战略议程明确提出了五大主题领域的优先行动计划,包括:①改善电力系统、基础设施和并网集成方案;②风电系统的运营和维护;③推进风电产业化进程;④促进海上风电的发展;⑤研发新一代的风电技术。
欧盟提出风能技术创新五大优先主题领域
主要内容如下:
1、改善电力系统、基础设施和并网集成方案
(1)实施能源管理以确保集成风能电力系统的稳定性。开发相应的能量管理系统,以解决高比例消纳风能给电力系统带来的波动性影响,确保电力系统供电平稳。开发精度更高的风电预测预报系统,促进风能更高比例的并网集成。发展增强型虚拟电厂和变电站,改善风电场管理。
(2)设计和管理风力涡轮机和风电场以增强辅助服务的能力。在单个风力涡轮机和风电场层面,重点发展风力发电提供电力辅助服务(包括频率保持、电压保持、独立发电和黑启动等)的能力,增强风电场作为独立电站对电力系统的支持能力。
(3)改善输电系统,包括操作和维护。要剔除电网固有的缺陷对风电市场发展的不利影响。增强电缆和其他关键输电组件可靠性,包括其操作和维护。此外,改善电力收集系统以提高风能的并网比例。
(4)储能技术。发展更加高效、长寿命低成本的储能技术,解决风电并网给电力系统带来的波动性,提高电网的灵活性和经济性。
2、改善风电系统运营和维护
(1)为性能测试和环境监测开发标准化的验证传感器系统。提高数据收集传感器的设计质量,并将其安装在风力涡轮机上。提高传感器的准确性和稳定性,实现高质量数据的低成本采集。开发或引进新的数据采集技术,如空中无人机或自动机器人等。
(2)开发实时测试技术、自适应交互式大数据控制技术以改善能量输出。改进数据收集以优化风力涡轮机运营和维护。开发交互式的大数据分析工具可以优化能量输出,同时保护风电设备的结构、机械性能和电气条件。
(3)开发数据分析、诊断技术和运维策略改善故障预警。利用大数据分析来确定导致风电设备故障(如停机事件)的连续性事件根本原因,改善风电维护策略,包括预测性维护,以降低运维成本。
(4)风力涡轮机寿命优化。改进数据聚类分析以更好地理解风力涡轮机性能退化机制;开发性能老化测试技术以获取风力涡轮机性能老化、剩余寿命和失效机制的相关数据,延长设备运行寿命,降低风电涡轮机组件的维护成本。
(1)风电行业标准化。制定统一制造、测试、物流和设备质量验收等标准,能够为风电行业的各利益相关方节省大量成本和时间;同时,风电行业产品和概念有效的标准化将促使涡轮机组件设计、制造、安装、施工服务和退役整个过程更加高效流畅。
(2)统一市场标准。需要在全欧层面进行协调,制定统一的风电市场标准,规范风电设备市场秩序,促进风电设备制造业持续健康发展
(3)价值链开发。加强项目开发商和关键供应商之间的价值链合作,推进风电产业、劳动力、基础设施标准和信息之间的互联互通,增强欧盟各经济体之间的相互联系,促进资本、技术、管理技能和企业家的跨界合作,以推进欧洲风电产业化。
(1)创新的运输和安装系统。随着海上风力涡轮机、基座、塔筒和叶片等组件尺寸增大,需要开发全新的运输方案,如大型专业作业船;加大浮动式风电系统的研发,提高海上风电场的建造效率;探索全新的海底电缆设计和安装方案,以提高安装效率降低成本。
(2)创新的风电塔筒和基础结构。开发全新的塔筒和基础结构,将海上风电的成本降至与陆上风电项目相当,促进其发展。
(3)浮动式海上风电场。根据海水深度和经济性考虑,加速探索浮动式深海风电场建设和应用。
(4)创新的海上变电站和电缆。创新优化海上风电的电力基础设施(包括变电站、电缆等),如为海底电缆开发万向接头、开发标准的变电站设计和布局方案等,以降低海上风电场的成本。
5、研发新一代风电技术
(1)颠覆性技术。探索研发全新的风电技术,包括:智能转子、发电机、基础结构和电力系统等,以进一步降低风电的平准化成本,推动风电发展。
(2)新一代的测量技术和测试手段。研发全新的风电测量技术和实验测试手段,包括全新的空气动力学、气动弹性力学测试平台等,以改进风力涡轮机性能。
(3)智能转子。采用增强空气动力学和空气声学模型来研究探索全新智能转子设计,以提高风电产率降低发电成本,同时更好地管理疲劳负荷,消减噪声。
(4)改善风电预报能力。提高预测准确度,提高风电场与电力系统协调运行的能力,确保电网稳定安全运行。
(5)优化材料和结构。研发新材料,以制备更加轻质、更高强度、更耐用、更经济的叶片,以延长涡轮机寿命,降低制造成本。
(6)风电场控制系统。利用先进的传感器、大数据分析技术,开发全新的风电场控制系统,实现实时监测风力变化、预测风力变化趋势,以及通过重定向涡轮尾流修改风电场的风力流量等。