GW3.0MW(S)，為你而來！

　　2017年1月，由新疆金風科技股份有限公司（以下簡稱“金風科技”）研制的首臺GW3.0MW(S)樣機在張北草原并網發電。而在此前，該機型已一次性獲得國際權威認證機構DNV GL頒發的從3.0兆瓦到3.4兆瓦平臺化產品的設計評估認證。 　　
　　“我們很明確，很實際，最先考慮的就是這款機型推出后，可以給業主帶來什么，帶來多少。”在深入了解GW3.0MW(S)機型平臺的信息時，金風科技的一位資深研發工程師對筆者如是說。
　　
　　以業主需求為導向——這就是GW3.0MW(S)的設計初衷。它也是金風科技對新產品立項研制，所始終秉持的基本理念。
　　
　　也正是因為從GW3.0MW(S)孕育之初，就處處考慮了業主的需要與體驗，將業主的核心關切作為進行一切工作的初衷，才使其在走向市場時，迅速成為焦點，獲得廣泛關注。
　　
　　那么，這個中低風速市場“明星”，是怎樣滿足業主需求的呢？
　　
　　需求1：更大的選擇空間
　　
　　對業主而言，適宜項目的機型能帶來更大的收益。對金風科技而言，細分的產品譜系和精準的產品定位，能幫業主達到上述目的。
　　
　　顯而易見的是，2017年至2020年間，我國風電市場的主要增量位于西南、南部和中東部地區。在這些地區開發風電，需面對諸如風速較低和建設條件困難等一系列問題，這就需要風電整機商努力促進低風速技術更新迭代，使以前不具備開發價值的資源，具備開發價值。
　　
　　對此，金風科技推出了一系列更適應低風速和超低風速地區的機型。例如，金風科技的GW115/2000和GW121/2500兩款機型，是該公司在2016年面向低風速市場的主流機型。而2016年下半年推出的GW121/2000機型，則作為金風科技引領超低風速市場的主力機型，將風電可開發風速下探至4.8米/秒。
　　
　　GW3.0MW(S)機型，正是在上述已廣泛取得市場認可的低風速和超低風速機組平臺技術的基礎上，繼承并升級而來。
　　
　　GW3.0MW(S)機型，繼續沿用金風科技具有2萬余臺機組運行業績的成熟直驅永磁全功率變流技術路線，結合GW2.0MW、GW2.5MW、GW3.0MW等機型成熟的大容量兆瓦級平臺經驗和技術積淀，融入了金風科技已投放市場以及為未來風電創新的所有先進技術。
　　
　　在機型適用度上，GW3.0MW(S)的亮點極為突出：得益于直驅永磁全功率變流技術路線，擁有非常寬裕的適用范圍?？梢哉f，該機型能夠部分涵蓋超低風速地區選型需要，全部覆蓋中低速地區選型需要，甚至在中高風速區域，也有相當強的適用能力。
　　
　　因此，GW3.0MW(S)機型的推出，結合金風科技已推出的其他機型平臺，形成了低風速機型大小容量搭配、中低風速與超低風速機型優勢互補的強大產品組合。這使業主能夠真正實現低風速風電資源的精細化開發與管理，有效減少風速、湍流、地形、運輸等各種邊界限制，降低開發難度，優化開發成本，甚至使不少難以被開發的項目盤活。 　　
　　需求2：更高的發電收益
　　
　　據筆者了解，風電機組的風輪直徑、塔架高度和單機容量，就目前來說是對發電收益影響最顯著的三大硬件規格，也是提高發電收益水平的基礎。
　　
　　此前我國陸上風電機組的“三圍”尺寸，是以金風科技GW121-2500機型所引領的“120-120-2500”，也就是說風輪直徑約120米，塔架高度120米，單機容量2.5兆瓦。GW3.0MW(S)的推出，直接將我國陸上風電機組的“三圍”規格，拉高至“140-140-3400”水平，即風輪直徑約140米，塔架高度140米，單機容量3.4兆瓦左右。更強的風能捕捉能力，和更高的輪轂高度，在同一點位可以獲得更高的風速，面對更小的湍流。同時，單臺機組的超大容量，更使得GW3.0MW(S)機組成為業界陸上風電機組的新標桿。
　　
　　當GW3.0MW(S)的額定容量設定在3兆瓦時，單位千瓦掃風面積在5.15平方米，與2.0-115機型相當；當額定功率設定在3.4兆瓦，單位千瓦掃風面積與2.5-121機型相當。除了這樣的硬件條件，GW3.0MW(S)融入了一系列控制策略創新技術，使得這款機組在發電控制方面也非比尋常。其中，柔性功率可調，就是這些控制策略創新技術在這款機型上的完美體現。
　　
　　在單機基本功率控制的基礎上，GW3.0MW(S)機組能夠根據實際需求實現從3兆瓦至3.4兆瓦的滿發功率動態調節，在部分風況、環境條件理想的條件下，機組能夠達到滿發功率3.57兆瓦，這個過程甚至能在機組運行時完成。這一技術可以應用在諸如多噪聲控制模式、地形自適應技術、環境適應技術以及穩定整場發電控制技術等各類條件適應性解決方案當中。
　　
　　例如，為滿足周邊居民生活與工作的條件需求，避免噪音影響，可以對機組進行低噪聲控制，通過降低葉輪轉速，減小滿發功率，使機組整體噪聲降低到目標水平。
　　
　　再比如，機組的外環境溫度在42度至45度的高溫情況下，或是一些特殊風況條件下，比如入流角過大，風剪切超限的情況下，也可以通過柔性功率可調技術進行控制，減少單機容量，同時保證機組安全。
　　
　　除了對各種環境和需求的響應，GW3.0MW(S)機型對機組的故障模式也做了進一步的探究，使機組在出現故障的情況下仍能盡量挖掘潛能，繼續發電以提高運行效率。
　　
　　“GW3.0MW(S)機組具有的雙線設計，也就是讓機組具備兩條并聯的電氣回路。這樣可以使機組在一條電氣回路出現故障時，使用另一條回路在單機功率1.7兆瓦下運行發電，而不必完全停機。”上述研發工程師談到。
　　
　　據悉，金風科技一直踐行著“海上高配技術陸地化，陸上成熟技術海上化”的產品開發戰略布局，而GW3.0MW(S)平臺就是這項戰略的一次充分體現?？梢哉f，該平臺的雙線設計，最初是應用于海上風電機組的，金風科技率先將其應用于陸上。這樣的創新，對于提高機組可利用率和發電量能夠起到明顯效果。
　　
　　在同一個項目中，如果傳統單線設計機組電氣利用率在97%，那么采用雙線設計的機組能將電氣可利用率提高至99%以上。以一個20萬千瓦風電場為例，可提高全場年均發電收益340萬元。
　　
　　如果說上述先進的單機應用技術，使GW3.0MW(S)機組先天便具備了優秀的能力，那么場群技術讓每一臺GW3.0MW(S)機組的優勢，通過協同發力、群策群力的方式得以顯著擴大。
　　
　　“正如沒有將軍的散兵，無法發揮集體戰斗力。”金風科技的一位產品經理如是說。
　　
　　值得關注的是，金風科技已經將場群控制平臺作為GW3.0MW(S)的標準配置加以應用，從而為每臺機組開發了響應場群控制的各項策略，使單機和場群控制能夠有效協同。在單機運行于低噪聲模式、或者因為地形適應、環境適應而降低滿發功率，或者因為機組處于單線運行模式時，場群控制系統會捕捉到各臺機組的運行狀態。并且，通過調整其他機組的出力模式，使其他地形條件或環境條件較好，以及運行正常的機組發揮潛能，增加發電量，以滿足整場穩定出力的需要。
　　
　　“通過智能化的感應和學習，利用單機高級別控制技術與整場柔性功率控制技術的相互結合，能實現GW3.0MW(S)機組間的協調，提高發電能力，減少發電損失。”金風科技的一位產品經理向筆者介紹。
　　
　　場群控制技術的優勢不僅僅體現在協同調度方面。在如何讓每臺機組能夠適應風場各個點位的環境，針對每個風電場的特殊情況，都能夠發揮GW3.0MW(S)機組的潛力方面，場群控制技術也有一套優秀的策略。
　　
　　這就在單機控制技術提高發電量1%至2%的基礎上，通過偏航矯正、尾流控制、扇區管理、載荷自適應技術、風電場定制化控制、系統診斷升容等一系列集群控制技術提高整場發電量1.5%以上。
　　
　　可以說，無論是在硬件設計還是在軟件智能化水平上，GW3.0MW(S)機組平臺都做到了游刃有余，幫業主利用好每一點風能，汲取每一度電量。 　　
　　需求3：更方便的工程實現
　　
　　你一定會關注，對于規格尺寸更大的GW3.0MW(S)機組，在路上和吊裝的適應性怎么樣?？梢哉f，GW3.0MW(S)機型在從運輸到吊裝的適應性上，完全具備可實施性。
　　
　　通常來說，風電機組大部件運輸的最大瓶頸體現在葉片上。按照以往經驗，單機容量在2兆瓦和2.5兆瓦的機組，遇到山地運輸條件，一般會在山下堆場中將葉片換到能夠“偏航變槳”的葉片倒運車上，由倒運車完成葉片的最后一段旅程。GW3.0MW（S）機型所配裝的葉片，也采用了類似的方式進行運輸。并且，在從一出廠到機位點的路程上，相關人員都可以在信息化物流平臺上，實時監控車輛的位置和狀態，保障葉片安全便捷地運達風場。
　　
　　與此類似的是，GW3.0MW(S)機型的吊裝也不成問題，國內有不少適用的履帶吊車型號，能得到良好的工程保障。
　　
　　事實上，GW3.0MW(S)機型不但在運輸與施工方面沒有難度，反而還能在這些環節中節省相當多的成本。
　　
　　例如，由于GW3.0MW(S)機型在相同容量的風電場建設中，比2兆瓦機型的機位施工點更少，且在120米輪轂以下單個機位點吊車需求與2兆瓦機型相差無幾，其整場吊裝成本能夠比2兆瓦機型少50%；單位千瓦基礎土方量相比2兆瓦和2.5兆瓦機型減少20%；使用單葉片工裝，僅需吊裝工作面900平方米，相比2兆瓦小吊裝工作面1600平方米，降低40%。
　　
　　可以說，GW3.0MW(S)機型在運輸和吊裝上省心還省錢。 　　
　　需求4：更靈活的方案設計
　　
　　上述領先業界的硬件規格，智能化的場群控制方式，深度結合雙線設計和柔性功率可調技術，使GW3.0MW(S)平臺在各類型的項目中都極具應用價值。
　　
　　對于南方或中東部地區而言，GW3.0MW(S)機型能夠解決因可選機位點有限，而風電場容量不足和排布困難問題，并有效減少尾流影響，提高發電量。
　　
　　例如，湖南某5萬千瓦的項目，總共選出了20個機位點，如果使用單機容量為2兆瓦的機型進行排布，裝機量只能達到4萬千瓦。那么，如果使用單機容量為3兆瓦，風輪直徑為140米的GW3.0MW(S)機型進行排布，利用17個機位點，就可以做到5萬千瓦的容量。雖然GW3.0MW(S)在這個風速較低的項目中比2兆瓦機型等效年滿發電小時數少55小時，但整場發電量高出2495萬千瓦時，實現了資源利用的最大化。
　　
　　對于北方限電地區，在滿足保障性收購小時數的前提下，使用GW3.0MW(S)機型，相比使用更小容量的機組，能夠有效降低初始建設投資，從而增加中高風速風電場的整場投資收益率。
　　
　　例如，在某項目中采用單機容量為3兆瓦，風輪直徑為140米的GW3.0MW(S)機型，相比采用單機容量為2兆瓦，風輪直徑為115米的機型，在單位千瓦造價上少293元。
　　
　　對于征地困難，限制點位但不限制容量的項目，GW3.0MW(S)機型能夠在使場區面積不變的情況下，幫助業主追求風電場最大發電量。
　　
　　以國外某項目為例，其共有41個點位，采用單機容量為2.5兆瓦，塔架高度為90米的排布方案，總容量僅為10.25萬千瓦。而采用單機容量為3.2兆瓦，塔架高度為100米的GW3.0MW(S)機型排布，總容量能達到13.12萬千瓦。相比之下，采用GW3.0MW(S)機型的方案，比2.5兆瓦機型的方案，年發電量高出1.228億千瓦時。
　　
　　對于高切變、地形平坦、單一高度排布的項目，可以通過為GW3.0MW(S)機型配置更高的塔架，有效增加項目發電量。而針對高切變、地形平坦，但機位點排布較密集的項目，則可以利用GW3.0MW(S)機型塔架高度柔性可調的能力，對塔架高度進行在110米至140米間的混排，來降低尾流影響，提高全場發電量。
　　
　　近些年，在傳統的風電場設計方案基礎上，風電場的定制化和立體化設計已獲得廣泛關注。但是，以前的定制化風電場解決方案，是把特定容量機型與其既定的塔筒高度進行混排，由于機型混雜，對運維和備件管理工作挑戰不小。在擁有了GW3.0MW(S)機型平臺后，通過對其發電功率柔性可調與塔筒高度柔性可調進行結合，金風科技實現了僅用一款機型，便可滿足業主的風電場定制化和立體化設計需求。
　　
　　例如，在一個安裝有4個80米高測風塔的項目中，1003號測風塔的風切變較高，為0.18，但風速特別低，為5.31米/秒；7003號和7004號測風塔的風切變不大，為0.075和0.132，但風速比較高，為6.93米/秒和7.11米/秒；3001號測風塔的風切變大，為0.114，風速也大，為6.5米/秒。
　　
　　針對這4個測風塔不同，設計單位將40臺GW3.0MW(S)分為6組，在3001號測風塔附近，配置單機容量3兆瓦，塔筒高度100米的機組4臺。在7003號測風塔附近，配置單機容量為3兆瓦，塔筒高度為100米的機組5臺；配置單機容量為3.2兆瓦，塔筒高度為100米的機組7臺。在7004號測風塔附近，配置單機容量為3.4兆瓦，塔筒高度100米的機組6臺；配置單機容量3.57兆瓦，塔筒高度100米機組8臺。在3001號測風塔附近，配置單機容量3兆瓦，塔筒高度100米的機組4臺。
　　
　　這樣的精細化、定制化和立體化的設計，為業主帶來了更可觀的收益。在這個項目中，整場40臺GW3.0MW(S)機組，總容量可以提升5.3%，發電量提升7.1%。
　　
　　“這就是GW3.0MW(S)機型平臺，滿足客戶所需，創造更多價值。”上述產品經理說：“它面向未來，為你而來。”