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明阳智能的道与术

   日期:2020-09-22     来源:《风能》    作者:孙一琳    浏览:4710    评论:0    
于变局中开新局,风电企业既需执着坚守,更要大胆创新。在明阳智能的发展进程中,这两点实现了有机统一。

当今世界正经历百年未有之大变局,全球政治和经济贸易格局急剧动荡,新一轮科技革命与产业变革不断迸发能量,深刻影响着全球经济社会的方方面面。能源是人类社会发展的基石,同样处于前所未有的快速转型之中。

作为全球最大的能源消费国,中国大力推进能源革命对全球应对气候变化、解决环境问题具有重大意义。经过数十年的砥砺前行,中国的可再生能源,特别是风电的开发规模持续扩大,装备水平显著提升,本土企业逐步走出国门,一个极具国际竞争力的战略性新兴产业已然成熟。与此同时,新材料、新技术、新工艺的应用仍在催生出新业态和新模式,为产业的未来发展打开更广阔的空间。

在注重资源积累和技术创新的企业看来,这番颠覆性力量将成为其参与市场角逐的底牌,也是其携手行业实现变革的抓手。明阳智慧能源集团股份公司(下称“明阳智能”)董事长张传卫曾指出,新能源领域的硬科技和硬本领要靠创新。作为新能源企业,一要有定力,二要坚持自主创新,三要以开放创新的态度整合技术资源和人力资本。

2020年,开局便是艰难,新冠肺炎疫情的不期而至对新能源产业链造成强烈冲击,企业的运营倍感压力。然而,明阳智能却实现逆势增长,其发布的2020年半年报显示,上半年,公司对外销售风电装机容量为202.3万千瓦,同比增长141%。其中,陆上风电约为168.2万千瓦,同比增长177%;海上风电约为 34.1万千瓦,同比增长47%。

回溯历史,多数能够乘势而起的企业内在都有其遵循的“道”,行事有其倚仗的“术”,在持守与运筹中谋得一个平衡,是成功的不二法门。在这方面,我们或许能从明阳智能的身上窥见关窍。

01普惠为志,守道不移


“道”是企业发展的内核,是确保基业长青的根脉。面对新时代的风云变幻,企业要想在变局中站稳脚跟,首先就必须有志不改、道不变的坚定。

守正之道在明阳智能的发展过程中显得格外清晰可辨,这家企业始终倡导能源的绿色、普惠和智慧化。张传卫认为:“普惠制对新能源发展具有重要意义。新能源普惠制,就是能源共享,收益共享。”

这是明阳智能选择风电为主营业务的初衷,也是这个曾经默默无闻的小厂,顶住巨大竞争压力,经过十余年风雨洗礼不倒,成长为中国风电领军企业的根基。常言道,在商言商,无可厚非,但“计利当计天下利”,秉持情怀,通达天下,才能成就回馈社会的伟业。

关于能源普惠理念的最朴素理解,就是发展老百姓都用得上、用得起、用得好的绿色能源。

经过几代人的努力,我国风电产业终于行至平价时代的路口。此前,因契合国家绿色可持续发展的战略选择,可再生能源在政策扶持下发展迅速。而若要继续提高以风电为代表的可再生能源在能源结构中的占比,必须围绕降成本做文章。

这符合一个产业的发展逻辑,但前行的最原始驱动力则是一众风能人想造福大众的愿望。张传卫在接受采访时坦言:“进入新时代,要保障新能源的健康发展,必须建立以人民为中心的开发模式,在各方面做出大胆创新,解决好老百姓的关切。”

能源普惠理念还拥有更丰富的内涵。装备制造业是国家的支柱性产业,是发展实体经济的关键发力点。张传卫多次强调:“振兴实体经济是中国实现强国梦的坚实支撑,要更加牢固地夯实制造业这一国家经济根基。”发展风电等新能源高端装备制造业,不仅是提升我国产业核心竞争力的必然要求,也是促进工业向中高端迈进的重要举措。

基于此,身处广东的明阳智能,立足于粤港澳大湾区,充分发挥新能源产业的绿色引擎作用,通过技术引导自身和产业链的发展,形成了阳江、湛江、揭阳等产业集群,带动广东省海洋经济的发展,并为粤港澳大湾区打造世界一流绿色湾区与城市群建设提供绿色能源。

如果说能源普惠理念的守正之道是根基,那么技术创新则是明阳智能的致胜之道,也是引领其发展的不竭动力源。

从最初奔赴国外吸纳技术和经验,到如今全面掌握核心技术,多年来,明阳智能始终瞄准世界科技前沿,构建起“一总部、五中心”的研发创新体系,在中国北京、上海、深圳以及美国硅谷、德国汉堡建立高端前沿研发中心,并与国内外诸多知名机构展开科研合作。

此外,明阳智能还建有国家级企业技术中心、国家地方联合工程实验室、广东省风电技术工程实验室、广东省工程中心和博士后科研工作站,着眼于前瞻性基础研究。

明阳智能执行总裁兼首席技术官张启应在接受本刊记者采访时表示:“在创新的征途上,竞争激烈,对手并非别人,而是自己。实际上,对于风电这一生命周期较长且对可靠性要求极高的产业而言,没有一蹴而就的成功。”

“公司有明确的规划布局,制造一代、研发一代、预研一代。如此,在日新月异的技术面前,既能保证自己的市场竞争力,同时利用丰富的积累,确保产品的可靠性和安全性。”明阳智能风能设计院院长、明阳国际副总经理叶凡向本刊记者介绍说。

“道”代表一种执念,决定着企业的格局,但要不断开创新局面,还必须因时而动地进行策略选择,这就是企业的“术”。

02专精一术,百炼成钢

纵观明阳智能的发展史,选择半直驱技术路线无疑是这家企业做出的最关键、也是最成功的一次决策。

彼时,多数人都将目光聚焦在热门技术路线上,明阳智能却经过对市场的研判,另辟蹊径,锁定半直驱技术路线。这不是其成长历程中单一的分水岭事件,它成就了该公司一浪高过一浪的技术变革,更为行业开辟出一个极具潜力的发展方向。

据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)统计,2019年,我国新增半直驱风电机组装机容量为327.3万千瓦,在全部新增装机容量中的占比增至12.2%,连续三年增长翻番。

据悉,不少国内外风电企业目前纷纷在加大对半直驱技术的研发力度,预示着此类机组的装机容量增速在未来有望进一步提高。

回首过往,从最初的无人关注,到现在受到认可,这条路走得并不轻松。“十多年来,支撑明阳智能执着前行的是其对半直驱技术优势的自信。”张启应表示。

一是发电量高。调速范围宽,可以在更宽的风速范围内运转在最佳的效率点,实现高效发电。二是可靠性高。半直驱技术采用两级齿轮箱增速,搭配中速发电机,故障率大大降低,提高了整机的可靠性。三是体积小。通过采用集成齿轮箱与发电机的设计,大大减小了机舱的体积和重量。

这意味着,基于半直驱技术研发的MySE系列机型与生俱来携带着上述优良“基因”,很好地地契合了产业发展的趋势。尤其是随着机组大型化的发展,这些优势还将更加凸显。

在近几年的风电项目开发中,应用大兆瓦机组的趋势十分明显。中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)的统计数据显示,2019年,3.0MW及以上风电机组的新增装机容量同比增长159%。

通常,由于采用更大功率的发电机,不可避免地会增加机舱体积和重量。加上迎风面的增大,施加在塔架和基础上的载荷也相应增加,这不仅会增加基础的建造成本,还会对机组的运行安全形成挑战。同时,大部件的运输也将更加困难。借助高度集成化的设计,拥有紧凑结构的半直驱机组很好地解决了大型化与轻量化之间的矛盾。

由此带来的价值是显而易见的。据叶凡介绍,以内蒙古某个装机容量为50万千瓦的风电项目为例,相较于4.0MW机组,使用明阳智能的5.0MW机组,可以减少25个机位点,提升单位土地利用率;节省设计、施工、场内道路等方面的费用约1.4亿元;缩短建设周期,节约超过20%的施工时间;充分利用高风速机位点,可使整场平均风速提升0.2m/s;降低因尾流造成的发电量损失,增加约2.8%的发电量收益。

当然,打造一款优秀的机型,仅靠“基因”好是远远不够的,还需要根据运行环境特点对整机性能进行细致的打磨。

以海上风电为例。与欧洲不同,在我国的广东、福建等重点区域开发海上风电项目时,台风是不得不直面的一大难题,行差踏错就会造成巨大损失。对此,明阳智能的技术团队先后捕捉过近100个台风的完整数据,分析了每个台风的风速、风向、湍流强度、风切变、阵风系数,以及机组的运行数据、振动数据等,在进行机舱、叶片等承载部件的硬件设计时,将模拟实验设置为最极端的情况,使机组的硬件符合最高的抗台要求。再辅之以先进的抗台风策略,有效保证了机组在台风海域运行时的可靠性与安全性。

伴随着技术的不断完善,明阳智能的产品谱系也日趋丰富,能够满足不同资源、环境条件下的开发需求,引领着大兆瓦风电机组的发展潮流。

在陆上风电方面,明阳智能推出了可适用于沿海台风环境地区和大部分高风速地区的MySE3.6-135;可适用于华中、华南等超低风速风区的MySE3.X-145和MySE3.X-156;可适用于新疆、内蒙、东北、西北等中高风速风区MySE4.0-156和MySE5.2-166。

在海上风电方面,明阳智能推出了适用于江苏、河北等长江以北低风速、无台风区域的MySE6.25-180等机型;适用于广东、浙江、海南等低风速、有台风风险区域的MySE5.5-155、MySE6.45-180、等机型;适用于福建、台湾海峡等高风速、有台风风险区域的MySE7.25-158 、MySE8.3-180;适用于国内及海外市场的MySE11-203。目前,该公司还在预研12-15MW机型。

据悉,广东省首个大兆瓦级海上风电项目——湛江外罗海上风电项目安装了36台明阳智能MySE5.5MW抗台风型风电机组,总装机容量为19.8万千瓦。项目全部并网7个月以来,累计发电3.06亿千瓦时,已完成全年计划发电量的73.9%,全场机组平均可利用率达99.6%。

值得一提的是,在发展半直驱技术的过程中,明阳智能还积累起一个“意想不到”的优势。“我们是国内唯一家没有与其他厂家共用供应链的企业。从叶片、轴承、发电机,到控制系统、液压系统,都是根据我们的系统进行独家定制的。”明阳智能总工程师贺小兵说。这也让明阳智能在遇到行业产能紧张时,能够更好地保障核心零部件的供应。

03转型之术,“智”领全局

2019年,在国家电投乌兰察布平价大基地项目的招标中,所有投标企业除了提供机组选型和塔架方案,还被要求提供集电线路、道路与升压站设计规划等方案。这些变化昭示了面对平价上网时代,整机企业必须加速向风电全生命周期整体解决方案提供商转型。与此同时,持续降低度电成本的目标也对风电场的开发、建设和运维等各个环节提出了更高的要求。

数字化、智能化的手段是实现这一目标的关键。多年前,明阳智能就此展开了布局。对风电企业而言,需要培育独有的创新基因,甚至全新的思维模式,来把握数字化技术带来的机遇。明阳智能系统研究室副主任、风能研究院副总工程师陈思范认为,这是一种由经验思维向数字思维的转变。

为了充分挖掘数据的价值,明阳智能风能研究院从各个研发板块集合了150余人,从事相关领域的大数据、智能化研究。他们对风电有深刻的理解,梳理并整合出各自业务的场景、目标、关键点,实现技术经验与大数据人工智能的深度融合,在大数据中心、机组研发部门、运维服务部门之间形成闭环,为持续优化技术和服务提供支撑,为客户创造更多价值。

前期精细化的设计是风电场制胜的基础。为此,明阳智能推出大数据平台——DeepMatrix Space。依据大数据进行经济性概算,基于各个区域风能资源情况快速评估出工程造价、投资收益率、投资回收期等经济性指标,从风电场的全生命周期出发,计算出度电成本最优的风电场设计方案。

以海上风电项目海缆敷设方案为例。海上风电场面积广,敷设海缆的成本约占项目整体成本的10%。起初,在人工排布的情况下,最多能出具5种方案。引入该大数据平台后,系统内部能进行上千种排布方式的计算,最终给出最佳方案。借助该平台,海缆敷设成本能降低12%以上。

在未来电价持续降低,而机组成本和风电场建设成本没有太大压缩空间的情况下,运维既决定着风电场的运行表现,也是创造更多价值的着力点。明阳智能依托其旗下深圳量云能源网络科技有限公司(下称“量云能源”)建立了智慧风电场运营管理大数据分析平台,为客户提供高效、智慧、灵活的全方位定制化解决方案。

据了解,霍林河循环经济四期风电项目采用了由量云能源为其量身打造的智慧风电场系统平台。整体架构上,在一个平台上对多个模块实行统一管理;通过定义标准化的数据格式,深度管理分析数据;利用纵向挖掘和多维度钻取,洞察风电场运营管理中的隐患,预警并制定最适合的解决方案,实现问题的闭环管理。

该平台实现了不同品牌和机型的29台风电机组的高效协同、有机交互和统一管理,为乌兰察布等大基地风电项目的智慧风电场建设提供了难得的范例。

04持守谋变,勇立潮头

时至今日,新能源已经成为全球能源系统中的重要组成部分,所占份额快速增加,我们的终极目标是实现电力消费的100%来自可再生能源。

然而,要早日实现这个宏大愿景,关键仍在于通过创新进一步提升可再生能源的市场竞争力。尤其是在进入平价时代后,更离不开围绕全产业链各个环节的“深耕细作”,挖掘所有潜在的资源、提效与降本空间。

海上风电无疑将是未来一段时间业界最看中的布局方向。考虑到海上环境复杂,项目成本偏高,贺小兵认为,“为确保项目的安全运行,并合理控制工程造价,必须开展风电机组的一体化设计”。运用这种方式,能够有效减少设计冗余,最终降低海上风电项目的总投资。目前,明阳智能正在开展海上风电一体化设计研究,致力于通过提供相关解决方案来提高项目的整体经济性。

走向深远海是海上风电发展的必然趋势。“传统固定式海上机组将难以满足深海风电场的技术及成本需求,而漂浮式风电机组的建造及安装成本相对较低,符合行业发展趋势。”贺小兵表示。明阳智能日前发布的《2020年非公开发行股票预案》显示,该公司计划投入7.25亿元用于10MW级漂浮式海上风电机组的设计研发,其决心可见一斑。

需要强调的是,就可再生能源的降本增效而言,这项工作不能仅局限于单一电源,更应当从大的系统层面着眼,充分利用不同能源类型之间的互补特性,借助储能等设施,提高能源利用效率,综合能源服务由此应运而生。明阳智能也在加快这方面的探索步伐,于2019年9月28日与内蒙古自治区通辽市政府签署现代能源“风光储制研”一体化示范项目合作协议,旨在创新清洁能源智慧化普惠新模式,建设国家级现代能源示范区。

身处飞速变化的时代中,明阳智能不仅用技术引领变迁,还在逐步完成开创未来的转变。“我们要在伟大的变局中寻求新的机遇、开启新的征程,保持‘把握大势、练好内功、做好自己’的战略定力,发展成为全球清洁能源智慧化、普惠制领导者。”张传卫曾如此鼓励明阳智能众人。当然,这句话同样适用于每个心怀信念的风能人。 
 

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