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2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京。

本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風(fēng)電設(shè)備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

其中，10月19日海上風(fēng)電發(fā)展論壇隆重召開。DNV產(chǎn)品經(jīng)理張帆出席會議并演講。

以下為發(fā)言全文：

張帆：謝謝，我來自DNV，今天非常高興有這個機會來到會場分享一下，我們對于浮式風(fēng)機在設(shè)計當(dāng)中新的發(fā)展，和我們對未來包括挑戰(zhàn)，包括我們自己的計劃。今天很多前面的嘉賓多多少少提到我們公司，我們是一家做咨詢、認證，包括海事、船舶、海上能源，包括以前的油氣資源，包括現(xiàn)在新能源的一家公司。我們同時也提供一系列數(shù)字化解決方案，也就是剛剛提到的關(guān)于海上風(fēng)機相應(yīng)設(shè)計工具和配套系統(tǒng)。我們跟業(yè)內(nèi)很多公司都有很多合作，包括金風(fēng)和其他的一些業(yè)內(nèi)做風(fēng)機和基礎(chǔ)的工作。

我是來自于數(shù)字化解決方案，目前負責(zé)我們公司在浮式風(fēng)機全球業(yè)務(wù)。這篇報告是三位同事，分別在挪威和英國的同事準備的，今天想分享一下這幾年的發(fā)展情況和心得。主要是以下幾個方面，一個是設(shè)計前端歸納了一下設(shè)計的特點，另外一個是浮式風(fēng)機項目當(dāng)中，我們歸納了項目當(dāng)中不同的參與方的角色，他們的關(guān)注點，就是項目的組成。在浮式風(fēng)機本身整個系統(tǒng)設(shè)計和流程上，因為它是一個相對來說比較新的產(chǎn)業(yè)和方向，所以在工具和設(shè)計方法上，實際上也是處在不斷發(fā)展完善和更新的過程。

在這個當(dāng)中，我們發(fā)現(xiàn)有很多新的問題，同時希望能夠把傳統(tǒng)行業(yè)當(dāng)中，比如說海事和油氣方面的經(jīng)驗引入風(fēng)機，同時和陸上風(fēng)機經(jīng)驗相結(jié)合，所以中間也歸納了很多的挑戰(zhàn)以及發(fā)展的可能性。希望借助這個機會，給大家提供一些思路，為這個行業(yè)起到拋磚引玉的作用。

目前海上風(fēng)機這幾年有一個飛快的發(fā)展，特別是從淺海到中深水到深水都有一個發(fā)展。浮式風(fēng)機來講，國內(nèi)目前雖然只有一個已建成試運營的風(fēng)機，但是研發(fā)角度來講很多公司很多單位、科研機構(gòu)都在平行進行一些科研的工作。另外一個呢，目前這種全尺度的實驗樣機，在過去十年當(dāng)中在全世界各地都有不同的發(fā)展，包括歐美、日本、韓國、東南亞等等。主要當(dāng)然集中在歐洲區(qū)域，目前個商業(yè)浮式風(fēng)機的風(fēng)場或者是準商業(yè)浮式風(fēng)機風(fēng)場已經(jīng)投入運營了。

對于浮式風(fēng)機來講，目前的趨勢更多是向著深遠海的角度去發(fā)展，我們可以看到配套的單機裝機量會越來越大，比如說12兆瓦、16兆瓦、18兆瓦、20兆瓦。深遠海來講，風(fēng)資源更加優(yōu)化一點。大家很熟悉了，因為我是做油氣背景的，油氣背景角度來講，浮式結(jié)構(gòu)物來講是四類方向，目前在研項目或者在研概念大類有40多個，基本上是按照不同的來做的。目前我們發(fā)現(xiàn)并沒有哪一種類型的浮式風(fēng)機概念能夠比其他類型具有非常明顯的優(yōu)勢。雖然現(xiàn)在很多人講，我們用了很多半潛式，不同的立柱形式，歐洲有一些駁船式。這個研究工作還是在進行當(dāng)中，從浮式風(fēng)機項目結(jié)構(gòu)組成來講有一些特點，我這里列了一個固定式。對于固定式來講，大家比較熟了，我們談的單樁或者是導(dǎo)管架，相應(yīng)歸為這種相對固定式。作為一個項目來講，一般有風(fēng)機的OEM或者塔筒的設(shè)計方，基礎(chǔ)設(shè)計方，開發(fā)方，還有一些第三方的認證機構(gòu)。相對來說，根據(jù)我們的觀察來講，相對來說大家各自關(guān)注的點重合度不是那么高。從我們理論上來講，他們之間相對來說做的設(shè)計流程相對是分開的，所謂的一種弱耦合的概念。

我們只談從分析的角度來講，這個本來是一個動畫，這只是一個例子，說明什么問題呢？我們在做浮式風(fēng)機這一塊的時候，可以發(fā)現(xiàn)它有很多很多的，理論上來講有很多動力學(xué)是要耦合在一起，因為之間相互有一個比較強的耦合作用和影響。這里可以看到葉片方面的空氣動力學(xué)，水動力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)，還有一些控制系統(tǒng)。反過來控制系統(tǒng)的策略，也會反過來影響平臺的運動，影響到平臺上的載荷。整個東西是非常復(fù)雜的動力學(xué)的系統(tǒng)，再把電纜掛上去，對于電纜本身的設(shè)計和校核都是一個比較大的挑戰(zhàn)。

從大家的關(guān)注度來講，我們這里就把一個項目參與方關(guān)心的問題，用這樣一個矩陣的形式向大家，這是一個簡化的說明。如果我們用這種相對來說比較簡化的方式，右上角種方式完全沒有耦合的情況下，先算風(fēng)機的載荷，算塔筒載荷等等，我把這個東西給到做基礎(chǔ)設(shè)計的公司。基礎(chǔ)設(shè)計方算完以后，再把運動或者相應(yīng)的動力學(xué)給到做塔筒或者動力學(xué)的公司，這個過程中沒有考慮到耦合的因素。

第二種方法，我們可能叫部分耦合，部分耦合的方法，我在做風(fēng)機設(shè)計的時候，基礎(chǔ)部分做簡化模型，輸入到風(fēng)機計算或者設(shè)計當(dāng)中。反過來做基礎(chǔ)設(shè)計的時候，其他系統(tǒng)用一個相對簡化的方法輸入到這個里面多做，部分考慮到之間耦合的影響。實際上做的過程中，我們發(fā)現(xiàn)要做很多輪的迭代，要實現(xiàn)整個系統(tǒng)，我們認為是一個完整性的。這里帶來其他的問題，看到這里更多的參與方會在里面，我們會發(fā)現(xiàn)大家用的都不是一個系統(tǒng)，不是一個軟件，不是一個工具，甚至不是一個理論方法。在這種情況下，就會帶來這個數(shù)據(jù)到底有多可靠，到底有多少假設(shè)假定在里面。后這個項目或者這個設(shè)計就變得不可控，我們看到過很多這種情況，我做風(fēng)機認為那邊是什么樣，拿過來以后發(fā)現(xiàn)不是那樣的，里面有很多很多的挑戰(zhàn)。而且里面有一個相互迭代的過程，我更新了設(shè)計，你那邊的模型要全部重新做一遍。這里面還出現(xiàn)一個問題，有很多很多重復(fù)工作，后面會講一個實際案例。

第三種方法，希望發(fā)展全耦合的分析，所有的參與方參與同樣一套系統(tǒng)，在同樣一套系統(tǒng)里面建議整個包含風(fēng)機、控制系統(tǒng)、塔筒、浮式結(jié)構(gòu)，建立完整的動力學(xué)方程，采用統(tǒng)一的動力學(xué)方法分析整個系統(tǒng)。當(dāng)然它有它的挑戰(zhàn)，但是目前我們看到幾個主要挑戰(zhàn)之一，除了工具之外的挑戰(zhàn)，這里面有一個很大的問題就是知識產(chǎn)權(quán)保護的問題。我作為風(fēng)機的制造商來講，我們跟西門子合作，包括國內(nèi)的金風(fēng)上海電氣，包括這些公司去合作會發(fā)現(xiàn)。大家保護的程度都不同，有的是保護一些核心的東西，多多少少都有一些相應(yīng)需要自己去保護的東西，我們完全理解。作為基礎(chǔ)設(shè)計方相對好一點，可以把主要參數(shù)給到風(fēng)機制造商去做，但是里面有一些東西不希望公開。甚至作為業(yè)主來講，沒有辦法把大家放在一個地方討論這個問題。所以說在這一塊，怎么能夠做到大家在同樣一個系統(tǒng)下做這件事情，但是保護大家的知識產(chǎn)權(quán)不被泄露，這是這里面發(fā)現(xiàn)面臨的問題。

這里面有很多的工具，市面上有很多工具做不同部分的分析，我這里分享幾個之前看到的例子。這都是來自實際的浮式風(fēng)機項目，是國外的浮式風(fēng)機項目是怎么做的，后會總結(jié)一下他們遇到了什么挑戰(zhàn)。左邊是風(fēng)機制造商，他們用的是內(nèi)部的風(fēng)機設(shè)計和計算的程序。

后結(jié)果回到這里，都有一個IP的問題，很多很多的工具大家都不是用一個工具，后時長非常長。所以這個時候發(fā)現(xiàn)一些挑戰(zhàn)，分成三個方向，時間關(guān)系就不重復(fù)了，主要是物理和交界面和有效性挑戰(zhàn)。物理上來講，我們要開發(fā)一套系統(tǒng)，或者說集成所有的經(jīng)驗來開發(fā)一套完整的支持風(fēng)機標準這樣一個設(shè)計流程方法和工具，在交界面上希望做到完整耦合交界面，同時能夠提高有效性。

后一頁簡單總結(jié)一下，目前來講浮式風(fēng)機還處在初步發(fā)展階段，有很多不同的設(shè)計和發(fā)展。相對來說項目組成、項目方式比以前傳統(tǒng)看到固定式更加復(fù)雜。它有一個高度的耦合性，同時有來自不同背景，咱們做電、做系統(tǒng)，做浮式結(jié)構(gòu)物的背景去做。目前我們還沒有發(fā)現(xiàn)一個，大家都能夠普遍接受非常標準的設(shè)計流程。

如果大家有興趣展開來講，我們明天會有一天的活動，上面每一個東西會進行展開敘述，謝謝！

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）