明阳智慧能源刘卫：智能化设计是应对抢装潮和平价时代的重要手段

2019年10月21-24日，2019北京国际风能大会暨展览会（CWP2019）在北京隆重召开，大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展：绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来，已连续举办11届，成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。

10月22日，CTO论坛在新国展召开。明阳智慧能源集团股份公司风能研究院副院长刘卫出席论坛并发表演讲。他指出，如何降低全生命周期的成本分四个方面，第一是降载，第二智能控制，第三风场的设计，第四用智能化的技术促进低成本的运维。风电技术和其他的技术一样，必须拥抱现在技术的发展，一个口号：拥抱智能化，感知环境，融动自然，触控未来。

以下为发言内容：

刘卫：各位专家下午好，我是来自于明阳智慧能源集团的刘卫，今天下午非常荣幸给大家来分享一下智能化设计在应对将来的平价以及目前的抢装过程中所起的作用。

我的分享是分四个方面，第一是智能化的设计，如何在支撑供应链的协同中起到作用，另外三个方面是如何降低机组的LCEO。最后是展望未来。其实我们大伙多知道智能化设计并不能完全来解决我们刚才提到的这两个问题，但是我们认为智能化设计是解决这个问题的一个方面，所以我的分享也是基于明阳在智能化的技术这一块，通过一些举例，来阐述我们对上述两个问题的一些见解。

先说我们对供应链的协同方面的支撑，对供应链的协同，我们可以从四个方面来说，第一从快速的设计，第二是我们设计以及制造模块的集成，再一个就是我们高效率的生产，还有在做整机出厂时候的加速试验。

先说第一个，我们整体化的智能设计，我们都知道目前行业对整机厂的要求是定制化，但是定制化跟我们目前高速的供应，这是一个与生俱来的矛盾，我们如何来化解这个矛盾？要快速的做一些定制化的设计，明阳根据我们以往这么多年以来对产品的理解，以往积累的这么多技术，把它集成到一个平台上面，就是PPT上写的MYPIATFORM这个平台，这个平台能够一体化，从机组叶间到叶片到基础，从基础到海床，分别考虑台风、水浪、海水冲刷这方面做一体化的效果，它的效率能够比我们以前提高大概50%以上。

除了设计方面，在模块化集成设计方面也是有很大的支撑作用，明阳目前我们主要做的是半直驱机组，到现在只有两个平台，一个陆上产品平台，一个海上产品平台，每个平台坚持了平台化，或者是模块化的设计。

我们统计了一下大概80%的部件我们能做到相互的接口统一，这对我们的生产是非常有利的。我们看到也会想到，要加速我们的制造，所以明阳也不遗余力在做智慧化的车间，我们有自己的MES质量管控系统，从制造的前端到制造中端、后端做到全电子化的管控，保证出厂的设备是非常的可靠，也非常的快速同时对有些什么线做自动化或半自动化的机器人帮助人类来做，这样效率提高了很多。

再一个我们用当下比较流行的智能物料小车，可以遥控的从这个地方把物料运到另外一个地方，这在明阳有非常广泛的应用。再一个是整机出厂的测试，明阳是基于我们以往这么多年的经验，我们积累了很多出厂测试的数据，基于这些大数据，我们对这些机组做了分析，并且也把它放到了一个智能化的软件平台上面，这样对每台机组出厂的效率是大大的提高，我们统计了一下应该比上这个系统以前提高了30%以上。

第二个方面智能化设计如何表现在提高发电量上面，四个方面，一个是资源的准确性评估，再一个风电厂设计，再一个机组本身的控制，还有厂群的控制方面，应用智能化的技术。明阳在海上风电目前是一个领先者，我们在海上风电厂评估这块做了很多工作，我们通过海边的中尺度的视频，结合我们在尽量离风场近的地方得到测风塔的数据，把我们的尺度降下来，根据某个项目能够降低到30米的精度，这个让风速的误差也控制在非常紧凑，大概在0.2米每秒左右。

基于此，我们对海上风机的机位是做了一个非常智能优化的排布，我们也有一套系统，这个系统目前大概是在300兆瓦的风场，大概一个小时之内能够输入数据，全场发电量能提升50小时，这是有一个非常详细的例子，在明阳的展台上会有专门的工程师去讲，大家有兴趣可以去听。

对机组本身的控制来讲，我们有一个技术叫动态柔性功率控制，这个其实就是对我们机组本身，根据它的边界条件，也就是外界的风速以及强度的不同，我们对机组的寿命进行一个提前的预测，根据这些预测在某些时候，我们提前可以让它超发甚至让它不再满发，通过这种手段让机组的可靠性和发电量得到非常大的提升。

虚拟机组映射技术，这个大家比较熟悉，只是换了一个名字而已，在行业内，好多国外先进的厂家都在用，就是在我们现实的一台风机给它同时做一个虚拟的风机，在计算机上面。我们知道现实的风机它的传感器是有限的，我们根据有限的传感器，通过虚拟映射的技术，能够得到它不能测到的一些其他的关键的数据，然后通过对数据处理，我们能够得到机组的运行情况，然后来调整我们的运维，调整我们接下来对机组的一些发电功率等等，这样使我们这个机组发电量提高大概1%左右。

我们都知道海上机组它是在一个非常干净的水平面上，但是我们整场的机组在研究之后发现，在后排的机组它受的影响非常大，主要受前面机组尾流的影响非常大，为了保证整个风电场级最优的发电量，我们做了一个场级的优化，对前排或者前面几排机组它的偏航角度做了全场的优化，这样使我们整体的发电量会有很大的提升。如何提高机组的可靠性，主要是三个方面，一个是在设计上要可靠，在控制上要做到健壮的控制，再一个用我们的技术指导高效的运维。

明阳目前对这些关键的部件有自己的研发团队，比如上面传动链，我们有自己将近20个人的齿轮箱研发团队，能够从3兆瓦一直到目前最大的7.25兆瓦机组，都能做齿轮箱的开发，这些齿轮箱都是我们自主研发设计的。我们在研发过程中是创新的应用了很多的技术，比如说创新应用了从航空发动机的技术，也是用的行星传动甚至柔性小的技术，我们应用这些技术，会使我们在相同的齿轮箱的体积能够使我们可靠性大概提高30%以上。

在这里我强调一句，我们的主轴轴承，我们主轴轴承是和行业内的绝大多数厂商不一样的，主轴轴承用的是稀油润滑，它的紧密度是非常高的，节能度大概在5左右，对轴承的可靠性是有一个非常大的保障。

明阳半直驱上面应用这种轴承，从开始应用到现在大概10年的时间，虽然在这个行业内有很多的主轴承损坏的案例，但是明阳在半直驱技术上没有出现一例主轴承的损坏，所以和这些可靠性的设计是有关系的。基于激光雷达的边缘计算及区域化控制，这个技术其实就是在某一台机组上面会有一个雷达测控装置，我们其他的机组会通过这个标杆机组能得到标杆机组传感器的量，然后让我们来整体协调控制发电量，提升整体的发电量。

视觉识别技术，我们现在也已经在做，已经做出来了一套样机，在机组上面会立一个摄像机，能够实时监测叶片的运行情况，能够在尽量快的时间内，能够得到叶片它的损伤的情况，直到我们的运维，提高我们的可靠性。当然基于上面很多很多的技术，我们还是把这些技术做了一个软件的集成，我们起的名字叫海上风机智能卫士，这个已经装在海上风电的某一个项目当中，对我们的可靠性提升还是非常大的。

最后就是如何降低全生命周期的成本，也是分四个方面，第一是降载，再一个智能控制，再一个风场的设计再一个用智能化的技术促进低成本的运维。叶片的设计，明阳我们自己有自己的叶片设计团队，然后明阳所有的叶片都是我们自己制造生产的，所以我们对叶片研究还是非常的深。在这里面我们也是创新的应用了叶片的变形与外界载荷之间的关系，能够让它的变形的趋势顺应机组降载的趋势或者叶片降载的趋势。右边这个风机是我们去年在风能展发布的4.0156的机组，目前是应用了这个技术。

再一个基于机舱姿态的一个独立变桨技术，这个比普通的独立变桨技术成本要低的，而且对我们的效果也是非常好的，这个也是降低我们机组的载荷，我们全生命周期的成本是降低的。海上机组的海缆及海上升压站的智能排布的技术，这个就是根据海上风电场的风速、风向以及障碍，还有旁边的风机，我们给它做了一套智能化仿真的平台，以我们某一个项目为例，大概300兆瓦的项目，我们大概节约了1500万，升压站在优化，进一步节约成本是600万，效果还是比较明显。这个技术在明阳的展台也会有详细的分享，大家有时间可以去看一下。

黑启动技术，这是明阳今年做的非常领先的技术，刚才在我们的展台上也颁了一个证，我们和荷兰的某研究所一块来做的，这个技术其实是解决我们调试之前没有上电的情况下，以及在台风过后机组失电的情况下，解决机组的供电问题，这个其实能够大幅度解决我们的运维成本，我们不再需要拉一个很大的柴油发电机过去，也不再需要在上边做一个非常大的储能装置来供电。

展望未来，其实我们的风电技术和其他的技术一样，我们必须拥抱现在技术的发展，拥抱智能化，一个口号，我们拥抱智能化，感知环境，融动自然，触控未来。谢谢大家！

（根据演讲速记整理，未经演讲人审核）