認監(jiān)委批準、陽江市政府支持、鑒衡認證建設和運營的國家質(zhì)檢中心,著眼于我國及全球海上風電發(fā)展需要,研發(fā)和建設150m葉片全尺寸結(jié)構(gòu)測試平臺、15MW機組傳動鏈全尺寸及部件地面測試系統(tǒng)、海上風電大數(shù)據(jù)平臺,形成覆蓋原材料、部件、整機、在役機組的一體化檢測能力,通過專業(yè)的測試、研發(fā)以及數(shù)據(jù)分析和人才培養(yǎng),促進海上風電裝備質(zhì)量提升與技術(shù)創(chuàng)新,實現(xiàn)我國海上風電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
這家國家質(zhì)檢中心的背后,一個的海上風電母港和全產(chǎn)業(yè)鏈海上風電基地正在廣東陽江崛起,已有6家大型海上風電開發(fā)企業(yè)、17家風電裝備制造企業(yè)落戶陽江。到2025年底,陽江海上風電裝機容量可達1000萬千瓦,產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值過1000億元。
這只是一個例證。鑒衡認證自2007年頒發(fā)我國首張風電機組產(chǎn)品認證證書以來,致力于國家公共研發(fā)實驗平臺建設,成為行業(yè)擁有檢驗檢測實驗平臺、IECRE認可的國際風能認證和測試資格的機構(gòu),可開展國內(nèi)和國際認可的相關(guān)產(chǎn)品、項目檢驗檢測、認證和技術(shù)評價等服務。
2010年,鑒衡認證在河北保定建成當時亞洲大的葉片實驗室,將測試驗證得來的知識和數(shù)據(jù)固化到葉片認證實施規(guī)則文件中,以提升葉片設計性能和制造可靠性。2011年9月,國家能源局正式批復依托鑒衡認證成立國家能源風能太陽能仿真與檢測認證技術(shù)重點實驗室,為行業(yè)自主創(chuàng)新提供基礎服務。
有關(guān)部門的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,僅2011年到2018年的8年間,鑒衡認證通過保定葉片實驗室完成100多款葉片型式試驗,是國內(nèi)葉片檢測多的實驗室。到2021年1月,鑒衡認證已完成120多款機型的型式試驗、7000多臺在役機組檢測,是國內(nèi)完成檢驗檢測多、經(jīng)驗豐富的檢測機構(gòu)。
進入2022年,風電檢驗檢測領(lǐng)域有南看廣東陽江國家質(zhì)檢中心、北看河北張北鑒衡牡丹實驗風電場之說。2021年12月24日,鑒衡牡丹實驗風電場首批9臺機組全部并網(wǎng),開啟機組研發(fā)測試和型式測試模式,迭代和優(yōu)化是其中必經(jīng)的步驟,未來三年它們將成為我國陸海風電技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠的主流機型,其單機功率和風輪組合也會引領(lǐng)新一輪技術(shù)探索效應。
這座實驗風電場的背后是國家能源風能太陽能仿真與檢測認證技術(shù)重點實驗室,它不僅滿足了機型研發(fā)與測試需求,還有效支持了風電企業(yè)的風電基礎研究工作。另外,這座實驗風電場配備了全套符合IEC標準要求的實驗和測試條件,包括140米至200米測風塔、全部所有類型的激光雷達、高低電壓穿越發(fā)生設備、電能質(zhì)量測試設備、載荷測試設備、噪聲測試設備、大功率多功能移動工作站等硬件設備設施,可滿足9MW海陸機型的測試驗證需求。目前國內(nèi)僅有這座風電場擁有如此條件,可以全方位助力我國風電裝備迭代升級。
從目前的測試機型看,大容量、大風輪、定制化、模塊化、智能化是其顯著特點,首批機型中單機容量在4.5MW以上,風輪直徑190米,智能運維是這些機型的標配,且打通了海陸機型部分模塊的邊界。
在風電發(fā)展進入大型化、規(guī);A段,鑒衡認證通過不斷提升實驗平臺的技術(shù)水平、規(guī)模和測試項目覆蓋能力,推進產(chǎn)品創(chuàng)新與迭代優(yōu)化。從風電企業(yè)購買國外設計和生產(chǎn)許可證到自行設計開發(fā)大兆瓦機組,背后都有鑒衡認證的身影。
在企業(yè)購買國外設計和生產(chǎn)許可證階段,鑒衡認證以獨立計算方式為企業(yè)提供解決方案,督促企業(yè)向外方獲取全套的設計資料,掌握設計所需要的計算分析方法,幫助企業(yè)做好引進技術(shù)的消化和吸收工作,打下技術(shù)基礎。
在與國外公司聯(lián)合設計階段,鑒衡認證發(fā)揮其在數(shù)據(jù)和計算分析方面的領(lǐng)先優(yōu)勢,幫企業(yè)把好技術(shù)關(guān),以解決國內(nèi)整機企業(yè)在與國外機構(gòu)進行聯(lián)合設計過程中“知其所以然”的問題,為本地產(chǎn)業(yè)化做好知識和技術(shù)準備。
在企業(yè)自主設計階段,鑒衡認證開發(fā)了多體動力學分析等新規(guī)范,以可靠性技術(shù)和評估手段為支點,制定了低溫機組、高原機組、抗臺風機組的認證技術(shù)規(guī)范,助力企業(yè)自主設計開發(fā)低風速、高海拔、抗臺風等適宜不同地域氣候特性的機型,推動了技術(shù)應用創(chuàng)新。