大云網(wǎng)訊：回顧十年風電的進化史，在那用關(guān)鍵部件定義風機的時代，遠景在成熟的雙饋概念和供應(yīng)鏈體系上，運用先進的控制技術(shù)和精湛高效的系統(tǒng)集成技術(shù)為中國市場量身定制低風速智能風電機組。然而今天，你是否發(fā)現(xiàn)由領(lǐng)軍風電整機企業(yè)所發(fā)起的，那些已經(jīng)到來和即將到來的關(guān)鍵部件技術(shù)正在穿透既有的產(chǎn)業(yè)鏈壁壘，風電供應(yīng)體系下的產(chǎn)業(yè)集群正在以新的形態(tài)演進甚至更迭，風電部件供應(yīng)鏈已進入價值重構(gòu)和再分配的時代，由此帶來的更低度電成本將為整個行業(yè)帶來全新的發(fā)展機遇。
 
在12月1日舉行的“第三屆遠景能源技術(shù)高峰論壇”上，遠景能源副總經(jīng)理王曉宇博士表示，領(lǐng)軍的風電整機企業(yè)有責任要開創(chuàng)一個新時代，而時機已經(jīng)到來，關(guān)鍵在于是否看清行業(yè)的本質(zhì)和趨勢。
 
回到公司成立的2007年，遠景看到了什么？
 
那年，整機廠商大多像搭建高級積木一樣組裝風機，讓人想起早年“攢電腦”的中關(guān)村，這是市場呈現(xiàn)的一種典型性現(xiàn)象。可遠景認為，這種圖示組裝模式難以出產(chǎn)適合中國風況特點的產(chǎn)品。正是看清了這一點，遠景才在全球整合風機設(shè)計人才，聚焦于系統(tǒng)集成和核心控制這兩大技術(shù)上，通過打開風電控制的黑匣子，將關(guān)鍵部件集成于整機系統(tǒng)，向市場呈現(xiàn)一款又一款真正適用于中國風區(qū)需求的風機產(chǎn)品。
 
正如王曉宇博士總結(jié)的那樣，在公司創(chuàng)立后的十年間，遠景戰(zhàn)略非常清晰，前五年，應(yīng)用成熟的雙饋技術(shù)路線和已積累了足夠多經(jīng)驗教訓的成熟供應(yīng)鏈，通過核心控制、系統(tǒng)集成技術(shù)的演進優(yōu)化，進而不斷推出更加適合中國風電區(qū)域市場的新產(chǎn)品，引領(lǐng)中國低風速市場的持續(xù)發(fā)展。




實際上，2010年遠景就意識到，僅僅聚焦于系統(tǒng)集成和軟件控制技術(shù)以及外購知名品牌的關(guān)鍵部件，盡管可以始終保持風機產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性，但難以滿足持續(xù)推低度電成本的行業(yè)需求，唯有可持續(xù)的風電發(fā)展方式才可破局，這也是遠景為什么執(zhí)意要打開關(guān)鍵部件黑匣子的用意。此后的五年多時間，遠景先后打開了變頻器、變槳、葉片、發(fā)電機和齒輪箱等關(guān)鍵部件的黑匣子。這意味著，部件核心技術(shù)穿透了風電供應(yīng)鏈，被改變甚至重塑的不只是產(chǎn)業(yè)鏈，風電整機性能和可靠性也會躍上新臺階。
 
以業(yè)內(nèi)熟悉的變頻器為例，據(jù)歐洲風能協(xié)會（EWEA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在風機各部件故障率占比排名中，變頻器位居前列，這與遠景早年外購國際知名供應(yīng)商的變頻器故障率占比大致相同。究其根源，這是變頻器黑匣子導致的一個結(jié)果，由于技術(shù)是黑匣子的緣故，主機廠無法根據(jù)變頻器所在的塔筒小環(huán)境和風機內(nèi)外的大環(huán)境建立流體、熱仿真、并網(wǎng)等與其性能相關(guān)的分析模型，其可靠性就打了折扣，而供應(yīng)商在設(shè)計變頻器時不但缺乏足夠的風電場場景，也無動力去做更適合應(yīng)用場景的優(yōu)化和改善工作，這就不難理解為什么變頻器故障率占比居高不下。



以2.5MW風機變頻器為例，當初市場上只能買到水冷變頻器，問題是水冷變頻器漏水，影響風機的可靠性，而風冷變頻器不僅成本低，且可靠性更高，也更適用于中國風電市場，若要設(shè)計這樣的變頻器，其挑戰(zhàn)在于必須要將塔筒環(huán)境、風機環(huán)境等因素進行系統(tǒng)性考量，更需要設(shè)計工程師對風機和變頻器產(chǎn)品的機理有深刻的理解，否則，就難以設(shè)計開發(fā)出高性能可靠的風冷變頻器，而遠景的頂級人才正好可以解決這些挑戰(zhàn)，所以大兆瓦容量的風冷變頻器在遠景應(yīng)運應(yīng)時而生。
 
數(shù)據(jù)可以說明遠景變頻器的質(zhì)量和性能上的可靠性。2014年，遠景設(shè)計開發(fā)的變頻器導致的停機平均1年2 次，到了2017 年，遠景變頻器導致的停機平均3年才有1次。到今年10月，遠景變頻器累計出貨5382臺，應(yīng)用于全國各地的風場，更重要的一點在于，遠景通過掌握包括所有軟硬件設(shè)計在內(nèi)的變頻器產(chǎn)品全部知識產(chǎn)權(quán)，然后通過發(fā)包給類似富士康這樣的代工企業(yè)生產(chǎn)，不但大幅降低了變頻器的采購成本，也重塑了變頻器供應(yīng)鏈，這表明這一鏈條上的價值重構(gòu)和再分配是可以做到的事情。
 
從方法論的角度看，用變頻器核心技術(shù)穿透供應(yīng)鏈背后的邏輯在于，遠景不僅僅將變頻器定位成一個實現(xiàn)電能變換的獨立子部件，而是更多地考慮如何使其幫助提高整機的系統(tǒng)性能和壽命，以全局來優(yōu)化成本構(gòu)成。此后，遵循這樣的方法和邏輯，遠景打開了變槳系統(tǒng)的黑匣子。


業(yè)內(nèi)知道，在風機子部件系統(tǒng)中變槳系統(tǒng)故障率占比較高，尤其軸承開裂失效是近兩年常見的痛點。本質(zhì)上看，這也是一個和整機受載相關(guān)的系統(tǒng)性問題，比如軸承外圈、保持架開裂失效，不僅涉及軸承的本體設(shè)計，也與螺栓孔的應(yīng)力、輪轂系統(tǒng)的剛性、葉根與輪轂的平面度等因素深度關(guān)聯(lián)，如此系統(tǒng)性的問題期望軸承廠家予以解決不現(xiàn)實，即便是國際知名的軸承廠家也難以做到。
 
正因為看清了這一點，遠景早在幾年前就開始用關(guān)鍵技術(shù)穿透變槳產(chǎn)品的設(shè)計了，而且已經(jīng)演進到了第三代產(chǎn)品。今年5月，由遠景開發(fā)的驅(qū)動器為核心技術(shù)的最新一代變槳系統(tǒng)樣機在安徽風場并網(wǎng)運行，這一應(yīng)用還擴展到偏航系統(tǒng)，提升了偏航系統(tǒng)的響應(yīng)和控制的柔性，實時監(jiān)測、診斷變槳軸承和葉片健康情況的智能算法也已得到實際驗證，已成為遠景機組變槳驅(qū)動器的標準配置功能。
 
到2017年6月30日，在遠景所有運行的風機中，配備遠景設(shè)計變槳系統(tǒng)的風機約占60%，預計這一占比在2018年將提升到80%以上。類似變頻器的設(shè)計開發(fā)模式，變槳產(chǎn)品也是通過掌握變槳系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計的知識產(chǎn)權(quán)，再通過標準化、流程化的方式發(fā)包給代工企業(yè)生產(chǎn)，促使遠景變槳系統(tǒng)成為中國市場上可靠性和性價比最高的變槳系統(tǒng)。



與變頻器、變槳技術(shù)穿透不同，遠景在葉片設(shè)計技術(shù)上突破了傳統(tǒng)的葉片理論，將直升機旋翼設(shè)計中使用的自由渦尾跡方法應(yīng)用到葉片的設(shè)計中，不僅使葉片最佳捕獲段的氣動效率提升5%以上，也改變了傳統(tǒng)葉片設(shè)計中對剛度制約的上限，測試結(jié)果表明葉片整體剛度提升了10%。對行業(yè)而言，一個重要的價值在于，遠景葉片翼型是針對中國風電場特點的定制化設(shè)計，其抗污染、低噪音以及更優(yōu)的氣動性，不僅實現(xiàn)了機組的最優(yōu)發(fā)電性能，整機成本也下降了10%。
 
與提升機組發(fā)電性能和降低成本相關(guān)的技術(shù)定會成為整個行業(yè)的高光點。遠景發(fā)電機和齒輪箱的核心設(shè)計技術(shù)給這兩個領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈價值重構(gòu)帶來了深遠的影響。
 
遠景用數(shù)字引擎技術(shù)打開了發(fā)電機的黑匣子，將發(fā)電機的設(shè)計和運行置于風場的風頻分布場景，通過整機系統(tǒng)的優(yōu)化挖掘發(fā)電機沉睡的潛力。在硬件上，改進發(fā)電機的短板部件，這樣即使在提高整機輸出功率的情形下，仍可以保持變頻器機側(cè)轉(zhuǎn)子電流不變，正是無縫傳動鏈提升了整機的功率效能，總體損耗比常規(guī)發(fā)電機損耗減少約20%，整機年發(fā)電量可提升1%。



相比于改變發(fā)電機生態(tài)鏈的訴求，遠景掌握穿透齒輪箱設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)是基于風電發(fā)展趨勢的研判。從現(xiàn)實看，即便是主流齒輪箱供應(yīng)商，由于缺乏使用場景，其齒輪箱產(chǎn)品跟不上高塔筒、大風輪風機對大速比、高扭矩齒輪箱的需求，而遠景通過其最為擅長的全球頂級人才的資源整合優(yōu)勢，解決這一關(guān)鍵部件的技術(shù)需求所面臨的諸多挑戰(zhàn)，設(shè)計出產(chǎn)了高出行業(yè)產(chǎn)品20%變速比和10%至15%功率密度的2.XMW齒輪箱，這不僅為結(jié)構(gòu)件、葉片和發(fā)電機降本提供了可能性，也擴大了機組發(fā)電風速的區(qū)間，進而提升了低風速風電場的發(fā)電量。



一直以來，成本和價格都是風電行業(yè)的熱詞。2012年的風電設(shè)備降價潮仍讓人心有余悸，甚至是揮之不去的痛。在王曉宇博士看來，2012年的降價潮是“三北”地區(qū)市場急劇萎縮、風電設(shè)備同質(zhì)化嚴重、整機廠沒有掌握風機關(guān)鍵部件核心設(shè)計能力，而又片面追求關(guān)鍵部件國產(chǎn)化降本，以及低價惡性競爭導致的結(jié)果。而今年發(fā)生的降價趨勢，是在行業(yè)經(jīng)歷近幾年中國低風速市場成本倒逼、產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)化調(diào)整以及已經(jīng)逐漸形成的一個相對健康的風電供應(yīng)體系下形成的，與2012年的降價不可同日而語。
 
遠景認為，新的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)集群重構(gòu)是中國風電行業(yè)發(fā)展的必然選擇，風電產(chǎn)業(yè)的升級已是能源發(fā)展不可阻擋的趨勢。其背后的邏輯在于，用技術(shù)穿透供應(yīng)鏈將改變?nèi)藗儗θa(chǎn)業(yè)鏈的傳統(tǒng)認知，正如遠景掌握關(guān)鍵部件的設(shè)計技術(shù)，并非要做傳統(tǒng)意義的全產(chǎn)業(yè)鏈，與部件供應(yīng)商更不是“有你沒我”的關(guān)系，而是要通過關(guān)鍵技術(shù)的穿透推進風電產(chǎn)業(yè)升級。越來越多的關(guān)鍵零部件供應(yīng)商已經(jīng)開始主動將自己的部件設(shè)計深度融入到風電整機企業(yè)開放的系統(tǒng)設(shè)計平臺，迎合風電產(chǎn)業(yè)升級的大勢所趨，在先進整機企業(yè)的引領(lǐng)下，這個趨勢愈發(fā)明顯。實際上，風機整機的可靠性是無法單純靠零部件供應(yīng)商來完全保證的，隨著風電產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展階段的加速到來，現(xiàn)實越發(fā)凸顯了這一點。
 
未來的風電產(chǎn)業(yè)供應(yīng)體系類似汽車產(chǎn)業(yè)中整車企業(yè)和其零部件供應(yīng)商的關(guān)系。但目前，“相比整車企業(yè)掌握的技術(shù)和能力以及他們在產(chǎn)業(yè)鏈條中發(fā)揮的作用，風電整機企業(yè)還需盡快提升核心技術(shù)的穿透力。”王曉宇博士相信，“領(lǐng)軍風電整機企業(yè)通過技術(shù)能力穿透現(xiàn)有供應(yīng)鏈，就此實現(xiàn)重構(gòu)全新、更高效供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)集群的那一天已經(jīng)不遠了。”