上海电气风电集团副总裁缪骏：新材料、新工艺、 人工智能等将加速风电行业变革

2017年10月16日-19日，2017北京国际风能大会（CWP2017）在北京隆重召开。在中国国际展览中心（新馆）“全球风电CTO论坛——未来风电畅想”，上海电气风电集团副总裁缪骏就“能源革命下的风电变革”议题进行分享。缪总指出风能技术发展潜力依旧很大，未来新材料、新工艺、人工智能、新结构的使用将大幅度提升风机效率。

以下为演讲内容：

缪骏：各位同仁上午好，我先介绍一下自己，我叫缪骏，在这个舞台上可能我是一个新兵，因为我刚接手上海电气研发工作不久，我更想讲的是下面的副标题，风电未来畅想，我刚到以后事实上有一点难度，难度在哪里？在于畅想这个二字，中文畅想不等于空想，所以说我们既要畅想未来，但提出的一些东西还是要接地气的，一会在我的PPT，我们在前期准备里头，我的团队有很多脑洞大开的东西，他们搜集了全球非常多的非常新颖的方案，但是我觉得好像对于这些企业来说不太适合，或者说不是我们碗里的菜，就删掉了，比如说飘浮式的机组这些，尽管概念非常好，但是我觉得好像这个不列在我们畅想的范围里面。

事实上从技术风电的技术来讲，我个人有一个感觉，我觉得风电技术可以有两点，一点，它是一个远没有到达成熟阶段的一个技术。第二点，它是一个非常包容的一个技术平台。我看下去在座的各位这个年纪都非常轻，我们从事的这个行业有一点非常幸运的是，至少我们不用在退休之前担心我们这个行业的发展遇到了技术瓶颈，因为我本来从事的是火电，传统的化石能源行业，在火电里头搞技术有一点困难，把煤电效率提升1%，或者说把单位发电量煤耗去降低几克那都是难度非常大的事情，非常有挑战的，是我们的一个梦想，我们需要用十年时间，甚至更长时间才能去提升1%的效率，但是似乎在风电里头我们并不存在这些问题，我们可以非常轻而易举的把发电量提升几个百分点，把载荷提升几个百分点以上，一方面说明我们技术进步很快。第二说明我们这个技术远没有成熟。我们把所有的技术打开来看，是否发觉每一个技术点都是非常成熟的，这是第一点。第二点，每一个技术点我们去跟别的行业，技术是共用的吗，我们比较以后是否发现，在我们所用的技术点上面，在风电里头似乎它又不是最为领先，最为先进的，它被引入到这个行业里头来，我们介入锋利发电机这个平台，非常好的整合在一起，体现了它非常大的包容性，跟我后面所要讲PPT的内容有关，我在团队中提倡不讲究原创性的创新，我们时刻也在问我们如何去创新，我们不想强调在这个行业里要做非常突破性的原创性的创新，我们更应该讲究拿来主意，我们要时刻关注别的行业的发展，关注其他领域内一些最新的科研成果，待到它成熟的时候，我们可以直接引入到这个行业来，本身我们风力发电机组的包容性决定我们可以这样的方式去做，我们在技术上面远没有成熟。

我们当然从工业革命开始讲起，从蒸汽动力到电气化时代，到自动化时代，或者信息化时代，以及到现在推动的第四次工业革命，我们风电现在是处于第三次以及第四次工业革命之间，我们还在接受信息化时代带来技术的红利的冲击，为什么这么讲，我们看到展会上面有非常多的是信息化，第三次工业革命在别的领域里头所应用成熟的技术，不断地在被带入到这个产业里面来，但是同时我们也接收到了第四次工业革命许多技术点的冲击，包括AR，VR，包括无人控制技术，包括点点滴滴，或者是纳米技术，我不知道有没有在座各位，最近国内非常热门的量子通讯技术，不知道未来是否会被我们风电行业所引用，但是我前面看到清华大学实教授也看到量子通讯技术的突飞猛进，有一篇文章还是非常地有意思，有可能也会给我们这个行业带来一些革命吧。

当然在座的各位都希望技术的变革能够给我们这些所从事新能源产业的人带来一些生机，带来一些新的机会，毫无疑问我们现在所有的人都希望未来的能源能够是百分百的可再生能源。

因为我刚才提到了，我们从技术上面来说，希望更多的去借鉴别的领域已经发展成熟的技术，对于风电来说在这个领域来说，从这个点看下去会有非常多的点，我今天主要讲三个方面。一个是超大叶片设计和生产，第二方面精细化风场设计。第三方面是机组智能化。右下角风电面临的挑战LCOE这是我团队加在上面的，如果我们说技术畅想的话，是从技术的发展角度来说，从一开始我们特别去关注这个技术或者关注成本的话，我们很有可能就会抑制了技术发展，技术发展跟经济的关系有它的脉络，在初期肯定是高成本的，我们如果说一味地追求低成本的话，我们就不要畅想了，这也是我本人的另外一个观点。

第一点，风电变革之超大叶片设计和生产，有三个小点，新材料新工艺，新的结构形式，新的翼型和气动附件，新材料和新工艺我主要想讲碳纤维，我估计设计研发机构的话，最近碳纤维的应用非常热门，我们关注到国际上面差不多也就在这个等级上面已经逐步推出了，包括在陆上风场的低风速区域，我们现在似乎是近似于摩尔定律，每一到两年发展提升一倍的这种性能的速度在发展我们的风力发电机，每半年的时间基本上风能直径会更新迭代一次，随之而来我们需要更长的叶片，我们对于设计供应商上的挑战更大。这个也是我说的碳纤维材料在别的行业应用已经非常普及了，近年来的比例也已经是上升的比较快，对于风电来说我们有应用，包括上海电气我们最近也在研究碳纤维的叶片，我记得国家有一个规划，到2022年，玻纤应用的极限也就是在80米左右，再往上涨除非玻纤再有一次突飞猛进的变化，似乎已经达到了它性能的极限，我们要应用新的碳纤材料来提高韧性。这是新材料应用，因为碳纤对树脂的浸润度都有影响，使得我们并不容易利用现在的技术能够完全的浇铸透，可能会有常见的白斑多发，我们要研究新的工艺，新的辅材，这些都是新的研究的领域和方向。

新的结构形式，有两张图，左边这张图展示的是一个欲弯技术，我们在制的时候需要去把这个叶片，夜间远离塔桶壁，但是随着新的耦合叶片的思路推出，右边这张图似乎看起来更有意思，这也是前几天我们看到的是丹麦大学的一个副教授做的一个叶片结构的一个迭代，他做了40次，利用高度的数字仿真，以及自动巡游技术，迭代以后的结果使得我们看起来这个叶片的内部结构非常像鸟类的骨骼，我们现在传统叶片的结构当中是单副板或者双副板的，从理论上面来说，我们一不得不惊叹大自然的进化神奇的力量。二是我们不得不惊叹人类的技术，尤其数学的发展，大自然的自然进化规律逐步的被我们用数学模型可以完整地去模拟出来，得益于现在真材技术的发展，现在真材技术，包括3D打印技术在高度发展，我们未尝不可知五年或者十年以后我们就能研发出类似这样结构的叶片，或者在我们叶片哪怕不是整张叶片去利用这样的结构，在某些强度要求特别高的地方，我们是否可以应用类似的结构来降低我们载荷，减轻我们叶片的重量。

第三是新翼型和气动附件，大家应该很熟悉这几张图片，第三张是澳大利亚研究的一个低噪声的风轮，我觉得就风电来说，我们对气动翼型的研究不如我研究的火电，就火电来说，汽轮机和燃气轮机，我们对于翼型的研究不够，没有关注它翼型的本身，这上面三个是典型的气动领域去关注的，尤其前天下午大会上面很多分布式风能发电的发展，风力发电机离居民的距离保持在500米以上，如果我们今天有一款低噪声风机，我们这个噪声水平可以控制的非常低，我们是否又可以有更多的资源，比如说家用空调，家用电器行业里头，各位回想一下我们的空调机，十几年前甚至二十年前的窗式机，到了现在的空调，我们噪声水平大幅的下降了，这里面承载了很多我们的技术，当初是简单的像家里头三叶大的电扇一样是椭圆形的枫叶，现在的枫叶有一个小尾巴钩在那儿，再看叶片上面是布满密密麻麻坑的，但是这些技术减噪的技术，因为我们刚刚开始这个行业，所以我们投入关注的很少，当然我建议我们去看看别的行业一些成功的案例和经验，有些技术是非常成熟的，可以快速被拿到风电行业里面来。

下一个风电变革的精细化风场设计，题目很多人都在谈，这里主要讲三个，更准确的风资源评估，更精确的风电厂分析和验证，以及更个性化的选址。有三个图，这是一个链条需要串起来来看，第一个是用3D打印技术来打印出来的数字的地形的沙盘。第二个是一个风动。第三个是数字仿真流场的分析。因为我们很多时候在考虑的是需要去立两个侧风塔，现在路上一左一右有两个，但是在多山丘陵地区，或者地形表面状况比较复杂的情况下，两个侧风塔是不够的，我们还会结合当地的气象数据，或者是卫星数据，或者是哪里的数据，但是这些数据都不够准确，现在我们是否可以把这三个图片串起来设想一下，我们可以把一个复杂地表通过3D图形打印出来，结合我们现在已经非常成熟的风动技术，再结合我们现在高度发达的数字仿真技术，我们以相似的原理，以合适的流体把它模拟出来，我们是不是做得会更加准确，做得会更加好。

第三个是个性化的选址，或者叫个性化的风场的设计方案，里面提三个，一个是不同的塔桶高度，一个是不同的设计方案，一个是不同的基础的控制策略，这三点技术上面来说我们现在全部能够做得到，无非是时间长短的问题，但是我们现在在投标的过程当中，业主往往要求我们希望精确到某个机位，设想非常好，现在一个风场里头可以做到两种不同高度的塔桶（音），但是如果出现三种塔桶，三种基础，四种基础，或者都有自己的对应的控制策略，对于工程师团队来说他们会碰到一个非常苦恼的问题，他要不断地修改他的设计，或者我们的供应链条线上面，包括质量这些都会碰到问题，每个塔桶出来图纸都不一样怎么办，我们这里强调的是个性化，但是我想在个性化之前我们先要去做好标准化，这个标准化不是一个简单的模式单一，统统做成一个塔桶，这不是我们做出终极的标准化，我们的标准化希望把这个设计过程变成参数化，变成有一定的规律和规模可以去寻找的，希望通过我们设计程序，仿真软件，能够寻找它最优的参数，比如说我们现在在推的塔桶的设计，就可以减轻工程师的工作量，可以快速按照业主的要求不同塔桶高度的要求，提出最新的塔桶图纸，结合塔桶厂的敏捷化的供应链，我们还是完全有可能去跟，我要设计出，并且制造出完全个性化的塔桶方案的。

第三点，风电机组的智能化，同样三小点。第一自我诊断，自我修复和自我感知。这里上面画的是一个汽车的发电机，同样我们也来看看行业外的发展情况，自我诊断技术对于我们来说并不陌生，最基本的现在可以去看到齿轮箱里面的裂缝，非常轻微的裂缝，通过振动分析检测能够出来，漏油，泄漏，或者是结冰，超温，我们安排了非常多传感器去进行检测出来，但是根据我们实践经验的结果是，我们设计了这么多传感器之后，它经常会误报警，这里就带来一个问题是我们没有拿系统化的角度去看待一个病症，我们是不是可以借鉴传统中医的理论，系统的角度去确诊这个疾病，望闻问切，同样一个疾病，西医很简单，但是中国通过望闻问切，是不是通过这样系统的角度，系统的诊断，通过一个病灶的发生，我们要去相互印证不同的技术，不同的传感器相互印证，最后来更精确的确定这个病灶的部位，使得我们误报警的几率大部分的降低，以便于节约我们的人工和成本。

第二点自我修复。同样来自于汽车行业，自我修复的轮胎，事实上在我车后备箱里头我放了两个液体，高压充气液体，液体是用于什么呢？轮胎万一被扎了的时候，把这个罐子直接冲到轮胎里头就可以。左边这个是复合材料的关结构，对于叶片来说它是典型的复合材料结构，如果叶片上面出现细小裂纹几率还是非常大的，这个裂缝出现以后很容易进入湿气，如果我们遭到雷击的话，叶片就会被撕裂掉，我们可以在比较容易发生这些裂缝的地方去应用一些这样的技术，右边这张图同样的也是自我修复技术，这张图是国外的F15吧，当然我前几天看到我们歼20的总工程师，他在谈我们中国自己设计的第五代战机的时候，很重要的是，我们第五代战机具有一个自动修复功能，我去网上查了一下，这个概念不是最新的，英国的公司在他的战机里面也是同样具备了一定的自我修复功能，这个功能还不是针对复合材料，是针对金属以及合金的，我不知道具体的原理是什么？但是从这个思路开去的话，我们风机如果在远海的风机在某些关键部位具有一定的自我修复能力，这个还是非常有意义的。

第四点自我感知，我们叹了很多场控的技术，我们现在不再以单台风机的角度来提升效率，从这个角度来讲，风机它有自我的思维，本来它就是一个高度智能化的产品，是不是我们可以这样讲，它已经具备了一个社会的初级形态，在这个风电厂里面，不同的每一个风机尽管是一个单元，但是它具备了分工和协调，第一台风机会考虑我的哥们发电量是不是好，这是典型的分工合作，我们人类开始研究群体化的这些方式，一个是蚂蚁，一个是蜂群，我们中国最厉害的是无人机技术，但是里面最厉害的是无人机的蜂群战术，我看到已经被我们攻克掉了，我们战时的时候可以出动无人机去攻击其他的目标，同样引入到我们风电里面来，每一台风机担任不同的业务，我们的发电量我想应该是可以有很大提升空间的。好，就这些，我这些畅想纯粹是畅想吧，我希望未来十年能够看到部分的技术在我们风电业务里头，风电行业产业里头能够得到实现，谢谢各位的聆听，谢谢。

（发言为现场速记整理，未经本人审核）