风电机组传动系统——北京国际风能大会展中报道

接下来第二个是零部件的特殊设计和优化。大家在PPT上可以看到这个上面实际上是一个典型的风电齿轮箱的零部件。我们做设计的同事比较清楚，我们设计的过程中，我们从行星价中找出七个最主要的尺寸。我们看看哪一个尺寸对我们载荷的热点影响是最大的。然后把这个尺寸在考虑他公差范围之内进行各种排列的，得出17种可能的使用，然后我们将这17种的组合分别全部导入了分析得出了右上角这样的分析结果。我们进一步分析发现当其中的C这个尺寸进行细微变动的时候，对整个行星架的寿命影响是最为突出的。因为我们在行星架的设定阶段就可以充分考虑到该尺寸对于承载的影响，从而设计出最为精细的行星架，因为这些大型铸件占总重量的50左右。所以这些设计的优化可以很好控制齿轮箱的材料和成本。刚刚提到了齿轮箱本身不是标准化的东西，但是威能极从1981年到现在那么多年发展过程中我们对齿轮箱也进行了力所能及的标准化。当然我们把装配也进行了简单的标准化，齿轮箱的设计方案我们也做了标准化，更多在零部件也进行了标准化，标准化的优势是什么，可以缩短研发的设计周期。第二个可以让我们采用成熟的技术，降低技术的风险，同时这种装配上的标准化可以解放我们装配流程。

零部件的标准化的优点，带来了相同零部件可以让我们有规模效益成本优势。也提高了产品的变通的灵活性，也提高了物流的灵活性，并以质量控制，降低了库存，缩短了采购周期。所以可以大大降低新产品的研发周期，也可以很好的降低零部件的库存，这是平台策略。

上面实际上是我们七个尺寸箱在他的一个成长过程。我们一开始是PEAS到PEAB往后发展。PEABXX31，然后到PEABXX12，大家可以看下面的图片，优点是什么，减少了新零部件的设计，我们70%可以使用原有的零部件，也有助于客户的产品升级使用，保持其平台不变，这也缩短了我们的设计周期，同时许多被验证的技术可以充分的保留。所以说在现有的产品平台上进行产品设计更新可以很好的延续产品的连贯性，并缩短产品的开发周期。

第四个是更高的产品质量保证。这是由客户和供应商组成的过程链中由于不断的增加要求，从而使得企业的质量管理总是面临新的，更复杂的挑战，对过程提出了稳定性的要求，也要求整个生产和供应链总进一步提高的可靠性。由于产品设计到投产的时间周期变得越来越短，要求企业各个环节和部门开展工作过程中进一步提高相互协调和同步的能力，这样的话对组织过程和员工响应提出了更高的要求。为此必须对企业的过程开采，连续的监控和改进，这样的话一个方面保证过程的可靠性，另外个方面靠偏差借助合适的反应机制。这个过程平衡是持续过程监控的非常重要的工具。源自汽车工业的质量管理认证与审核。而且很多新的大老板很多来自于汽车工业，我们在风电原来是小批量，多品种，现在我们要把风电像汽车一样进行一个更好的工业化的生产。

VDA6.3是德国的标准，我们对供应商也要执行这个标准，这在汽车工业方面带来的好处是实际上在中国咱们许多汽车的供应商也知道，可以把这个零部件供应给德国的汽车工业制造商，保持了高水平的质量标准，甚至是高于ISO。我们根据VDA6.3拍的照片，我们根据我们的要求进行了更好的执行，这个过程审核能有助于提高我们齿轮箱的产品质量，从而大大降低我们的质量成本。

经营生产前面提到了可以提高生产效率，从而降低成本，基于设计可以降低产品研发周期降低设计成本，标准化和平台策略可以有效降低齿轮零部件的种类，进而降低零部件的库存，从而有效齿轮箱的价格成本，降低齿轮箱的质量成本。最后简单的给大家看看产品介绍，威能极的混合驱动，实际上大家在咱们这个行业里面知道现在咱们的风机有许多的一个流派，当然是传统的半齿轮箱。我们在传统的半齿轮箱把当中的发电机和齿轮箱进行一个很好的整合。从而使得3兆瓦变得更加的紧凑与轻便，这是我们混合驱动的各种形式，我们可以把变频器，变压器放在上面，也可以放在下面。刚才提到了有许多的标准化平台，我们用了一些平台设计，产品中三个独立模块可方便进行拆卸和安装。机舱内的维护可以用集中设备，不需要额外的起重机，所以说这降低了维护成本，这是我们混合驱动的产品。

宣安光：谢谢卢永要的介绍。卢先生给我们介绍的精益生产确实是我们各个企业下大工夫去做，现在我们的质量有待于进一步的提高。下面我们要发言的是Uwe Reimesch。他介绍的是Voith Turbo Gmb公司的风电机组的技术。他们的台位上展了一台样机，刚才介绍了有一个箱式的原理，但是用的是热力传动，这里用的是电力传动。

Uwe Reimesch：我是在德国的Voith Turbo 公司工作，我用接下来的时间介绍一下我们的技术。你可以看到在这里提到了一些点在我前面的发言人已经提到了，比如说并网，风电的并网，还有这个同步的发电机，我们还提到了一些技术。首先，我想快速的介绍一下我们公司，然后直接提到我们的技术，并且介绍一下我们的海上项目。我们目前为止开发的项目理念，这里有一些数字我们是多种业务经营的，在50个国家运营，我们大概一百年前就到了中国，当时我们主要是做水电。我们一开始是做水电，现在我们一增加的风电，而且值得一提的是我们的业务的应收的95%用于研发的投入，所以这个风电的传输器是我们产品变量中的一个，也可以从我们的这个公司的情况，可以看到我们在遍及世界各大州，我们的雇员的数量也非常多，在欧洲和北美。包括在中国，也都非常的多。介绍一下我们的历史。我们会介绍这些，我不会介绍每一点，由于时间的原因，但是大家可以看一下，我们从2003年的时候就兴起了这个WinDrive的想法。我们第一个合作伙伴是德国的公司，第一个市场是在北美。现在在中国也找到了合作伙伴。去做2兆瓦的合作。现在样机的运作已经大概有一年多了，而且效果也非常的理想，我们还做了这个美国的海上的项目，每周的海上的项目。还有其他的北美的风电厂，最新的安装是在加拿大这样一个岛上，大家可以看到这个岛的一个照片，这是一个安装了五套机组，是在加拿大的第一个风电厂，主要是使用同步的发电机，你可以看到在2013年我们开始和一家公司合作提供解决方案，高功率的风电及，就是五兆瓦的。我们使用WinDrive的地方，我们最早是在德国开始的，我们在德国有个样本，后来在阿根廷进行了预安装。主要是开发金矿，然后在美国，现在在加拿大也安装了五个，在美国是最多的，84个，在中国现在也有两个安装，现在还有30个出货量。

那么WinDrive，大家可能对流体动力学不太熟悉。有人认为这是旧的技术，我要证明这是相反的，在德国是非常先进的技术，而且在汽车的电力、石油和天然气行业当中也取得了非常成熟的，而且经过验证的成绩。我们仔细的来看看可以看到行星的齿轮，扭矩的变频器在风电的传动系统中，在严酷的条件下具有非常高的可靠性。不仅是风的功率，还有风电，还有其他的行业也可以使用流体动力学，这里面的话WinDrive可以看到传统的设计方式有三个齿轮和一个发电机。那么使用这个WinDrive技术之后可以出现这种情况。这是一个两阶段的主齿轮，首先通过主齿轮，进入到发电机，然后发电机是一个同步的机器，像SIT的发言当中所提到的，你质量要非常好的，像核能一样，所以这实际上是一个工作马力，这是绿色环保的公司所希望得到的，不受到其他的影响。得到尽可能多的需要，不用额外的工作就可以动态的调整。那么，这里你能需要变样，因为电压保持在同一个水平，你可以把这个风电厂的电力直接提供给电网。

这是我们的传动系统，这个传动系统是在兰州的合作伙伴，可以看到这个主轴承WinDrive的发电机，还有两个工程。我们的两个工程师也非常愿意回答大家的问题。

大家可以去我们的展位看一下，我们的产品是WinDrive，我们的展厅中有原样的展示，大家可以去看一下，我们简化了它的功能。这主要是有一个扭矩的转换器，还有一些行星齿轮。那么我们需要行星齿轮发挥高效率。我们会利用这个扭矩转换器的5%-10%的这样一个能量。我们会用这个能量来把它加在行星齿轮上这样的话我们可以实现行星齿轮的传速度。然后就是说我们这个输入的速度是不定的，但是输出的速度是恒定的。我们80年代就使用这个技术，也使用在不断的工业应用上。我们有34W的兆瓦的应用。这是我们的这个描述，那么这个待会我们会再讲。那么这里我们可以看到这个行星齿轮，那么这个三个齿轮可以控制这个速度。那么这个机器的设计是要保持他们的平衡，所以如果说输入的速度降低了，我们的外加速度就会加快。所以最后就是说它总是在一个恒定的速度上。

现在我想让大家到海上去看看。可以看到在欧洲现在有很多的要去北海去进行这个风电项目，然后中国也有很多的海上风电项目，所以这里我想让大家看一下我们所做的概念。第一个是五兆瓦的传动链，这里可以给大家提供一些数据，大家感受一下这个传动链，这是五兆瓦的总重量十吨，传动链是非常容易使用的。我们其实也在结合一个同步发动机，我不想详细的介绍高功率的质量，因为今天很多的发言中已经提到了。这个同步的发动机对于这个电网来说是很好用的。

可靠性，我们之前也负责了它的可靠性的数据。这是我们的目标。我们有频率的转换器。另外在市场上是可以买到这个发电机的。一直到13.8KV的时候我们都是不需要变压器的。另外我们的WinDrive技术可以使用更长时间，超过29年的时间。我们同时还可以比电器化设备实现更好的维护，所以39年这个传动链也被证明，因为这个技术没有任何的问题的。

从服务的角度来说我们有一个世界性的服务网络。大家可以看到在机舱当中的，可以进行分装。最后再跟大家介绍一下这个八兆瓦的WinDrive，这个和一家公司的合作，这个设计的可靠性很高，使用的是秀滑轮。所以我们可以看到在海上是非常适用的。我们可以看到整个的八兆瓦的系统重量是一百吨，但是整个的齿轮箱是这么重，包括速度的变速箱。这是一个双轴的传动链，平衡主要是通过主轴承来实现的，另外也有主轴承和刹车系统的这样一个整合。另外就是说可靠性很高，还有就是说没有频率的转换器。所以在这个海上的时候会比在陆地上更能够避免出现问题。

另外我们做了一个研究，把我们的系统融入到了别人的能源系统中去了，也是五兆瓦，可以看到AEROMASTER，这里有一些组件你会比较熟悉，因为这是比较经典的。我们还做了一下升级。所以这里可以看到WinDrive是在传动链的中间位置。另外这里可以看到对整个的系统的可靠性也是有贡献的，可以把这个放在一起用五兆瓦的。这是研究结果，那么既有优点，也有缺点，我在这里非常的公开。你们可以看到发现这个结果绕过我们的转换器发生的故障的风险更低了，尤其是海上的情况下，使得我们的能源生产的成本降低。最后的结论是WinDrive成本会更低一些，这是我们从油气行业所得到的经验，在大型的运营设备当中，说WinDrive是一个很好的这样一个具有竞争力的产品。而且可以替代现有的转换器技术。如果大家有任何的问题的话可以问或者是说去我们的展厅参观，我可以给大家看看两兆瓦的机器，我们带来了原始的设备。

宣安光：下面是Andreas Merz先生就GL认证做一个发言。

Andreas Merz：今天我想跟大家介绍一下在零下四十度的GL认证的CCV的刹车系统，如果我们找一个定义的话，是冷气候，那么现在没有一个官方的明确的定义。现在只有一个GL的说法，是德国船级社，也就是说如果连续九天在零下二十度就属于冷天气环境。而这并不是一个特别好的定义，我们可以看一下这个市场的情况。有很多做这个CCV刹车系统的一般是能够承受到零下四十度，但是却没有现有的CCV刹车的定义。如果你要提供一个比较有可靠的产品的话，那么你就必须首先要进行定义。然后再进行测试。根据我们所得到的信息，大多数的刹车系统的生产者都没有办法对他进行在零下四十度的测试，所以他们可能提供一部分的测试。大多数的这些客户他们也会特别关注所谓的冷气候下的刹车系统。

所以，看来是说这些客户他们不太了解说如果刹车系统和其他的零件没有在零下四十度进行认证的，那么是有一些危险的。比如说像扭矩的损失，像扭矩传输系统的故障等等。德汉大学的一项研究是由泰姆德教授所领导的，就是这个变桨驱动的故障是最常见的故障原因。显得这会导致20%的风机的障机时间，一个重要的原因是变桨刹车系统的故障。今年在日本有一个两兆瓦的风机因为变桨刹车出现问题导致了故障，会带来声誉的损失，可能你节约的十欧元的投资，但是最后给你的客户造成了上百万美元的损失。

那么实际上就是说我们更关注每一个零件，那么现在的问题就是说你如果用那些没有经过测试的检测通过的这样一些零件的话，你最后的质量是肯定不能保证的。