2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，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能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風電發(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)新劇場以及關于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”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日海上風電發(fā)展論壇隆重召開。中車株洲電機有限公司授級高級工程師、中國中車首席技術專家、全國風力機械標準化技術委員會委員李進澤出席會議并演講。
以下為發(fā)言全文：
李進澤：
各位專家，各位領導，大家上午好，我是李進澤。我今天演講題目是海上風電電機技術發(fā)展趨勢研究。這是我們一個發(fā)電機的產(chǎn)業(yè)布局，9大生產(chǎn)基地全面輻射陸上、海上及國內(nèi)外市場，總廠房面積233963㎡。江蘇鹽城、湖南株洲、內(nèi)蒙古包頭、新疆哈密、福建福清、廣東陽江（在建）、四川成都（協(xié)同）、浙江海寧（協(xié)同）、江西南昌，全球最大的風力發(fā)電機制造企業(yè)之一，核心產(chǎn)業(yè)是軌道交通產(chǎn)業(yè)、風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)、新產(chǎn)業(yè)。
去年海上風電有一個爆炸性的增長，風電行業(yè)的政策從十二五定位海上風電發(fā)電，明確上網(wǎng)電價，到十三五鼓勵規(guī)?；_發(fā)，競爭性配置市場化一些機制，形成指導的電價?！笆奈濉焙Ｉ巷L電迎來黃金發(fā)展期。
一、風資源豐富、裝機量逐年遞增，海上風電開發(fā)潛力， 5～25米水深、50米高度約2億千瓦； 5～50米水深、70米高度約5億千瓦；2020年海上風電裝機：750萬kW，較2019年以前累計裝機還要多。
二、風電行業(yè)政策，十二五：2012年，《風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》海上風電發(fā)展定位開發(fā)規(guī)模，2014年，明確上網(wǎng)標桿電價 0.85 元/kWh。十三五：2016年”十三五” 規(guī)劃，核準原則、鼓勵規(guī)?；?018年競爭配置/市場化，促創(chuàng)新、降成本、優(yōu)資源，指導電價（元/kWh）2019年：0.8，2020年 ：0.75?！笆奈濉保汉Ｉ巷L電成規(guī)?；瓉戆l(fā)展黃金期；“十四五”初期陸上風電全面平價，海上風電進入補貼退坡。
三、海上風電技術發(fā)展趨勢：“六化”趨勢（與發(fā)電機相關）：大型化（大功率）、模塊化（直驅、分瓣式)/集成化（半直驅）;中高壓化（電氣傳動）、中低速化（機械傳動/半直驅、直驅）永磁化（效率）、智能化（發(fā)電量）。“十四五”戰(zhàn)略規(guī)劃：我國將重點研制10MW+海上大功率風電機組。
漂浮式—未來海上風電主要降本方向：全球80%海上風能資源在水深超過60米海域。隨著水深增加，漂浮式技術的經(jīng)濟性逐漸凸顯；漂浮式海上風電從2009年單臺樣機到2017年首個漂浮式商業(yè)項目投運，已初具批量化基礎;據(jù)歐洲風能協(xié)會預測， 到2030年底全球漂浮式風電裝機容量將達到1500萬千瓦；保守估計2050年漂浮式機組成本下降38%，據(jù)IEA預測可降低50%。
第三個是海上風電-發(fā)電機關鍵技術。
一、高性能設計； 二、長壽命設計； 三、高可靠性設計； 四、低成本設計。江蘇中車電機8MW直驅永磁發(fā)電機，金風科技8MW海上直驅機組，（在福建興化灣，2020年并網(wǎng)發(fā)電）。
高性能設計：高性能磁鋼選型、多功率單元設計、電機高效率設計。江蘇中車電機7.25MW半直驅永磁發(fā)電機，明陽智能 MySE 7.25MW海上機組，（在廣東揭陽，2019年并網(wǎng)發(fā)電）。
電磁方案設計要注重與溫升、結構的耦合設計；基于產(chǎn)品技術平臺的電磁方案設計速度快，但拓撲結構創(chuàng)新往往能帶來意想不到的優(yōu)勢。直驅永磁發(fā)電機常用磁鋼系列：H、M等，高磁能積，功率密度高，多用外轉子(有內(nèi)轉子），耐溫要求略低。半直驅永磁發(fā)電機常用磁鋼系列：UH、SH等，高矯頑力，抗去磁能力強，內(nèi)置式，耐溫要求略高。
多功率單元設計，發(fā)電機采用多套繞組，如“動力分散動車組”可提高發(fā)電機及機組運行可靠性，可用發(fā)電機的25%、50%、75%、100%運行發(fā)電（部分功率單元故障時，可不停機，持續(xù)并網(wǎng)發(fā)電，有效提高機組年發(fā)電小時數(shù)、可用率）
高效率設計：磁鋼高利用率、優(yōu)化磁鋼最佳工作點,提升磁鋼利用率、節(jié)約成本、性價比高。江蘇中車電機12MW半直驅永磁發(fā)電機：額定效率達98.5%，熱態(tài)25%～100% PN 范圍效率＞98%。
二、長壽命設計：磁鋼長壽命設計、軸承長壽命設計、絕緣長壽命設計。江蘇中車電機5MW半直驅永磁發(fā)電機，（配套AREWA 5MW海上半直驅永磁風電機組）
德國AREWA。5MW海上半直驅永磁風電機組。
軸承長壽命設計：機組載荷獲取、軸承負荷計算，軸承計算壽命須滿足發(fā)電機設計壽命需求—陸上風電20年、海上風電25年。
絕緣長壽命設計：需滿足發(fā)電機設計壽命要求陸上—20年、海上25年，低壓發(fā)電機引入中壓/高壓 電機和變頻 電機絕緣技術；永磁發(fā)電機定子、雙饋 發(fā)電機轉子、全功率異步 發(fā)電機定子均需采用變頻 電機絕緣；增加匝間及對地絕緣厚度，提高絕緣系統(tǒng)安全儲備裕度;發(fā)電機絕緣系統(tǒng)失效機理研究，如環(huán)境適應性、熱/電壽命等驗證。
聚焦發(fā)電機絕緣系統(tǒng)新材料、新結構、新工藝、新方法的開發(fā)和研究，打造耐鹽霧、耐高濕型風力發(fā)電機絕緣系統(tǒng)，提升關鍵基礎共性技術能力。
三、高可靠性設計：磁極結構、絕緣系統(tǒng)、軸承配置、三防設計。磁極結構系磁鋼防腐處理，磁鋼可靠性測試。絕緣系統(tǒng)的電機絕緣的四大主要因素：電因素—高壓電機、中壓電機、變頻電機、熱因素—緊湊型電機、機械因素—大功率、低壓電機、環(huán)境 (或化學)因素—戶外、開啟電機。發(fā)電機絕緣壽命設計要求：陸上風電是20年設計壽命，海上風電是25年設計壽命。
絕緣系統(tǒng)環(huán)境適應性研究，多因子環(huán)境老化試驗、冷熱沖擊、振動沖擊、恒定濕熱、長期浸水、持續(xù)鹽霧，評估發(fā)電機絕緣壽命。定子模卡冷熱沖擊試驗、?？ㄩL期浸水試驗及實物產(chǎn)品的浸水試驗研究。
軸承配置潤滑脂選擇與性能測試，開展發(fā)電機軸承失效機理與優(yōu)化設計研究，構建發(fā)電機軸承失效的多場耦合分析方法和優(yōu)化設計規(guī)范。
軸承配置可靠性試驗：一臺三室：軸承試驗臺 + 故障診斷室、潤滑劑檢測室、精度檢測室；軸承臺架試驗：急加速、溫升特性、熱試驗、耐久試驗等；軸承配置模擬試驗：高低溫、風沙等；軸承檢測分析。
三防設計：這是某型海上半直驅機組永磁發(fā)電機防腐規(guī)范防腐區(qū)域劃分表，針對海上機組或直驅機組發(fā)電機更應重視三防設計。低成本設計是這些。
四是海上風電-發(fā)電機研制經(jīng)驗。
這是海上風電發(fā)電機研制歷程，這是5MW半直驅永磁發(fā)電機，中壓永磁發(fā)電機，配套5MW海上機組（出口德國阿?，m）；發(fā)電機與齒輪箱高度集成，一體化；特點和優(yōu)勢（三高兩低）：高度集成、高效率（額定點98.1%）、高可維護性（塔上可更換磁極盒）; 低振動、低水壓降。
高壓絕緣系統(tǒng)設計環(huán)氧酸酐樹脂絕緣體系，高可維護性磁極盒設計，表貼式磁極盒（內(nèi)轉子），磁鋼鎳銅環(huán)氧鍍層+磁極盒膠灌封，耐鹽霧、防振動，可塔上更換。海上防腐設計是磁極盒：全密封、一體化， 緊固件：更環(huán)保的無鉻達克羅處理。高可靠性接線盒設計：電纜變徑密封模塊，密封好，軟銅排過渡電纜連接，耐振動。德國VDA 6.3過程審核，發(fā)電機及關鍵零部件均通過VDA6.3審查。
12MW半直驅永磁發(fā)電機：低壓永磁發(fā)電機，配套海上半直驅機組，發(fā)電機與齒輪箱高度集成，一體化；特點和優(yōu)勢（三高三低）：高度集成、高效率（額定點98.5%、20%～100%額定功率時均高于98%）、高可維護性；低振動、低軸電流、低波形畸變率。PPT42
中車株洲電機有限公司將繼續(xù)定位于“打造具有全球競爭力的世界一流通用機電集團公司”，致力于實現(xiàn)高端動力先鋒戰(zhàn)略目標！聚焦于高性能、高可靠性、高可維護性海上風電-發(fā)電機、變壓器技術，致力于實現(xiàn)發(fā)電機、變壓器的高水平設計、高質量制造、高可靠運行！謝謝大家！
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
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