综合、立体、交互式的风机测试基地项目可行性研究报告
思瀚产业研究院 电气风电    2024-03-04

1、项目概述

本项目拟在山东省海阳市建立面积总计约 15,315 平方米的测试中心，其中13,882.50 万元用于测试中心的厂房及基础设施建设，34,854.12 万元用于购置软、硬件及配套设备。

项目依托集团现有测试机制和人员，购置国内外先进的检测设备，升级测试中心硬件环境，有利于公司研发团队深入了解测试领域的最新技术，指导、推动公司新产品的研发，提高产品的可靠性和公司的测试水平，进而显著增强公司在新产品研发领域的竞争力。

2、项目背景

风力发电作为绿色能源，是解决能源短缺、能源安全和环境问题的有力手段，受到世界各国政府和公众的重视，得到了迅速的发展，目前中国已出台多项政策进行支持。同时，风电未来具有广阔的市场空间。

国际可再生能源署（IRENA）2019 年 10 月份发布的《风电的未来——开发、投资、技术、并网以及社会经济效益》指出：未来 30 年陆上和海上风电装机量预计将超过总电力需求的三分之一，到 2050 年成为主要的发电来源。在风电机组快速发展的趋势下，对风机本身的可靠性、安全性、维护经济性的要求也愈加严格。为保障电气风电未来的技术领先性与生产机组的可靠性，提升公司测试能力，建立健全测试体系，进一步增强核心竞争力，公司拟在山东省海阳市建立先进测试中心。

3、项目建设的必要性

（1）顺应行业发展趋势

风电机组的大型化趋势之下，针对风机本身的可靠性、安全性、维护经济性的要求也愈加严格。为了提高海上机组的可靠性，缩短海上机型的研发周期，欧美各国都加快了综合气动模型、传动链、电气模型的大型试验平台的研制，提高风电的整体技术水平。

从行业来看，美国的 SCE&G 能源创新中心、德国 Fraunhofer IWES 研究所、丹麦 LORC测试中心，英国 ORE catapult 研究中心以及风机厂家 MHI-Vestas、SGRE、GE 都拥有先进的大型全功率试验台，不但能够进行地面全功率拖动测试和多自由度加载测试，还能联合电网模拟装置，全面模拟风机运行。

国内的金风科技正在建设 16MW 风电机组整机传动实验台、东方电气已建成 10MW 全功率拖动试验台。该项目建成后有助于提高公司机组的地面测试能力，顺应行业的发展趋势。

（2）改善公司测试现状，满足公司业务发展

在机组大型化的趋势下，客户对机组运行的可靠性提出了更高要求。若风电机组没有足够的试验验证，批量投产后出现问题会带来极大损失。因此在出厂前在试验平台上进行相关试验尤为重要。

随着公司的快速发展，现有的测试场地、测试设备和能力、人员规模均已无法完全满足新产品测试的需要，一定程度上限制了公司未来发展空间，主要表现为：

1）大型机组的机舱更长、轴承更大，需要更大的测试场地；

2）现有 2MW和 6-8MW 的测试台功率等级过低，无法满足 10MW 以上机组测试需求；

3）现有测试人员工作量繁重，需要增加相应的测试人员，保证工作质量和深度。因此公司需改善测试现状，提升测试水平及能力。

该项目通过新建测试试验台和实验室、扩张测试人员团队，提升公司测试水平和能力，从而提升产品可靠性，降低风险。

（3）建立健全的测试体系，保证产品品质，提高核心竞争力

电气风电对风电机组测试有着严格的要求，制定了较完善的测试体系，保证了公司现有产品的质量和可靠性。本项目开展风机关键部件及传动链的地面测试验证，能够推进研发测试验证闭环，提升研发质量，保证产品品质，对公司自身发展具有重要意义。

首先，建立先进的关键部件及传动链测试验证体系，通过动态测试验证，提高零部件可靠性，降低机组故障率，减少维修费用和业主的电量损失，大大提升机组的竞争力。

其次，完善的试验体系可以提高对供应商的管控水平。

最后，将试验台测试数据运用至产品全生命周期管理中，通过测试对产品进行故障分析、信息交流和反馈，提高设计、制造、运用和维护的可靠性水平，构建全面科学的风机及其部件的可靠性评价与实验管理体系，从而加强风机运营中的可靠性，降低生产和运维成本，加速开发周期，提升公司核心竞争力。

（4）实现公司发展战略目标的需要

公司以智能化助推风电进化，以数字化赋能风电未来。通过引入全球一流的智能化技术理念及管理经验，打造国际领先的智能化生产基地，构建产品设计、生产制造、后期服务等全智能化的管理流程体系，为客户提供覆盖“风电全生命周期”的产品与服务。

为保持国际领先的风电厂家地位，电气风电将陆续计划开发 10MW、15MW 机组，并计划向海外市场拓展，这就需要研制技术领先的大功率试验平台，保障新研发机组能够得到最快的测试验证，提高风电机组的可靠性。该项目拟自建 15MW+全功率试验台，满足公司未来至少 5 年内的样机测试需求，同时留有扩展空间，可以升级应对未来更大机组的测试需求，是实现公司发展目标的重要手段之一。

4、项目建设内容

测试基地针对风机研发先进试验系统，包括关键部件和系统、机舱/传动链、型式试验和并网等方面。建成后，测试基地将成为综合、立体、交互式的风机试验中心，能够模拟不同加载条件，实现真实载荷加载或加速应力加载，获得更多设备可靠性信息；对风机机舱整体进行试验，更为有效地对风机设计进行试验验证。

公司拟开展如下几个方向的建设工作：

（1）全功率机舱试验台

1）可用于样机车间静态调试和旋转测试。

2）可进行发电机型式试验，进行绝缘测试、电阻测试、空载特性测试、温升测试、功率曲线测试、过载测试等，用于检测发电机的电性能、机械性能、热性能，通过测试结果验证电机设计（电磁模型、冷却模型、CAE 模型），有力支撑公司电机的开发和优化。

3）可进行大型风电机组传动链的全功率测试，验证整机传动链效率，检测传动链模态和振动情况。

4）可进行机舱振动测试，可以验证极限振动情况下振动对部件造成的破坏，验证电气连接部件的可靠性。

（2）变桨轴承试验台

随着大型海上风电机组的开发，关键轴承尺寸越来越大的同时，结构型式也会不仅限于目前的单排或双排四点接触式球轴承，将来必会引入新型的结构型式。变桨轴承、主轴轴承作为风电机组不可缺少且十分重要的核心零部件，其可靠性和经济性的评估将尤为重要。当前，国内外风电行业对关键轴承建立了一些加载试验台对其寿命和适用性进行评估。

其中，罗特艾德（德国）、成都天马（中国）、上海欧际（中国）、西门子（丹麦）目前的变桨轴承实验能力都可以达到 3-4 个月疲劳试验等效 20 年寿命，然而研究对象仅针对 1-6MW 轴承，已经不满足未来的测试需求。针对国内外缺少大兆瓦轴承试验台的问题，上海电气拟开发针对更大功率等级机组配套变桨轴承测试试验台，用于先进的轴承滚道寿命测试、极限载荷测试、加载疲劳测试以及润滑测试等。

与此同时，试验台也可以对风力发电机变桨轴承相连部件进行间接测试，包括轮毂等。因此，拟建设的变桨轴承试验台在国际水平上具有先进性和实用性，引领未来试验台建设潮流，并且有助于提升上海电气大兆瓦风机研发效率。

（3）偏航系统试验台

用于测试偏航系统的功能和可靠性。模拟偏航系统的运行，监测运行状态参数，开展偏航系统的功能测试和可靠性寿命测试，为新产品开发、设计改进和零部件选型提供测试技术支撑。

（4）型式认证实验室

用于不同 MW 级陆上和海上机组的样机型式测试及数据分析，验证优化研发设计模型。型式测试的目的是为了获取功率特性和与安全相关的数据，以及对通过分析方法不能可靠评估的项目进行验证。通过型式测试，可以验证风电机组的性能特性，与机组的研发形成设计闭环。

5、项目投资估算

本项目总投资 55,000.00 万元。

6、项目实施进度安排

根据本项目的建设规模、实施条件以及建设的迫切性和项目建设的外部条件等各种因素，并综合项目总体发展目标，确定建设期为 3 年，从项目启动开始。项目计划分以下阶段实施完成，包括：前期准备、土建工程及装修、设备购置与安装调试、人员招聘。

7、项目环境保护情况

该项目环境影响评价工作已经获得烟台市生态环境局海阳分局出具的海环报告【2020】047 号，同意该项目环境影响报告表中所列建设项目的性质、规模、地点以及拟采取的环境保护措施。具体情况如下：

项目须按照报告表中所列建设项日的性质、规模、地点、内容和提出的环境保护措施或设施进行建设与运行，并重视生态环境建设和各类污染防治，主要污染物实现达标排放，在落实各项污染防治措施，加大环保力度的前提下，从环境保护角度审查可行。

（1）项目在建设与营运过程中应全面落实环境影响报告表中提出的各项环境保护措施，并重点做好以下工作：

1）落实水污染防治措施

按照“雨污分流”原则设计、建设项目区排水系统。施工废水经沉淀池沉淀后回用，不排放；生活污水利用周边现有设施处理，不外排。施工过程中应对建材临时堆放场采取防雨水冲刷。施工现场及时清理等措施，并针对各施工流程、沉淀池等环节和设施加大巡查力度，确保事故废水不外排。营运过程产生的餐饮废水通过隔油、沉淀处理后与生活污水均应集中收集进入海阳滨海国祯水务有限公司污水厂处理。

营运过程中应针对化粪池、隔油池，沉淀池，废水收集和输送管道、一般废物及危险废物暂存场所等可能产生跑、冒、滴、漏的环节。采取源头控制、分区防治措施。确保防渗措施到位、密封到位，围掩到位，通免对周围环境产生影响。

2）落实大气污染防治措施

建设工程施工现场必须全封闭设置围挡，严禁敞开式作业；施工中物料堆放应采取遮盖、洒水、喷洒覆盖剂或其他防尘措施；施工产生的建筑垃圾、渣土应当及时清运，合理使用，不能及时清运的，应当在施工场地内设置临时性密闭堆放设施进行存放或采取其他有效防尘措施；加强对施工机械、车辆的维修保养，确保尾气达标排放。

食堂炉灶所用燃料为管道天然气，产生的食堂油烟废气经油烟净化处理后，通过专用烟道高于所在建筑物楼顶 1.5 米高的排气筒排放，外排污染物浓度须满足《饮食业油烟排放标准》（DB37/597-2006）中相应的标准要求。

3）落实噪声污染防止措施

施工过程中要合理安排，优化施工时间，严格执行《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）标准，如需夜间施工需经烟台市生态环境局海阳分局批准后，方可实施。

项目营运过程中应选用低噪声设备，对噪声源采取合理布局、安装减振、消声设施，避免突发性噪声等措施，厂界噪声须满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）2 类标准要求。

4）按固体废物“资源化、减量化、无害化”处置原则，落实各类固体废物综合利用措施，防止二次污染。

项目产生的一般固废须满足《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）及修改单要求，进行贮存、运输、处置。

营运过程产生的废润滑脂桶等属于危险废物的，须集中收集，按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）及其 2013 年修改单要求，做好定置标识管理，委托有资质的单位处理，并执行转移联单制度，严禁流失、扩散。

餐厨垃圾由有资质单位处置。生活垃圾应集中收集，定点存放，由当地环卫部门统一清运。

5）严格落实分配该项目的总量控制指标（COD 0.0259t/a、NH3-N 0.00259t/a），严禁超标，超总量排污。

6）强化环境风险防范，落实可行的环境污染防控措施与环境应急预案，避免发生环境污染事故。

7）落实环境影响告提岀环境管理与监测计划，确保各种污染防治设施或措施的正常运行，做到达标排放。

（2）项目建设必须严格执行环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的环境保护“三同时”制度。项目竣工后，建设单位应当按照国务院环境保护行政主管部门规定的标准和程序，对配套建设的环境保护设施进行验收，编制验收报告。除按照国家规定需要保密的情形外，建设单位应当依法向社会公开验收报告。