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金风科技: 推动能源转型 为人类贡献白云蓝天

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金风科技智慧能源大厦


高耸入云、直插云霄,在广袤的大地上,矗立着一架架风力发电机,当你站在塔底,抬头仰视,巨型叶片随风旋转,你难以想象放在陆地上的一个个庞然大物,当把它们组装到一起,放到半空时,轻盈的却像鸟儿一般,是那强劲的风赋予它们旋转的动力。

成立于1998年的新疆金风科技股份有限公司(以下称“金风科技”),是中国最早从事风电机组研发和制造的企业之一,目前已发展成为全球领先的风电机组制造商,是清洁能源和节能环保整体解决方案提供商,多次入选“全球最具创新能力企业50强”。


明星产品备受追捧

金风科技致力于清洁能源与节能环保领域的发展,他们自主研发生产的风力发电机组一直在为千家万户源源不断地输送着清洁电力。

今年1月初,被称为“Double140”的金风科技GW140-2.5MW-140mHH机组首台样机并网运行。

“Double140”是什么?叶轮直径140米,是目前全球2.5MW容量级别机组中扫风面积最大的;塔架高度140米:针对我国中东部市场风速低、切变大特点,为客户专属定制的“大个子”适应性产品。

在Double140和金风科技GW3MW(S)产品平台的基础上,GW140-3.0MW于2017年10月推出,直接将我国陆上风机的“三围”规格,拉高至“140-140-3400”水平,即风轮直径140米,塔架高度140米,单机容量3.4兆瓦(MW)左右。

截至2017年年底,GW140-3.0MW机型已获得国内外数十个风电项目的数百台机组采购意向,成为国内外大型陆上风电机组市场的重要参与者和引领者。

该机型将电气系统的多线设计技术带入陆上风电市场,令其在一条电气回路出现故障时,可使用另一条回路运行发电而不必完全停机,相当于为业主的发电效益上了“双保险”。采用的柔性功率,可使GW140-3.0MW机型根据实际需求实现从3兆瓦至3.4兆瓦的满发功率动态调节。结合金风科技场群控制技术,该机型可使项目在面对各类风况或环境约束条件时,实现机组间的协同控制,以群策群力方式最大化地稳定风电场出力。

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江苏响水近海项目


同样在今年1月,由金风科技推出的GW171-6.45MW首台样机,在江苏实现“一键起机”,目前并网运行稳定。GW171-6.45机型采用直驱永磁技术路线,单机容量达6.45MW,风轮直径171米。

“风机产品成本在海上风电成本中占到40%,工程施工和后期运营维护占比在60%左右。这与陆上风机安装成本划分截然不同。在海上风机安装中,最难的是塔架安装,其中基础部分要用导管架将几十米的钢管插入到淤泥和海床上,进行固定,有的淤泥比较多,工程量大。再加上叶片、叶轮安装都对施工技术有很高要求。”主要负责风电产品研发和技术开发管理的李富荣说道,他在金风科技工作已有15年之久。

GW171-6.45MW机型是金风科技面对江苏及其以北海域风电开发需求,所推出的一款高效产品:通过“单桩基础+大容量机组”的组合,进一步降低用海面积和全生命周期投资成本;通过“大风轮直径+高适应性与高全场能量可利用率”增加发电收益。

在该样机吊装过程中,采用了单叶片吊装技术。此技术是国内首次自主研发针对直驱机组的单叶片吊装技术,开创了我国风电整机商直驱机组单叶片吊装的先河。

金风科技早已在欧洲、澳洲和美国等设有风机工程技术创新中心,从公司成立至今实现了全球风电装机容量超过44GW,28500台风电机组(直驱机组超过23000台)在全球6大洲、近20个国家稳定运行。

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澳大利亚项目


开启数字化转型之路 

在刚刚结束的2018年全国两会上,身为全国政协委员的金风科技董事长武钢建议:要为“中国制造”提供工业大数据“宝藏”。作为制造业大国,我国每时每刻都在产生海量工业数据,我们应充分利用这一优势,创新管理思想,重构产业生态,提升中国制造在全球产业链中的地位;用工业大数据提高产品质量、管理水平,弥补差距,补齐短板。

在风电场投资规划中,有众多影响因素,比如前期资源评估不精准,适应性不匹配、质量差、性能低,计划不可控,施工成本运营高,不能满足电网技术要求,电能质量差,当下日趋严峻的环境友好要求,造影、光影污染问题。

金风科技通过用数字化技术“解析”风,在大气环流层面,采用多重物理模型嵌套,构建从宏观到微观的物理世界。这种对外部环境评估与预测的智能化,使得风电机组环境适应性飞跃式进步:通过气象条件反映的区域资源属性确定风电场的位置,借助风机的智能感知技术实现风机瞬态环境自适应。

“数字化风电场规划可以降低不确定性,确保收益,持续提升环境友好性。”金风科技风电设计研究院院长孟庆顺介绍说,金风科技运用数字化技术推动风场设计更为精准。

武钢说:“金风科技在大数据应用领域已取得明显的市场效果。客户只需告诉我们需要在哪个坐标点上建设风电场,我们就能通过云计算和大数据分析技术,自动提供风电场的数字化规划设计报告,整个过程完全实现数字化、定制化、智能化。”

如今,整个金风科技已拥有超过8000名员工,其中研发技术人员超过2000人,占比达四分之一。

“数字化时代,客户需求日趋个性化、差异化。运用人工智能等数字技术的核心是提升发电量,降低运营成本,提高可靠性。”李富荣说道。

据悉,金风科技计划今年在新疆乌鲁木齐经济技术开发区(头屯河区)合作建设金风科技园,建设超级计算中心和人工智能试验中心,推动数字化转型。“我们将用3年时间打造‘数字金风’,提高产品质量、管理水平和市场竞争力。”武钢说。


创领未来能源 打造未来能源体系

在金风科技智慧能源大厦的入口,镌刻着金风科技“创·领未来能源”的梦想。未来金风科技将致力打造可负担、可靠、可持续的未来能源体系。

“可持续”,是指实现未来能源系统生态圈的可持续、实现社会发展的可持续、实现自然环境的可持续。

风能自身,属于可再生资源,用可持续的再生资源优化产业链,可减轻环境污染。由此,金风科技建立了全国风能气象地理信息数据中心,为各级政府、风电开发商等机构提供风电项目的发展规划、宏观选址和微观选址咨询。

“建立数据中心,可获取全国开发风电的相关数据。以往客户往往受限于成本、专业技术等因素而收效甚微。金风科技建立的信息数据中心,可将收集现有自然环境中的风能数据,进行分析,为风电场选址和风机产品匹配自然环境进行精准规划和预测。”李富荣讲道。

金风科技自主研发的FreeMeso2.0、GoldFarm等数字化平台和工具,可直观快速定位潜在风电项目位置,预估项目容量、收益分析。

金风科技拥有几十台世界最先进的激光测风雷达应用于风电场宏观选址、微观选址咨询,结合精准流场仿真耦合模型和大数据,帮助客户降低或消除投资风险,提高实际投资受益20%以上。

除了技术工具,金风科技选址咨询服务的背后是一支超过百人的深耕风场选址的风资源团队,每一位工程师都积累了大量实践经验,为客户交付最优秀的风场选址方案。

可靠,首要的是技术可靠。由于风电的波动性,运用大数据做精准预测,可确保稳定性;设备、产品可靠,整个系统才会更加可靠,金风科技要做到对用户负责,让用户放心。

2018年1月8日,在青海新能源大数据创新平台运营仪式上,国网青海省电力公司与金风科技签署功率预测服务、设备健康管理服务合作协议。金风科技将作为该平台的重要服务提供商之一。在平台运营的过程中,金风科技将更多的高级创新业务服务提供给平台的入驻企业。

“随着能源互联网的持续发展,平台会接入更多的发电企业、第三方服务商。我们希望通过平台,关注设备的全生命周期运行情况,保持与发电企业用户的交流,拓展设备的运营托管、备件供应及维修等业务。通过平台共享技术交流,持续创新,为平台用户提供更多元化的服务,促进青海新能源产业发展。”金风科技副总裁周云志表示。

可负担,让每个人都能付得起“度电成本”。风机的前端波动性较大,即风力在白天、夜晚都会有相应的变化,这需要设备进行管理调控,加上风机自身用电量;数据采集回来,预测居民和工业用电高峰时段,给电路造成的用电压力,即负荷情况和能源使用情况。

“目前风力发电的度电成本高于火电,但其实火电价格并没有体现环境外部成本。随着风电技术的不断进步以及环境监管趋严,2020年前,‘风火同价有望逐步实现。”李富荣说。

金风科技不满足于风电开发事业,逐步投身风能增值应用领域,启动储能技术、智能电网、分布式发电、风能海水淡化、水务及环保等新能源领域高级应用,成就可再生能源体系变革,力争真正成为国际化的清洁能源和节能环保整体解决方案提供商。

金风科技执行副总裁吴凯讲道:“未来风电,将看到更多的智能风机与智慧风电场,更注重环境的精准评估以及人、环境、并网的友好性交互,也将需要更多灵活可行的金融服务。为此,金风科技将通过数字化技术融合和多方创新,建立可靠、可负担、可持续的能源生态系统,推动能源转型,为人类贡献白云蓝天,为未来留下更多资源。”