中国海装何国华：大胆创新，研以致用
东方风力发电网 2020年10月16日 377
2020年10月14日-16日，2020北京国际风能大会暨展览会（CWP 2020）在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，本届大会以“引领绿色复苏，构筑更好未来”为主题，聚焦中国能源革命的未来。能见App全程直播本次大会。 
在16日上午召开的风电机组技改专题论坛上，上海电气风电集团股份有限公司技术部电驱动卓越能力中心发电机领域总工何国华发表《大胆创新，研以致用》主题演讲。 以下为发言实录： 何国华：今天我演讲主要内容包括三个部分，首先还是想站在我们整机厂的角度，分享一下我们海装自己作为整机厂家创新和实践的一些经验，这是前期机型的型谱，这里面有很多我们取得了一系列全国、全球一系列最优的成绩，最主要给机电很多集成性技术和基础性创新工作，这个对于我们后续机组的技改和创新都是一个非常好的基因传承，帮助我们把后续机组改造工作做的更好，而在机组创新过程中，首先关注的是机组的安全和高效，我们机组不管说是台风，作为海装这是很自信的一点，在行业来从来没有发生过一次倒塔的事故，同时对于环境的保护、智能解决方案在行业内还是很有口碑的，这给我们做技改的时候做了一些前期参考工作。此外在做机组整机的时候也积累了强大的服务团队，这个对于我们做在役机组的技改也是非常有利的。 下面简单介绍一下我们目前做的新的一些技术和应用，一般来说技改的原因主要有几个，一个是发电量是比较低的，第二个运维成本比较高，第三个环境适应性比较，第四个安全性，按照今天的标准和以前的标准，工况都不一样，所以随着时间的发展，它的安全性有必要去提升，还有一个是生命到期，到这个时候机组不得不去做一些寿命延长的评估或者说去把它更换掉，这些都是我们需要对在役机组去做技改的时候所要面临的原因，而技改的核心肯定是提升发电量，基本原则就是要保证机组的安全，必要条件是它的经济性一定要好。从系统的角度出发，作为我们在役机组和前端的主机销售一样，我们也需要一个系统的方案，这样才能够帮助我们去寻找最合适的、最经济性、最好的技术方案，帮助我们去做最好的经济性收益。而我们作为主机厂家，因为依托于精准的后评估，确定技术路线、确定最大收益，这个是非常有意义的，有利于业主做改造的。这是行业内做的比较多的，不光是海装，同行业都在做，但是做叶片增效技改，还有几个重要的技术难点，第一个是它的模型的准确性，我们一定要去把本身增效那部分的模型，另外机组整机建立起来的模型，一定要准确，重新进行载荷、仿真、评估。第二个转矩这些参数一定要匹配，必须要和整机参数进行结合，第三个是整个系统的安全性，前些日子我们和一个业主交流，他们和一个厂家做了叶片增效技改，做了之后有一个零部件不停地坏不停地坏，后来发现再技改的时候没有对整个系统进行仿真分析，结果出现了共振的频率，导致零部件不停的损坏，这个是对于我们做技改方面一定需要注意的地方。第四个做技改设计是一方面，对于施工工艺也是一个非常高的要求，必须要保证工艺和设计一致性，才能够达到我们技改的目标。第五个有效运维评估，比如发电量、安全性如果自己做的话，自说自话，也缺乏点客观公正，事实上很多时候有必要邀请第三方给我们做一些评估。 另外一个就是我们现在做的重点增效的控制技术，增效的时候第一个我们也在想，如何去兼顾发电性能和载荷安全，这是我们需要考虑的，第二个如果说增加并网的时间，使用寿命如何去兼顾它，第三个在讲究低耗电的时候，如何去保证机组运行的稳定。第四个对风精度的时候，如何把我的偏航寿命匹配起来，因为偏航是有寿命的，不能无限偏航，风精度越高，普遍认为偏航次数就会越多，这个实际上也有点矛盾。第五个技改成本和电量收益，硬件上成本是比较低的，主要还是从软件和人力的成本，经济性是比较可控一些，但是前面几个如何去验证它。作为海装来讲现在开发了一个转矩控制，我们做转矩控制的时候，发电性，做载荷安全，要重新进行一个仿真，保证它的载荷安全。另外对起停控制，去保证它的并网时间和使用寿命，需要去做好这些兼容的保护。另外对于设备控制，一方面去减少它的自耗电，另一方面要通过一些冗余保护的措施，去保证机组的安全稳定运行，第四个是偏航控制，一方面要既要能够提高对风精度，另一个还能够不降低偏航寿命，这样才能够达到我们真正技改的效果。 接下来是在智能控制这方面，我们现在最新做叶片载荷监测系统，毕竟我们是主机厂，也不是做零部件的创新研发，行业很多都在使用它，但是我们来做主要是要去做它的独立变桨，但是作为我们在役机组而已，最主要的它可以做到我们降低极限的载荷，降低它的不平衡度，降低振动值，行业用的时候我们发现它也可以尽量提升一些发电量，这个也是有好处的，但是它的难点就是监测系统和主控系统一定要去融合进去，它才能够达到智能控制的目的，降低载荷，而这个设备监测系统本身它的测量准确性，我们在运用过程中发现了，它的准确性如何去验证它，这个是我们做机组技改的时候持续要关注的点，因为每个设备都有它自己的误差，还有我们施工的一些误差，这样如何保证它测量的准确性，如果测不准的话，我们后续对机组的机型校正可能就走偏了，就做的不对了。最后一个就是在测量准确的情况下，我们如何去对它进行一个校正，这些是我们做智能监测技术的时候应该关注的几个重点。在智能运维方面，现在提的比较多，智能运维主要是解决时间和效率的问题，因为它直接和成本是挂钩的，作为海装来讲，第一个是有健康寿命评估系统，这样可以做机组是不是可以延长寿命的评估，在运行过程中，我们有故障诊断专家系统，提高故障诊断的效率，另外作为主机厂家，我们有专业的工程技术公司，有专门备品备件管理系统，这样能够提高物资齐备性和到货及时性。另外对于我们做维护的时候有智能调度系统，这样帮助我们在后续的运维过程中做好更多计划性运维，这样可以减少发电量的损失。把它集成在海装的LIGA平台里面去，这是海装的最大平台，当然最终的目的都是为了降低全生命周期的成本，为业主增加更多的收益。 第三个我想简单介绍一下前面所提到的一些技术经济性，第一个是低效机组技改经济性的分析，我们之前做过一个技改，轮毂高度是70米，做这个低效机组技改的时候，首先要对机组运行的现状进行充分的分析，这肯定是第一步，第二个要对它的风资源再进行一个分析，第三个要做几个方案进行对比，做方案的时候，它至少要包括两个方面，一个就是方面就是它的可行性，这个方案到底具不具备可行性，能不能去做，还有它的经济性到底怎么样，值不值得我们去做，只有把这个做完了之后才可以决定做低效机组。这儿我简单做了一个对比，之前本来是93的机组，当时做了102和111两种方案，但是由于它的一些工况范围，还有塔筒高度的要求，这样它的成本和技术方案的难易度是差距比较大的，站在主机厂家角度来讲还可以做设备的回收和再利用，这个方面也可以为业主节省更多的技改成本，提高他的投资回报率，所以我们当时推进的是B方案，不管是从可行性还是经济性都是更有利于业主的。 第二个是叶片增效的技术经济性，做叶片增效的技术我们肯定要去按照海装标准化的流程，保证叶片增效的安全和有效，这个是我们现场施工的一些图片，对于叶片增效来讲，并不是说每一种技术方案都是适用于所有的机型或者所有的地区，它必须得根据不同的机型、运行情况、风资源的情况去进行对比分析，然后去选取最合适的一个技改方案。还有一个自己做的增效控制的技术经济性，第一个可以看到我们做了之后，它对风精度可以提升30%，这个是我们在现场做的测试的情况，此外不光是精度提高了，我们还能够把无效偏航的次数降下来，降到70%。我们做增效的时候，有提高并网时间，就发现了我们做了之后，它的低风速段发电时间的占比提升了27%，有一些我们做转矩和偏航，它可以提升功率曲线，理论发电量就可以提升1.5%到5%的区间范围以内，我们目前认为这是一个比较容易达成的目标。此外现在行业内，我们机组运行过程中，运行久了之后就会偏航，基准就不太准了，我们需要采用激光雷达去对它的偏航进行校正，我们也是利用自己机组的运行数据，对它进行一个分析，看看它的偏航误差到底是多少，固定偏差值。然后通过我们的一系列算法和激光雷达的测量值进行对比，发现它的准确率已经达到70%以上，而且整体趋势都是完全符合的，这样我们算下来，如果机组做增效技改，技术才能激光雷达，这样测试时间比较长，费用也是比较高的，如果直接采用自己的压倒算法，一方面设计周期大大缩短，另外它的成本也会大大的降低。而且做增效技改，单台机组容量越大，它的收益率还是更好的，就是经济性会更好，说明成本回收周期也很短，我今天的分享就是这些，谢谢大家。 （根据速记整理，未经本人审核）
在16日上午召开的风电机组技改专题论坛上，上海电气风电集团股份有限公司技术部电驱动卓越能力中心发电机领域总工何国华发表《大胆创新，研以致用》主题演讲。 以下为发言实录： 何国华：今天我演讲主要内容包括三个部分，首先还是想站在我们整机厂的角度，分享一下我们海装自己作为整机厂家创新和实践的一些经验，这是前期机型的型谱，这里面有很多我们取得了一系列全国、全球一系列最优的成绩，最主要给机电很多集成性技术和基础性创新工作，这个对于我们后续机组的技改和创新都是一个非常好的基因传承，帮助我们把后续机组改造工作做的更好，而在机组创新过程中，首先关注的是机组的安全和高效，我们机组不管说是台风，作为海装这是很自信的一点，在行业来从来没有发生过一次倒塔的事故，同时对于环境的保护、智能解决方案在行业内还是很有口碑的，这给我们做技改的时候做了一些前期参考工作。此外在做机组整机的时候也积累了强大的服务团队，这个对于我们做在役机组的技改也是非常有利的。 下面简单介绍一下我们目前做的新的一些技术和应用，一般来说技改的原因主要有几个，一个是发电量是比较低的，第二个运维成本比较高，第三个环境适应性比较，第四个安全性，按照今天的标准和以前的标准，工况都不一样，所以随着时间的发展，它的安全性有必要去提升，还有一个是生命到期，到这个时候机组不得不去做一些寿命延长的评估或者说去把它更换掉，这些都是我们需要对在役机组去做技改的时候所要面临的原因，而技改的核心肯定是提升发电量，基本原则就是要保证机组的安全，必要条件是它的经济性一定要好。从系统的角度出发，作为我们在役机组和前端的主机销售一样，我们也需要一个系统的方案，这样才能够帮助我们去寻找最合适的、最经济性、最好的技术方案，帮助我们去做最好的经济性收益。而我们作为主机厂家，因为依托于精准的后评估，确定技术路线、确定最大收益，这个是非常有意义的，有利于业主做改造的。这是行业内做的比较多的，不光是海装，同行业都在做，但是做叶片增效技改，还有几个重要的技术难点，第一个是它的模型的准确性，我们一定要去把本身增效那部分的模型，另外机组整机建立起来的模型，一定要准确，重新进行载荷、仿真、评估。第二个转矩这些参数一定要匹配，必须要和整机参数进行结合，第三个是整个系统的安全性，前些日子我们和一个业主交流，他们和一个厂家做了叶片增效技改，做了之后有一个零部件不停地坏不停地坏，后来发现再技改的时候没有对整个系统进行仿真分析，结果出现了共振的频率，导致零部件不停的损坏，这个是对于我们做技改方面一定需要注意的地方。第四个做技改设计是一方面，对于施工工艺也是一个非常高的要求，必须要保证工艺和设计一致性，才能够达到我们技改的目标。第五个有效运维评估，比如发电量、安全性如果自己做的话，自说自话，也缺乏点客观公正，事实上很多时候有必要邀请第三方给我们做一些评估。 另外一个就是我们现在做的重点增效的控制技术，增效的时候第一个我们也在想，如何去兼顾发电性能和载荷安全，这是我们需要考虑的，第二个如果说增加并网的时间，使用寿命如何去兼顾它，第三个在讲究低耗电的时候，如何去保证机组运行的稳定。第四个对风精度的时候，如何把我的偏航寿命匹配起来，因为偏航是有寿命的，不能无限偏航，风精度越高，普遍认为偏航次数就会越多，这个实际上也有点矛盾。第五个技改成本和电量收益，硬件上成本是比较低的，主要还是从软件和人力的成本，经济性是比较可控一些，但是前面几个如何去验证它。作为海装来讲现在开发了一个转矩控制，我们做转矩控制的时候，发电性，做载荷安全，要重新进行一个仿真，保证它的载荷安全。另外对起停控制，去保证它的并网时间和使用寿命，需要去做好这些兼容的保护。另外对于设备控制，一方面去减少它的自耗电，另一方面要通过一些冗余保护的措施，去保证机组的安全稳定运行，第四个是偏航控制，一方面要既要能够提高对风精度，另一个还能够不降低偏航寿命，这样才能够达到我们真正技改的效果。 接下来是在智能控制这方面，我们现在最新做叶片载荷监测系统，毕竟我们是主机厂，也不是做零部件的创新研发，行业很多都在使用它，但是我们来做主要是要去做它的独立变桨，但是作为我们在役机组而已，最主要的它可以做到我们降低极限的载荷，降低它的不平衡度，降低振动值，行业用的时候我们发现它也可以尽量提升一些发电量，这个也是有好处的，但是它的难点就是监测系统和主控系统一定要去融合进去，它才能够达到智能控制的目的，降低载荷，而这个设备监测系统本身它的测量准确性，我们在运用过程中发现了，它的准确性如何去验证它，这个是我们做机组技改的时候持续要关注的点，因为每个设备都有它自己的误差，还有我们施工的一些误差，这样如何保证它测量的准确性，如果测不准的话，我们后续对机组的机型校正可能就走偏了，就做的不对了。最后一个就是在测量准确的情况下，我们如何去对它进行一个校正，这些是我们做智能监测技术的时候应该关注的几个重点。在智能运维方面，现在提的比较多，智能运维主要是解决时间和效率的问题，因为它直接和成本是挂钩的，作为海装来讲，第一个是有健康寿命评估系统，这样可以做机组是不是可以延长寿命的评估，在运行过程中，我们有故障诊断专家系统，提高故障诊断的效率，另外作为主机厂家，我们有专业的工程技术公司，有专门备品备件管理系统，这样能够提高物资齐备性和到货及时性。另外对于我们做维护的时候有智能调度系统，这样帮助我们在后续的运维过程中做好更多计划性运维，这样可以减少发电量的损失。把它集成在海装的LIGA平台里面去，这是海装的最大平台，当然最终的目的都是为了降低全生命周期的成本，为业主增加更多的收益。 第三个我想简单介绍一下前面所提到的一些技术经济性，第一个是低效机组技改经济性的分析，我们之前做过一个技改，轮毂高度是70米，做这个低效机组技改的时候，首先要对机组运行的现状进行充分的分析，这肯定是第一步，第二个要对它的风资源再进行一个分析，第三个要做几个方案进行对比，做方案的时候，它至少要包括两个方面，一个就是方面就是它的可行性，这个方案到底具不具备可行性，能不能去做，还有它的经济性到底怎么样，值不值得我们去做，只有把这个做完了之后才可以决定做低效机组。这儿我简单做了一个对比，之前本来是93的机组，当时做了102和111两种方案，但是由于它的一些工况范围，还有塔筒高度的要求，这样它的成本和技术方案的难易度是差距比较大的，站在主机厂家角度来讲还可以做设备的回收和再利用，这个方面也可以为业主节省更多的技改成本，提高他的投资回报率，所以我们当时推进的是B方案，不管是从可行性还是经济性都是更有利于业主的。 第二个是叶片增效的技术经济性，做叶片增效的技术我们肯定要去按照海装标准化的流程，保证叶片增效的安全和有效，这个是我们现场施工的一些图片，对于叶片增效来讲，并不是说每一种技术方案都是适用于所有的机型或者所有的地区，它必须得根据不同的机型、运行情况、风资源的情况去进行对比分析，然后去选取最合适的一个技改方案。还有一个自己做的增效控制的技术经济性，第一个可以看到我们做了之后，它对风精度可以提升30%，这个是我们在现场做的测试的情况，此外不光是精度提高了，我们还能够把无效偏航的次数降下来，降到70%。我们做增效的时候，有提高并网时间，就发现了我们做了之后，它的低风速段发电时间的占比提升了27%，有一些我们做转矩和偏航，它可以提升功率曲线，理论发电量就可以提升1.5%到5%的区间范围以内，我们目前认为这是一个比较容易达成的目标。此外现在行业内，我们机组运行过程中，运行久了之后就会偏航，基准就不太准了，我们需要采用激光雷达去对它的偏航进行校正，我们也是利用自己机组的运行数据，对它进行一个分析，看看它的偏航误差到底是多少，固定偏差值。然后通过我们的一系列算法和激光雷达的测量值进行对比，发现它的准确率已经达到70%以上，而且整体趋势都是完全符合的，这样我们算下来，如果机组做增效技改，技术才能激光雷达，这样测试时间比较长，费用也是比较高的，如果直接采用自己的压倒算法，一方面设计周期大大缩短，另外它的成本也会大大的降低。而且做增效技改，单台机组容量越大，它的收益率还是更好的，就是经济性会更好，说明成本回收周期也很短，我今天的分享就是这些，谢谢大家。 （根据速记整理，未经本人审核）