中车永济电机副总工段志强：风力发电机技术与发展趋势
2018年10月17日-19日，2018北京国际风能大会暨展览会（CWP 2018）在北京新国展隆重召开。本次大会由中国可再生能源学会风能专业委员会、中国循环经济协会可再生能源专业委员会、全球风能理事会、中国农业机械工业协会风力机械分会、国家可再生能源中心和中国电子信息产业发展研究院（赛迪集团）六大权威机构联合主办。
中车永济电机有限公司副总工程师段志强在“风电机组大型化技术论坛”中发表主旨演讲。 |
他在演讲中表示，对未来近期技术发展趋势的理解，现在可以做的事情有三方面：第一个就是分瓣技术，各个技术侧重点不同，但是后期现场安装技术研究是现在要重点关注的，第二个就是高功率密度电机研发，关注客观条件的限制，第三个就是电机智能化研究，将来可能会和主机厂一块合作设计发电机，对电机运行状态进行更全面的监控，来避免故障之后做修补。
以下为发言实录：
米兴社：大家好，我是来自中车永济电机有限公司的米兴社，我今天交流的题目是风力发电机的技术和发展趋势。主要是分四个部分，第一个部分我简短介绍一下我们公司，公司是1969年成立的，现在是中车旗下的一级子公司，目前有一千多员工，其中高技能人才占比大概在60%以上，我们主营业务主要涵盖是轨道交通和能源装备这两个大领域，具体的分支主要有咱们现在熟知的高铁、动车还有我们现在的城轨，风力发电、工程机械、矿山机械等等这些行业。
每年可能整个交通和能源装备产能大概在22000余台，风能大约在4500台，截止到目前我们统计是在国内外目前装机风力发电机的数量是25000台，应该是36个GW，这是我们公司大的板块，轨道交通是我们公司主营业务，第二个大的板块就是风力发电，这一块产值目前已经超越了轨道交通，当然我们也是在电力电子工程机械也有自己的产业。
第二个方面，我们公司今年刚好是20年，1998年开始做的国内第一款600千瓦的电机，随后我们从（龙兴）到双馈后来的直驱，现在功率等级是600千瓦，今年6月份，我们给国内某主机厂提供了7.6兆瓦的风力发电机，大概在前天已经组装完成，现在在珠海即将吊装。
整个应用环境包括了高海拔，低风速、高温等等国内整个风电应用环境，机型我已经介绍过了，冷却这一块有两大，一个是空空冷，第二个是空水冷。这是我刚才介绍过公司现在风力发电机供货量，一千多个分厂，这是公司发展历程，我不赘述了。
这一块我大概介绍一下，大概从目前为止，我们产品大概有这么几个平台，第一个就是现在保有量最多的，我说的保有量是在线运行的1.5兆瓦的平台，里面包括给国内当时做双馈电机的东气，还有一个是提供定制，2.X这个是我们主控机型，包括双馈，龙型，龙型刚刚做完实验，现在大概有5台3兆瓦，应该运行8年了。在3.X平台上有双馈，高速永磁技术路线。
下面我重点介绍一下5兆瓦以上的情况，在2012年的时候我们给国内某主机厂提供了5兆瓦，现在正在研制一款是6兆瓦直驱，这个是在山东的基地，可能要进行制造。然后刚刚介绍过的最后一款7.6不详细介绍了，在此也可以和大家交流一下，从去年开始和国内有三家在做9兆瓦的技术方案，有一家已经签了技术协议了，可能在明年我们产品会完成样机试制。这是我们一些主要客户。
第三部分我介绍一下中车永济关于风力发电机技术的自我认识，这是我们公司现在自己设计开发的平台，我们把它叫做基于全生命周期的前面都介绍过类似的概念，我大概介绍一下。也是秉持整个全生命周期的输入，我们从市场分析、设计分析、所有的分析在送评审的时候进行表单式的细化，我有一个初步的方案，在方案评审阶段我们要做电磁、结构、流厂等等，等输出、评审之前我们还要对方案评审里面所包含的工艺评审、成本分析，最重要的环节我后面会介绍，我们对相关部件试验验证进行大量的验证，完成样机制造和验收。
第一个就是对双馈电机这个硬力测试，整个双馈电机几个大家都知道，作为一个绕线式的电机来说最大的难点在这一块，我们前期做的可能是计算、仿真，但是实际上对它工作状态的测试可能前期是萎缩有欠缺的，所以我们要在仿真基础上进行实际的比对，然后寻找到塔值，逼近设计精度的提升。第二个是对整机还有模态的仿真和测试，这个不详细介绍了。
这一点我再介绍一下，不同工况下的电流测试，这个输入条件比较多，包括功率不同，我们炭刷技术变革每年都有，还有单端接地还是双端接地，还有机舱环境，由于长时间运行炭刷的堆积，对电流也是有很大的影响，综合以上因素我们进行试验验证，然后采用我们自己专利的一款配普通轴承的方案，来实现轴承对轴电流有效的抵御，我们无法消除产生，但是可以堵和泻，保证轴承可靠运行。
这个是我们在整个宽屏域震动测试，对前后两端从水平垂直到成像有6个，到整个转速下降过程中对它轴承的位移、速度、加速度的测试，绝缘不详细介绍了，刚好这次我们中车也是带了好几款模型过来，如果大家感兴趣欢迎大家去展台交流，包括绝缘的测试。
整个绝缘系统还是依托于铁路设计平台，也是中车永济公司核心的技术，可靠性这一块和我们公司的技术中心下面还有一个部门一块在中车有一个立项，想在铁路方面成熟的技术到风电可靠性技术提升上面。这里面都是一些可靠性的方法，大家可能都比较了解。
最后一个技术，我们这两年一直往前推的，整个发电机的故障预测和发电机的管理，我们刚刚说过25000多台电机在线运行数据，但是比较遗憾早期机组，刚开始对这个振动数据没有现在这么全面，现在我们有CAM系统的引入，对有的数据反过来指导我们，通过建模现在公司有一个大的产品运行数据库，反过来指导我们的产品设计，这是大概的模型和想法。
最后一部分我简短地来谈一下我们对未来近期技术发展趋势的理解。第一个方面我觉得现在可以做的有三方面的事情，一个就是现在大家都知道分瓣技术，各个技术侧重点不同，但是这一块现在后期现场安装技术研究是我们现在要重点关注的，第二个就是高功率密度电机研发，这个对客观条件的限制，我们要做的研发重点。第三个就是电机智能化研究，在整个电机将来从发电机是我们自己设计的，将来可能会和主机厂一块合作，对我们电机运行状态进行更全面的监控，来避免故障之后做修补，这是我们目前做的一些工作。
好，谢谢大家。
