12月21日-22日，由中國可再生能源學會風能專業委員會主辦的第二屆風電設備質量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。
維斯塔斯技術部經理孫樹偉出席會議并發表了題為“風電設備可靠性的三重境界”的主旨演講。
以下為發言內容：
孫樹偉：大家早上好，我是孫樹偉，來自于維斯塔斯中國技術部。很遺憾昨天因為時間關系我沒能來到這個會場，但是通過報道知道第一場是康教授做的，關于可靠性的長達一小時的演講。其中提到可靠性的理論，來自于二戰時期，但是在我來看還可以再往前推一點，在我們中國秦始皇就開始有可靠性了，那會兒要修長城，最看重的就是質量和可靠性，修不好就殺頭，殺不好就死人，死人就有人哭，一哭長城就倒了。到今天為止，長城還在，但是秦始皇不在了，今天來看長城的質量可靠性還是非常好的。
今天我演講的題目是風電設備可靠性的三重境界，王國維大家熟悉中國歷史的都知道，他是清末明初的國學大事，很理想主義的人。他說做學問，做人的過程中存在三重境界。我們理解的三重境界，第一重風機設計的可靠性。在風機廠家自己的責任身上，本身的質量如何，你對可靠性如何理解，如何把控，如何設計。第二重，風電廠的設計和建設施工的可靠性，這個時候就要牽扯到業主，相關的利益方進來。這個時候即使我設計了一個很好的產品，但是應用到不合適的，或者說不準確的風電場里面，建設施工過程中本身就有質量問題，得到的也不會是可靠的風電場，也不會有風機的口碑。最后一個，運維的可靠性，同樣的風電廠有專業人來運維，以及不太專業的人來運維，對于利用率、故障率會造成多大的影響，作為業主都會有比較深刻的體驗。
對維斯塔斯而言，設計生產高效可靠性的風機，確保20年不給客戶帶來運維成本。好比說我們坐飛機一樣，大家都期待平穩落地，沒人為了省500塊錢，坐少引擎的飛機，大家都會很看重可靠性。對維斯塔斯而言，我設計這個風機并不是賣給你，要長久的做生意，建立伙伴關系。在前期盡量的做到最好的都做到最好，怎么實現呢？
第一步積累，維斯塔斯在風電行業做了35年了吧，積累了豐富知識。理論來源于實踐，但是實踐好多時候是先于理論的，好多時候大家都是自發自覺的做一些事情，同時風電領域，最開始誰也預料不到今天，但是這個過程中，我們積累的知識是可以用到今天的。
第二步，在世界各國不同環境下裝機的經驗。
第三步，基于成熟的基礎創新和漸進式的技術研發。關心維斯塔斯的人都知道，維斯塔斯生產產品的速度比較慢的，相對于我們國內企業來說，確實非常慢，就像烏龜一樣的速度。為什么研發這么慢，并不是說沒有人，沒有團隊。是因為他的測試和認證流程，有一個固定的期限。無論是五千年前還是今天，人懷孕都得10月生孩子，沒有人說今天大數據，物聯網，5個月就能當爹。
維斯塔斯做產品，大部分的核心部件和核心系統都由自己測試，這是整體研發，這樣的好處就是我們了解各個部件，了解自己的產品，更了解這個產品未來可以用在什么地方，哪些地方有問題。
這是我接下來要詳細講的測試和產品驗證，最后關于生產過程保障質量，維斯塔斯合作供應商，維斯塔斯有自己獨特的認證體系等等。簡單給大家看一下維斯塔斯裝機，分布在全球76個國家和區域，維斯塔斯的風機是裝在世界上許多不同的國家，不同的區域。在這其中37個國家和區域，都是由維斯塔斯首先開發，幫助國家開啟了風電事業的開端，包括中國。在這過程中，我問了一下，裝在最北邊的風機是在哪里，在挪威。基本上有人的地方都有我們風機的足跡，我又問了另外一個問題，我們裝過的風機最熱最冷的地方有多少，最熱45度，最冷的47度的風機。通過這些圖和數字想告訴大家，風機本身應用環境是非常復雜的，既有那么高的海拔，還有那么冷酷的環境。怎么確保風機的可靠性，面對這個挑戰，介紹一下維斯塔斯關于可靠性的策略。
所有的維斯塔斯風機在研發之初都要經過一系列的測試，維斯塔斯關注的價值鏈和行業內大部分廠家都是一樣的，從開始的產品設計到測試驗證，參與客戶項目選址，零部件采購，生產，運輸，施工，一直到最后的運營和維護。一個合格靠譜的可靠性戰略才能帶來一個可靠性的產品。
全球化的測試中心，像圖中看到的這樣，我們有世界上最大的團隊，差不多150名工程師，有70個獨立的測試單元和超過3萬平測試場地的面積，面積指的是室內的面積，丹麥和美國加起來有20個測試場地，場地都是專門選過的，符合標準的，可以和GL、GH、TOA相互合作，直接到場地進行測試和認證的。也就是說，只要你設計好的風機把他加工出來，相關國際團隊就可以直接開展測試和認證，這是我們積累了比較多的場地。
第二個在丹麥，在我們看來是小城市，但在當地的第二大城市。維斯塔斯的家鄉，在這個地方我們有一個非常大的測試中心，就在維斯塔斯總部大樓地下一層，如果大家可以去維斯塔斯參觀的話，可以看到。在這里我們會做許多核心部件的測試，包括發電機，變頻器，電器性能，原部件材料，軟件系統，這是比較大的測試中心，在這里可以得到非常多的關鍵信息，尤其在設計之初，早期，產品的升級迭代，都要先去這個地方進行測試。另外比較重要的關于葉片的測試，我們在英國有一個葉片測試中心，這是全尺寸的葉片測試，最長的時候，現在測過的是維斯塔斯80米長的葉片，可以做全尺寸的測試。除此之外也可以做分段測試，其實真正做測試大家知道，不可能真的每一次都拿著80米，或者70米的葉片就測，測壞了不行再重新生產這個，這個成本是非常高的，也不是科學高效的辦事方法。所以有的時候我們會把葉片分段，分截，把其中的一截做小部分的測試。
在印度有一個比較小的測試，主要是測的零部件，包括偏航系統的測試，還有軟件系統。這是我們在全球的測試中心大概的分布和相關的內容，我們關注五個方面，第一個功能性，有沒有達到預期的功能。第二性能，跟功能是一樣的，第三個健壯性，第四可靠性，第五適應性。整個測試流程來說從一開始原件到關鍵部件，到大部件，再到系統測試，再到整個系統的集成，最后到原型機以及到最后的量產，整個過程是這樣的。比較重點講一下的就是下面四個，第一個部件測試，我們會測超過20種測試，測發電機，葉片，變頻器，控制系統，軟件系統，所有這些都要一一的測，這主要是在丹麥。前面提到了，測試廠址主要就是丹麥，所以這塊兒是最方便的，第二部分系統測試，我如果說保證每一個零部件都是好的，我把零部件組合到一起是不是還是好的，每一個零部件都能達到自己這一小部分的功能，組成一個整體，看能不能達到一個整體的功能，不是我認為可以就可以的，這個需要做系統測試。
做系統測試的時候，包括整個風場的控制系統，葉輪，輪轂，冷卻系統，溫度控制系統，對這些測試是為了進一步確保核心的系統，能夠完美的發揮他的性能。最后有系統之后，整個做集成，從全面主軸承到齒輪箱到發電機，都要放進去，包括變頻器，用發電機和變頻器做控制的測試，包括電網合規性的測試，這些都要去做，除了沒有裝葉片之外，其他的能做的都做了。這個時候，因為你已經把整個機艙都做了測試，這個時候裝上葉片就可以做相應的實驗場地。好多東西你不把風機豎起來是沒法測的，你只有把他真正立在那兒去做了才能知道。所以做一些運營措施都是原型機去做，我們有很多豐富，可以選擇的場地。
測試能力的話，每天可以做超過1500小時的測試，這是因為我們有比較多的測試中心，所以現在有比較大的測試能力，開展很多工作。可以看到2017年，我們測試的小時數已經非常高了，在整個測試過程中，基本上可以分為四個階段，第一階段關于樣品測試，比如說我用了什么樣的新材料，或者說復合的材料，或者新的供應商的材料，以前從來沒有跟他接觸過，需要對他測試。這個時候測試就是說白了把他搞廢了，想知道這個材料最終壽命在哪里，極限在哪里，這是第一步，樣片零部件全壽命測試，第二加速疲勞測試，現在我們有很多豐富的理論，可以幫助我們進行轉化，其中一種途徑，做等效的變化，比如說我在測試中用更高的機械數據，或者用更極限的，跟超過他設計情況的測試條件測試他的壽命，然后我再去反推他在正常的壓力下，正常設計范圍內他的壽命是多少。這個時候想知道他的可靠性以及模式，在什么樣的情況下會發生斷裂，發生破壞。
第三個，做多環境下加速的壽命測試，這是因為什么呢？我們前面提到了，有很多風機，裝在不同的環境和區域，在不同環境和區域下，現場情況是非常不一樣的，我們要把現場的信息帶到測試中來，把參數和環境加進去，再加上疲勞壽命測試，最后一個，測試一些極端的情況，在極端變化的情況下，包括溫度振動，看看零部件會發生那些四退化或者疲勞，以及不可預見的故障等等。所有這些都是為了確保在風機早期，通過測試手段找清問題，以及摸清楚這個材料部件，這個系統，以及這個風機的極限和設計的標準到底在哪里。
維斯塔斯的測試環境，不是仿真的，模擬的現場數據，而是所有數據就是現場的數據，比如說我們在瑞典裝的風廠，氣溫是多少，風速是多少，我們在測試的時候，都會把這些相應的信息，直接輸入進去，考察系統，主軸承能否接受住測試。維斯塔斯有77%的風機，都在我們運營監控范圍之內，尤其在國外。20年或者25年的運維合同是非常常見的，做全生命周期的運維服務對維斯塔斯也是受益匪淺。
關于測試的話，基本上就是介紹這些。第二重境界，風電廠的設計和建設，前面舉了一小部分，維斯塔斯通過自己的努力，建立自己的測試中心，測試系統，不斷檢驗自己的風機。到第二步，就開始和設計院業主相互合作，我們相互合作進行設計和建設，設計的話，在評估方面，維斯塔斯有自己的超級計算機，這是第二代，上一代的產品也是非常領先的，已經升級了，速度和運行的能力更強，這塊我們可以開展很多工作，比如說維斯塔斯從2008年自己做的VSU，這是一個平臺軟件，但是這個軟件只在維斯塔斯內部用，到目前為止沒有和別的業主共享過，因為他后面集成了做評估東西，他是經過認證的，維斯塔斯自己的風機做玩樂評估報告，是直接認可的。這就是維斯塔斯為什么在載荷方面做的比較好，第一由量變轉變成質變，第二個通過合作，認可了流程和方法，在這種情況下，維斯塔斯可以很充分的做評估和判斷，而且這個評估和判斷是非常有權威性的。下面這個圖，這個也是很好的開展了，維斯塔斯是分級的，不同的地形，海上的，或者極端，森林都是不一樣的。
很多第三方公司都有這個功能，大家都有，只是介紹一下，當時還領先，現在大家都有這個功能了。最后一個關于電氣設計，這塊兒比較領先的，維斯塔斯在新加坡有一個專門研究電網的團隊，這個團隊參加了歐洲和美國標準制定，以及幫助標準的修改和制定都參與了，國內的話，關于電網規定和標準升級，相對來說是比較保守，或者是比較緩慢的，需要綜合考慮各方的利益，最后才能制定出來大家都滿意的電網規定，這個進展不大。我不是這方面的專家，也不可能像張博士介紹的那么詳細。
第三重境界，我們作為業主，作為各方等的是摘果子，未來七八年以后，項目回收期過了以后，剩下的十二年應該是有利可圖的，但是這個時候是否有利可圖，這把鑰匙，你的生命交給了整個的運維團隊，這個團隊如果是負責任，懂知識能力的團隊，他可以確保你。假如是不負責任，漫不經心的態度方法，我估計再好的風電廠也可能會搞出事情來。維斯塔斯我們差不多20年前，就幫業主做運維，有一個AOM的管理，通過我們運維達到的指標，可以量化，可以給出來，不同的等級，不同的效果，不同的成本。關于維修、成本優化、數據挖掘等等也是基于這些年經驗積累，不斷的摸爬滾打過來的，也有很多經驗教訓，也有很多失敗情況。大家都經歷過這個過程，只不過有的人早一步，晚一步，先走的人摔跤，后面人知道有坑，繞過去，這對整個行業也是比較好的事情。
最后給大家看一下維斯塔斯比較精彩的片斷，中間這個是3D打印的，也是現在比較潮流的技術，目的就是為了節約成本，降低造價，快速批量的生產，做加法。傳統是做切割，做減法，所以會浪費很多東西?？隙ㄊ窍朕k法做成本的降低，但是成本降低，不能犧牲自己的可靠性和質量，砸了自己的牌子，畢竟做這么多年就是靠牌子吃飯的，所以要想怎么靠技術降低成本。后面關于測試系統，前面已經講到了，第一個圖是天津的泰達工廠，有時間大家可以參觀一下，基本上主要一些大部件都可以在天津工廠生產，除了供中國，中國只是很小一部分，大部分還是運到了澳大利亞，美國，歐洲那邊。相對來說中國的成本低一些，但是這個質量，其實是一樣的，因為整個管控體系，維斯塔斯在全國都是同一個體系。
最后一頁，維斯塔斯應該有快一兩年了，當時我還在另外一家單位的時候就看到這個，多葉輪的風機，這是概念風機，現在在測試中。因為葉輪越來越大，但是你知道你的葉輪不可能無限大，大到一定程度，葉片本身的重量就開始引起了不平衡性或者控制困難，這種情況下怎么進一步在下一代中提升風機的性能，怎么樣讓新一代的風機來幫助風電行業可持續發展。
最后這是維斯塔斯的公眾號，歡迎大家去關注維斯塔斯的公眾號互動交流，我今天的演講就是這些，謝謝大家。
手機瀏覽網
