鉴衡认证蔡继峰：新技术应用的关键是评估风险性
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。
CWP2019进一步加强了大会的国际化特色，组织了20余场精彩论坛和各类活动。其中，竞价/平价上网：风力发电创新技术论坛于10月23日下午在新国展召开。鉴衡认证风能事业部副总经理蔡继峰出席大会并发表主题演讲。以下为发言全文：
蔡继峰：谢谢主持人，谢谢大家。我是来自北京鉴衡认证衷心的蔡继峰，今天选这个题我就猜到会有很多人会提到一些新技术应用，确实要解决这个平价电价时代，我应该能够有收益，那一定是需要有更多的新技术应用进入。那么在这个新技术引入过程之中，可能是不是因为这个验证的不够充分，以及推广的不够广泛，可能会有一些风险，那么我今天围绕这个给大家做一个分享。这是主要三块内容，咱们先看一下背景，产业革命推动能源改革。第一次工业革命十八世纪六十年代，蒸汽机发明了就极大推动了化石能源的使用。到了十九世纪七十年代电分明了，然后内燃机也出现了，那这时间使的石油成为了主要能源。那么到二十实世纪的四五十年代，又发明了计算机，那它其实推动了全球化的进程，那在这个过程之中呢，对能源的需求就极大的被挖掘出来了，那这个能源的需求其实一直没有被解决。
然后到了当前二十一世纪，人工智能，大数据、物联网这些技术的发展，第四次工业革命已经悄然来临了，这可能是解决能源的一个可能的方式。那么对比我们的风机，我们早期1.0的风机就是大风车，那它是一个阻力性的风机，它的发电性能非常低。然后到了2.0，我们就发明了定桨失速风机，它没有主动的控制，但是呢也是升力型风机，它还是能够有一定的发电效率，然后到了3.0，这是我们主流的风机，变速、变大的风机，那它就已经能够极大的提高发电量。到了4.0时代，其实大家也知道，智能风机，我这几天在展台上也转了一圈，发现几乎所有的厂商，不管在智能方面有多深的造诣，都会提我们有一个智能化的风机在各个模块，但是那些模块我觉得都是非常有价值。
刚才提到的应用新技术，它的目的无非就是两个，他 降低成本提高发电量。那么我把现有的一些的技术做一个间简单的归类，第一类是关于叶片机动的性能的优化，这块是现在我做的比较多，有加装物流发射器，这通过破坏流动分离，那让这个能够有更长的一段的提升区，或者是家叶间小映，减少叶间出的能量交换，史叶间出也有足够多的胜利。那么增加前后原来这种径翼，相当于把弦长给家加长了，这块方式。另外一个是智能控制，那智能控制就免不了增加一些风传感器，增加各类传感器有加一个激光雷达就可以做行为控制了，加一个载荷传感器，那就可以做ITC的独资边变桨了，加塔架进功能检测那么我可以提前预支这个进风不够了，我可以进行一个变桨的动作，让这个处于一个安全的近空位置，或者是说对一些关键传感器的状态进行检测，发现它状态不正常了，或者说它一些螺栓的预警里不够脱落了，那提前可以做一些预盼。
另外呢就是随着分散式或者离机动区肯定越来越近了，就是环境环境友好性。现在也被逐渐提上这个日程新技术很迷人，但是它的会存在一个问题。我举一个例子，这个可能在一年前比较火热的一个话题，就是波音737发生了几起事故，后来查询说来是它的自动驾驶系统，权限设置不当，自己的权限比人工的权限更高，驾驶员没法及时敢干预这个工作，然后后来查下来，为什么没有发现这个问题呢，是因为美国联邦航空局在做这个审核的时候，他委托的那些技术人员，就是本身设计这套系统的人，自己查自己有盲区，很难把真正的问题发现。所以我们认为可能是这些方面，可能是需要另外一方来对这个技术进行一些评估把控。
于是呢鉴衡认证在这几年也做了一些研究工作，看怎么样来评价一项新技术合适。那么也做了一个实施规范，咱们看一些主要内容，从原理和可行性上。怎么是原理的可行性呢，第一看这一项技术，原理上是不是符合物理规律，比如刚才提到了叶间小翼，那它原理是对于叶接处会有留产浇灌，那么这样一来的话，它的压差就变小了，升力就会随之变小。那么如果我增加一个小翼，把这种流动交换可以阻碍了，那应该能够提高发电量。所以这个原理上是符合物理规律的，那是不是可行呢，那我们带看我这个小翼，这这个小翼能不能被造出来，能不能装在叶尖上，工艺上是不是具有这种可能性，那这是可行性评估。
现可行性评估的时候，有这样评估意向一定要定义清楚前提条件防止水电油的这种技术的产生，什么意思呢，如果一桶水，如果我加入一桶有油，同时在把它蒸发掉，那一桶水就会变成一桶油了吗，但这个技术没有任何意义，所以对它的输入条件我们要注意。再看一下这个效果评估，效果评估大家比较好理解，就是说从定性的角度，或者说定量的角度来看，它到底起了什么作用。对于这个机组来说吧，可能就是降低了多少载荷、成本，提高了多少发电量。但是在平价方法上这一块是最难的，因为现在受限于技术应用的广度和这个样本，可以这个要结合理论计算，说是仿真，实施验证等这些方式。在目前来看呢，最好的方式是通过理论或者仿真计算，在通过模型进行验证，在用仿真的模型来外推到各种各样可能的情况下，是最好的一种方式。但是实际上情况下可能这个验证也不是很充分，可能在某一些特定的条件下的他的验证，在某一些特定条件它有一定的效果。比如说在一个试验风电厂，这个风厂上它的效果怎么样是可以得到保证的，可能是这一类情况。
第三块是风险评估，这我觉得也是最重要的一个。因为新技术的引入，首先它会打破你原有的这个体系，它成为了原有体系中一环，那这一环首先它会有可能会失效，这一环失效了之后，对原有的体系会有什么冲击呢。第二这一环的存在对原有体系本来会带有什么样影响这都是需要评估的所以举一个例子，比如说叶片系统性能优化刚才提到那么多的，叶片系统机能优化，那它会带来什么样的问题呢，我想提高发电量，那我载荷一定会增加的，那载荷增加那我的这个整个风机系统是不是能够匹配，增加或者载荷。叶间小翼，刚才提到了叶间小翼，可以在叶间上装一个，那它会有什么样的问题呢，除了这个载荷增加之外，它起来还有一个问题接闪器，一般会一定有一个接闪器，如果你把这个东西消掉了，你重新把这个闪器装上，而且带把和原来的电路上要连通的注意。还有一个有一些系统是偶合的，比如说这个带加热的系统的时候又装上了涡流发电器，涡流发电器装上可能没问题，这个加热系统本来也没问题，一般装上之后我就明白了，我在加热溶冰的时候冰比较重，涡流发射器其实很轻的，是贴上去的，冰会伏在这个涡流发电机上，然后一甩把整个涡流发生器都带下来了，所以有这种形成下，你要考虑他们的偶合效应，这个很容易被忽视的。
其实技术成熟了，这个平价方法在1995年的时候，NASA有个白皮书，它是针对这个航空技术的一个评价，这一单它分了九个等级，我把它简单分了一个类，前三类是属于原理性的，中间三类是属于部件级别的，然后第七级别就是属于样机测试，就是属于我们主要的平价对象，如果它在成熟到八九这个级别的话呢，已经很广泛了，可能就不太需要做技术评估了。而在七以上呢，由于它不成熟，也不够成可以评价的这个程度。
接下来做几个案例的分享，其实在相对来说早期，大家可能会比较，会听到各种风厂的改造，也会提到改造的效果，这是一个其中的案例，这个案例呢是加装了叶间小翼，同时又化了各种策略，另外把翼尖我们刚才技术的提升到了150这个一个程度，这是他的环境条件。当海改造了之后呢，我对这个叶片气动参数进行了收振，重新建一个这个模型，另外关于这个控制器呢，我们也做了测试的验证，下面这两张图，是测试验证的比对图，可以看到新功能器和新的技术表新还是比较符合的。那在这种情况下呢，又选出了两台比较额恶劣的极机位，做了载荷分析。由于这个风厂的这个环境条件，相对来说还是距离设计着还是比较远的然后比对下来发现只有一个地方有超。就是这些这个极限载荷在塔低处的弯矩超了3.7%，那这一部分当时塔架设计呢也有一定的预估，所以后来负荷完之后，发现3.7还是安全的，那么这个机组的安全性得到了保障。要看一下效果，效果评价其实有很多方法，每一个方法都有它的一些缺陷，纵向比对、横行比对是最常规的两个方法，第一是跟自己的历史比，第一是跟自己的附近的比。那比对量有这个发电量和功率权限。发电量比对呢它可能会受到环境的影响，去年的风比今年的风不一样，今年如果发电量好了，可能是今年的风好了。那功率曲线呢就能够去掉这种误差，但是它有一个问题，我其他方面的提升我看不出来了，我可利用率高了，这就看不出来了，我的天限电时间也变短了这个也看不出来了。这是方法有缺点，那我们这个可案子中呢，用的还是纵向和横向相结合的方式，也用到了发电量和功率曲线比对。
然后首先第一步还是会选择这些这个标杆技术，标杆技术就是要选相关性好的那些机组，来作为一对这样，横向比对才更有意义。右边这个图呢，这个红色的越红的地方是不是相关性越好，越蓝的地方相关性越差。然后这个简单可以看出3号机组它的相关率最差的，我们会在第一轮计算的时候，会把3号机组给剔除，然后在重新在做这个相关的图。直到相关的系数都大于0.8以上，就是像我们这么做的，0.8以上，就把这个机组留下来了。
这是最后一个比对结果，左边是发电量法的比对，右边是功率曲线法的比对，然后可以看到这两个方法的结合还是比较接近的，一个是4.3%，一个是3.4%。这个功率曲线比对法的时候可以看见这个，哪怕没有改造的机组看这个参数，哪怕没有改造的机组，去年的这个功率曲线和今年的功率曲线都会有1%左右的提升，所以正是因为，这是说明了这个机组本身的改变，所以一定要有这种方法来把这种误差给踢掉。
其实我们也是在思考，改造这种方式来看它的效果的时候，为什么很难都有这样问题，其实最本质的一个原因是因为一旦改造了，就是它的机组不见了，但是我们还想要，如果它的部分改造是什么情况，拿它做对比，一个消失的东西去对比。那这里呢我们也想借鉴数字双胞胎技术，他虽然不在了，但是它的数字双胞胎还在，这个也是思想。但是这么做的时候提前做改造之前我需要把它的数字双胞胎的兄弟给 建出来，建的方法主要是还是临近机组，在历史周期中，找到那些临近机组了，从通过不同风速，不同风向，不同功率下来建他们之间的相关的性函数。通过这个相关性函数，来确定这太台机组，相当于说这台机组的放发电量用周围的这些机组来进行预测，这时候在把这两机组改掉，用新的数据来做这个比较就好了。不过这里面最大的难点就是，如果用这种方式的话，其实整机企业、业主、改造方提前就要把这个方案给相好，他需要比较多的历史社会的积累的，这是一个比较困难的地方。这是我们当时在做一个其他技术评估的一些测试比对的一些结果，首先这个是降噪技术，因为噪声和噪声有一个理论公式，有一些噪声跟转速的二次方程相比，有二分组上成为正比，也有三次方成正比的，有一些理论公式，然后通过理论计算和实测的噪声做这个比对。右边是一些起动性能优化的前后的比对结果。
这是目前我们已经评价过了，因为这一套评价方法我们现在还一直在摸索和改进阶段，但是其实已经历时了，从2017年初已经开始了，已经有两三年的一个积累了，平价了十几个技术吧，有一分机动性能提高的，差长尾圆小翼，变节层控制，最优桨距角寻优，然后有降噪的一些技术，有降低能耗的一些技术，还有一项单独提一下这个，人工本地过速保护控制器，就是防止运维人员在机仓里屏蔽振动，或者屏蔽一些故障，他就沾装在那个轮毂里面了平时体现不了，这也是一个提高安全性一种手段吧。
最后对我今天讲的最后总结，因为时间关系。其实在新技术运用的时候，这些安全性风险尤其值得关注，另外可能作为技术的提供方，他或多或少都有一些水分在里面，就是说这个，我们说效果有怎么怎么样好，是它的在某些案子中可能真的很好，但是这是再一个比较理想的环境下，实际上情况下肯定并没有达到那么好的水平，那这样对我们项目的投资和分析还是比较有值得商榷的。亮点还是说针对这种评价，必须有第三方来进行，波音就是一个深刻的例子。我今天要讲的就是这些，谢谢大家。
（根据演讲速记整理，未经演讲人审核）
