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华电天仁:凭什么成为风电变桨“隐形冠军”

北极星风力发电网  来源:中国能源报  作者:邢娜  2017/12/13 9:20:19  我要投稿  

北极星风力发电网讯:变桨系统在整个风电机组中的成本占比不足5%,但就是这样一个“小”部件却对风电机组的安全运行起着至关重要的作用。根据Reliawind的数据,变桨系统故障在风机故障数量中占21%,造成的风机停机时间约在23%。也正因为如此,整机商对变桨系统的选择会慎之又慎。

2016年,北京华电天仁电力控制技术有限公司(下称“华电天仁”)变桨系统销售2071台套。当年市场占有率约为15%,累计市场占比接近11%,国内市场占有率排名第二。若是剔除整机商自供变桨产品因素的影响,华电天仁的国内市场占有率则高居首位。

自2009年底第一套风电变桨系统正式下线,华电天仁如何用8年的时间成为风电行业的“隐形冠军”?

超万套交付业绩铸就口碑

风电机组变桨控制系统是兆瓦级以上风力发电机组控制和保护的重要装置,是风机停机的主刹车系统。在风机启动过程中,变桨系统控制桨叶的角度以实现风机依靠风力自行启动;在风机正常运行过程中,变桨系统控制桨叶的角度以实现达到额定风速后风机维持满负荷稳定运行,不过载;在风机正常或紧急停机时 , 变桨系统控制桨叶转到预定安全位置,实现空气动力刹车,确保风机安全停运。

根据中国风能协会发布的统计数据, 2014年国内新增风电装机13541台,华电天仁变桨销售2665台套,当年市场占有率达到19.7%;2015年国内新增风电装机16740台,华电天仁变桨销售2860台套,当年市场占有率达到17.1% 。截至2015年底,国内风电机组累计装机92981台,华电天仁变桨累计销售9702台套,市场占有率约为10.4%。

最新统计显示,截至2017年10月,华电天仁风电变桨产品累计交付量突破12000套,国内市场占有率排名第二,紧跟金风科技其后。

华电天仁董事长高彦超说,这一成果正是华电天仁在瞄准风电市场需求,紧抓“两化融合”和“中国制造2025”历史机遇,立足掌握自主知识产权,加大科研投入,严格进行质量控制,提升售后服务水平的基础上取得的。

应用于国内外近三百个风场

作为央企和高校合作组建的国有高新技术企业,华电天仁从一出生就集合了二者的产业优势和科研优势。

在其变桨产品问世初期,与集团内部的风电整机商联合动力进行了紧密合作,并成为其主要供货商。正是与联合动力的合作,促使华电天仁变桨产品迈出了市场的第一步。

然而,当更高的目标放在面前,华电天仁必须走出集团,去寻求更大的成长空间。这一次,华电天仁面对的不仅是国内主流变桨品牌,还有MOOG、SSB这些在国际市场上响当当的洋品牌,这是对技术含量、产品质量和成本控制的真正比拼。

正是市场的大浪淘沙,让华电天仁变桨产品凭借更高的可靠性、更优的性能、更好的经济性等综合优势获得了客户的认可。与远景能源、运达风电等形成长期稳定的合作关系,成为其主力供应商;2017年开始向明阳风电、三一重能供货;被华仪风电等企业列入合格供应商名单;与航天万源、欣达公司建立了合作关系。

自2015年开始,集团外订单超过了华电天仁变桨业务的一半,其产品已应用于国内外288个风电场。

掌握核心技术自主知识产权

显然,在与国内主流品牌及一线洋品牌的竞争中能够脱颖而出,靠的不是运气,而是日复一日、一步一个脚印在研发、质控、管理等各个环节的持续投入。

据介绍,华电天仁变桨系统在充分消化吸收国外先进成熟技术的基础上针对国内风电机组的具体情况进行了全面的改进、完善和升级,已成功实现了国产化和系列化,掌握了风电变桨系统核心技术并拥有自主知识产权。

今年9月,华电天仁自主设计研发的“一种核心继电器失效检测及冗余控制系统及控制方法”和“一种风电变桨PLC检测方法及检测装置”两项发明专利获国家知识产权局授权。至此,华电天仁变桨产品共获得18项国家专利。

华电天仁目前主要采用低压交流异步电机+超级电容的技术路线,集成度较高、可靠性高、寿命长、结构简单、使用维护方便、环境适应能力强。但在初期,华电天仁也进行了艰难的探索和反复验证,才找到了打开技术“黑匣子”的正确路径。

“我们最早一代产品采用蓄电池做后备电源,蓄电池成本低,但结构相对复杂,集成度较差,后备电源寿命短,状态不好检测,后期维护成本高。2009年我们果断引进了低压交流异步电机+超级电容的变桨技术方案。使用超级电容替代蓄电池大大提高了备用电源的安全可靠性,维护工作量明显降低。”华电天仁总经理余康举例说。

自2009年11月公司第一套1.5MW风电变桨系统下线开始,华电天仁就没有停止过在变桨技术上的探索和创新。

针对大容量风电机组,研发了采用永磁同步交流电机+超级电容技术路线的变桨系统,并已批量应用。与直流电机或交流异步电机相比,永磁同步电机在响应速度、控制精度、功率密度和运行效率上都有显著提升,并减少了定期维护工作量,在大容量风机上也更具成本优势。

正是在持续的技术创新中,华电天仁成功研发出各种型号机型变桨产品43种,涵盖1.5MW至6.0MW适用于不同环境的全系列可定制产品,并提供全生命周期整体服务解决方案。其最新研发生产的一体化机型也已成功并网运行。

位于河北固安的华电天仁生产基地,变桨产品生产能力4000套/年。华电天仁的变桨系统正是从这里奔赴全国乃至全球的各大风场。

在固安基地,华电天仁建有国内一流水平的风电变桨控制系统实验室,包括EMC测试平台、高低温及湿度试验箱、风电变桨专用功率试验平台、振动试验平台、超级电容检测系统、变桨电机测试平台、绝缘测试设备、功率分析仪等。在风电变桨制造企业中,投入巨资配备如此规模的试验平台实属罕见。如今,这些试验平台已成为华电天仁研发体系中的重要一环,支撑着其变桨技术的不断创新。

紧抓质量管理和售后服务

技术创新需要突破常规、大胆试错,生产制造则需要按部就班、一丝不苟。

在固安基地,更能体会到华电天仁的全流程品质管控和全生命周期管理。生产线有条不紊,配料、装配、检验,每一个环节紧张而有序。

余康介绍说:“变桨产品首先强调的是可靠性。其次,还会考量控制精度等指标。通过变桨系统的优化设计,可以节省风机的运维成本,提升风场的收益。但是,所有这些目标的实现,都基于过硬的产品质量,这离不开全面的质量管理。”

为此,从产品研发试制到供应链品质管理,从生产过程品控到产品售后服务,他们实施全流程品质管控。

固安基地相关负责人介绍说,通过产品生产和服务过程中对生产批次和出厂编号等信息的串联,形成完整的产品生命周期数据库。全生命周期管理重点是从产品生产制造开始至产品淘汰报废,对所有基于产品编号或产品批次的相关信息跟踪追溯,从而提高产品质量管控的准确性和有效性,全面提升售后服务水平,降低售后维护成本。

为了优化生产,华电天仁把丰田汽车公司首创的精益生产理念引入到生产制造流程。据介绍,固安基地大力推行并已经完成5期生产精益改善,持续提高了生产现场管理水平和生产线产能。通过实施精益生产,在不增加人员的情况下产能提升了一倍。

对于风电部件企业来说,产品出厂交付并非终点。之后,将面临更繁复琐碎的售后服务工作。为此,华电天仁组建了专业的售后服务团队,60多人的技术服务团队为百余个风场、10000余台变桨系统提供专业的安装指导、运行维护等售后服务。7年的现场服务经验,帮助客户实现对于变桨的无障碍管理,不仅关注质保期内的服务,同时也拓展到系统深度维护、老旧系统升级改造、电池改电容等服务,并通过微信公众号等创新服务方式,拓宽培训途径,提升用户满意度,为客户创造价值,最大程度实现共赢。

正是这些细节上的功夫,让华电天仁兑现了“为客户提供变桨产品全生命周期整体解决方案,坚持有质量的发展。”的承诺。

“虽然,我们在市场层面已经跃居前列,但在技术层面,仍处于跟随跨国巨头的阶段,未来,我们的目标是变技术跟随为技术引领。”余康说。

原标题:华电天仁:凭什么成为风电变桨“隐形冠军”

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