CWP2021 | 风电机组技术创新论坛——最全面的风电机组优化升级方案都在这里

2021年10月17-20日，2021北京国际风能大会暨展览会（CWP2021）在北京隆重召开，大会主题是“碳中和——风电发展的新机遇”。自2008年首次在北京举办以来，已连续举办14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。

在刚刚落幕的CWP2021上，大咖齐聚，在19日上午召开的风电机组技术创新论坛上，对制约我国风电发展的风电机组全生命周期管理、低效机组的深度评估与定制优化研究与应用、基于数据驱动的老旧电站运维方式创新和应用、技改助力存量风电资源再利用等问题进行思想碰撞，精彩纷呈。

随着风电行业平价时代的到来及海上风电的快速发展，风电机组大型化趋势进一步加速。

行业的平均单机功率逐步提高，大功率风力电机的整体比重亦稳步提高，这就对为适应大型化发展对关键零部件提出了更高的要求。需要通过对风电机组控制策略、叶片、塔架、并网特性的深度定制和研究，实现风电机组与海上风电工程设计的整体优化，同时达到降本增效的目的。

激光雷达智能控制技术也能够增加发电量，降低LCOE。金风科技算法主任工程师刘磊表示，激光雷达智能控制技术的价值主要体现在三个方面，首先是降低机组的结构载荷，机组关键部位的载荷有5%到10%不同程度的降低；其次，可以提升机组的年发电量，提升比例约在2%的水平；同时，可以使机组运行更加稳定，优化转速的跟踪，使转速保持更加平稳，减少机组的变桨动作及历程，提前探测到极端风况并响应，降低极端风况引起的故障停机。

明阳智慧能源集团股份公司风资源研发主任工程师刘清媛认为，可以通过尾流的模型或者是CFD的数值仿真对尾流进行特性分析，或者用主流的测风设备，激光雷达对尾流进行实地探测。尾流控制可以分为两步：第一步未雨绸缪，在风电场规划期，通过前期微观选址，选择全场尾流损失最小，发电量最优的方案；第二步就是风电场的运行期，通过场群尾流控制，智能化降低尾流损失，进一步提高发电量。

浙江运达股份有限公司技术中心机械设计室主任工程师王克峰则称，其公司在辽宁铁岭装的一台最高柔塔样机，是国内风能最大的150米以上的超高柔塔机组，从8月份并网至今，机组运行状况良好，现在正在联合第三方认证机构进行柔塔的安全性测试。他表示，柔塔产品一直在发展和迭代，第一是低风速高切片地区，即低风速地区，这些资源开发柔塔安装量是非常高的。第二是平原地形项目，在复杂厂址条件下，比如大湍流时柔塔会碰到一定的频率问题。第三是项目建设时间紧迫的项目，上柔塔是非常好的选择，因为柔塔跟常规的钢塔制造和安装工艺几乎是一模一样的，只是设计控制策略不一样。

完善的验证是降低拉挤生产曲线非常关键的技术，从材料方面的测试、界面的测试，进行全面的验证，达到技术创新。中材科技风电叶片股份有限公司工程师苏成功认为，玻纤拉挤的运用，能够降低整个叶片10%左右的重量，然后组量本身重量降低大概10%，有些型号到12%左右。如果组量对比，好几个型号都在应用拉挤技术。玻纤叶片就是其团队从2018年底开始介入，通过实验室灌注的，还有就是拉挤版的小部件、中部件等等，积累了比较丰富的制造经验。

实际上，技术的创新不能仅仅停留在部件设计创新上，还要上升到子系统、系统的系统，以及从大系统的层面进行创新。

哈电风能有限公司高级产品开发经理廖建敏向与会嘉宾介绍了全新一代HE-4.X HD陆上平台化风力发电机组。他表示，所谓新硎初试就是哈电风能在这一技术的研发和投入持续了很多年，今年推出全新的突破性产品。所谓仰高钻坚就是对这个新机形赋予了更高的市场属性。即具有高的可靠性、高的通用性、高的可维护性、高的智能性，当然在研究整个技术的同时也会持续钻研整个机组，涉及到的技术风险点，也就是攻坚部分，把整个所有的技术风险点规避掉，把控技术或者保持低风险和低失效概率。

上海电气风电集团股份有限公司数字化建模仿真技术总监顾爽同样详细讲解了对智能主控WT-AGENT的打磨主要是要满足现在的需求。他表示，公司将客户的需求、运行的需求、载荷控制的需求、风机的需求逐条详细的梳理，每一条需求落地之后都会采用V字型的逻辑。V字型在不同阶段用模型在环、硬件在环、传感用的方法，对于每个开发周期中所有需求，都进行了充分验证。保证我们在开发阶段，就可以保证代码的可靠性。

阳光电源股份有限公司风储产品线总监梁信信以风电机组为例分析了风电储能变流器关键技术与应用。他认为，风电变流器本身发的电频率都是不固定的，通过变流器装置，将其变成稳定的电。传统变流器工程策略，是通过有功和无功电流的解耦，实现三项电流的控制。储能变流器的控制模式，一是增加直流侧的控制，变流器控制主要是对交流侧控制和平常稳定直流侧的控制。二是除了提高直流侧，同时也提高风电及应用，从而更好的和电池进行充放电，参与惯量和调频场景。

此外，在新技术、新领域、新的合作模式等方面持续进行探索和创新，深化数字化转型，不断加速技术创新，利用数字孪生技术，将操作和物理输入与高级仿真相结合，优化设计并降低机组成本，都是实现风电机组技术创新的重要途径。

做智能维护是什么概念？贝加莱风电行业经理刘斌认为，故障发生后，以往会生成一条代码，比如齿轮箱故障、编码故障等，而智能维护出现故障以后可以直接连接到与之相关的用户手册。传统的故障只是一条信息，想了解更详细的内容还要找工程师或者再查相关的图，而我们这个触发一条故障，会连接到某个PDF页，所有相关信息都会呈现。

中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部技术中心副主任刘红文则系统阐述了感知驱动的智能控制技术在产品开发时会面临的主要问题：首先，轻量化之后，有些叶片可以降低成本，但是叶片第一捕获能量，第二也是来源，所以变柔之后，产品开发是一个净空问题，以前更多遇到是1.5功耗，现在1.5功耗是有附件性的。第二是极限载荷，这是永恒的话题，除了解决激光设计，风机里还有疲劳载荷，所以如何降低疲劳载荷，是产品开发的顽疾。

最后，艾尔姆（中国）投资有限公司总监徐岚详细讲解了叶片如何助力产业可持续发展。她认为，关于叶片回收的技术需要以持续方式的发展来扩大规模，不同的回收方式成本也不同。主要分成两个区域，一是技术具有比较高的可行性，成本也具有经济性，二是技术相对来说不成熟的，成本居高不下。对于成本比较低的应用里面，粉碎以后研磨到水泥，再加热分解也是相对比较成熟的。更多的是大家能够通过行业之间的协作，实现再循环利用。为了完成循环，必须创新，必须要有可行的，大规模的，具有经济效益的解决方案。