新疆金風科技股份有限公司葉片開發(fā)團隊負責人聞筆榮在設(shè)計優(yōu)化運維專場做了題為《葉片全生命周期中的價值創(chuàng)造》的演講。以下為演講內(nèi)容實錄：

新疆金風科技股份有限公司葉片開發(fā)團隊負責人聞筆榮
 

　　首先，我們看一下葉片全生命周期中的風險如下：一類是由于設(shè)計缺陷導致的失效，第二，是由于適應(yīng)性不匹配導致性能低下，再是質(zhì)量差、可靠性低導致失效風險高，還有噪音、光污染的情況。

 

　　葉片全生命周期有兩個階段，一個是葉片的前半生，是在紙上設(shè)計的過程和生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的過程，這個過程保證的是葉片的設(shè)計和生產(chǎn)的復合型。后半生是最長的時間，20年都是在風場運作。在這個價值創(chuàng)造體系里面，生命周期最長的部分就是在運行、運維。這是我會重點地講一下葉片在漫長的生命周期中，運維到底能創(chuàng)造哪些價值。

 

　　簡單說一下，現(xiàn)在的風機，金風有一個智能化的5S的標準，這樣來評估是相對比較簡單或者比較原始的設(shè)計。我們會把這些技術(shù)遷移到過去的這些已有的平臺，讓它發(fā)揮更大的作用。

 

　　第二部分我講一下過程當中的一個風險的分析。這是葉片在運行一段時間之后出現(xiàn)的一個問題，包括掃塔、葉尖的破損，還有一些凋落的情況，這些都是在葉片20年中葉組或者整機廠都不愿意看到的情況。這些有一些是因為設(shè)計，有一些是因為生產(chǎn)的問題。

 

　　我們發(fā)現(xiàn)在統(tǒng)計完全國大多數(shù)工廠或者說我們能看到的數(shù)據(jù)，我們會發(fā)現(xiàn)葉片的失效40%是由于生產(chǎn)工藝的問題，25%是由于設(shè)計的問題，還有15%是因為生產(chǎn)性的缺陷，另外一半是由于原材料問題，一半是由于雷擊的問題。我們做了一個整體的數(shù)據(jù)的分布的調(diào)研。

 

　　我們發(fā)現(xiàn)葉片在裝機年出現(xiàn)問題的概率是3%，第三年是0.5%左右。也就是說風機的葉片在安裝滿三年或者兩年之后，如果有問題，基本上都集中爆發(fā)了。在周期之后的問題可能是葉片疲勞或者是生產(chǎn)在當時無法預(yù)知引起的問題。

 

　　我們講一下拋開生產(chǎn)和設(shè)計問題，我們機組和葉片在運轉(zhuǎn)過程中本身有性能的衰減，在葉片的全生命周期隨著時間的變化，性能會呈現(xiàn)一個逐漸衰減的態(tài)勢，我們需要通過運維和技術(shù)來進行改善。

 

　　第三部分是價值的創(chuàng)造，這里分成三點。第一個是設(shè)計的提升，第二個是質(zhì)量的提升，第三個運維的提升。

 

　　設(shè)計，現(xiàn)在的設(shè)計更多地不光是設(shè)計好葉片，還有集合氣動載荷等等整體做一個系統(tǒng)的設(shè)計，所有的部件在同一個平臺上進行整體的優(yōu)化來滿足市場和客戶的要求。

 

　　第二個是葉片質(zhì)量的提升，這個是金風的一些經(jīng)驗，金風對葉片的質(zhì)量進行了一個無損檢測的要求，對一些重點的項目，我們都通過葉片切片的驗證來保證質(zhì)量。對所有的型號都有一個非常完整的認證和驗收的過程。

 

　　我們所有的供應(yīng)商的工廠都有一個嚴格的工廠管控制度，包括驗收、平臺搭建、對原材料的整體提升等等。

 

　　對運維的提升，有這樣一個理解，運維的活動有很多種，但是基于價值可以分為三個階段。一個是藍海，綜合整機的控制、系統(tǒng)優(yōu)化、葉片的增值技術(shù)，保證了價值。紅海其實就是很多的技術(shù)在各個廠家或者是第三方的設(shè)計。這里有一個非常充分的競爭，大家創(chuàng)造的價值或者對于個體的效益會比較地平均。最后一個是技術(shù)含量相對會比較低，在這個狀態(tài)下拿到的合作或者各方面的工作其實并不是基于技術(shù)，可能是基于別的原因。

 

　　基于這樣的分類，我們把運維分成幾個方面，第一個是對現(xiàn)場的檢查，通過機艙、望遠鏡，包括平臺用機器人、無人機，然后無損的超聲波和紅外探測等等。這是幾乎所有的單位和機構(gòu)都能進行的一個現(xiàn)場的檢測。

 

　　這部分我認為會比較簡單，同時創(chuàng)造的價值也比較低。真正對于機組或者葉片20年的運行周期能創(chuàng)造價值的是一套整體的解決方案，包括偏航誤差的校正、風控的算法和額定功率等等，其中針對葉片很多的增功效果可以用在價值創(chuàng)造上面。

 

　　控制技術(shù)的核心，第一個就是功率的誤差校正，包括功率的自適應(yīng)，包括功率的最優(yōu)控制和轉(zhuǎn)速控制。還有基于云計算可以進行數(shù)據(jù)集中處理。

 

　　我們介紹一下功率誤差的校正，我們通過對于控制策略的優(yōu)化，能夠?qū)C組長年累月產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的偏差，通過系統(tǒng)的優(yōu)化達到提升發(fā)電量的目的。雖然說是系統(tǒng)的優(yōu)化，但是它最終的結(jié)果是作用在葉片上，功率的優(yōu)化調(diào)整能夠反映在機組的發(fā)電量，可以優(yōu)化0.5%—3%，可以提升1%—3%的發(fā)電量。

 

　　偏航誤差可以基于機組的歷史數(shù)據(jù)修正偏航的誤差，能夠在不增加任何載荷和負擔的情況下提升機組的發(fā)電量?？梢酝ㄟ^扇區(qū)管理對機組的噪音進行控制，對平緩地形進行合理規(guī)避，使葉片受載更加均勻和合理。并且可以對于特定扇區(qū)的管理，可以對居民區(qū)減少光影和噪聲的影響。

 

　　第二部分是講葉片的氣動優(yōu)化的過程。一種是采用數(shù)字化預(yù)警系統(tǒng)。第二種是系統(tǒng)優(yōu)化。氣動的增功、氣動的改型、適應(yīng)性的提升等等，做到最優(yōu)的投入產(chǎn)出比。

 

　　這里氣動的附件，現(xiàn)在常用的包括渦六生器，擾流板等等，都是基于特定的場景使用，并不是所有情況下都會應(yīng)用。但是現(xiàn)在基本上在所有的機型上進行了應(yīng)用和驗證。

 

　　第二種是氣動的改型，由于我們過去用一種機型、葉片覆蓋了全國所有的市場?，F(xiàn)在我們可以通過雷達的測風、控制和延長技術(shù)，可以針對某一指定的風電場提高收益率。

 

　　第三個是葉片的適應(yīng)性的提升，這里比較核心或者說現(xiàn)在有應(yīng)用前景的技術(shù)是葉片的除冰技術(shù)，在中國廣大的云貴地區(qū)，很多風場或者項目有葉片凝冰的情況。這些地方可以對現(xiàn)在的技術(shù)進行改造。

 

　　第四個就是葉面的預(yù)警系統(tǒng)，可以通過葉片的頻率以及運行過程當中對整機頻率的對比和實時跟蹤，直接反饋給主控葉片是否發(fā)生損壞，在大數(shù)據(jù)的平臺上可以對葉片的整個風險進行全生命周期的預(yù)測，甚至可以達到實時的預(yù)計。

 

　　最后我們所有的控制，氣動優(yōu)化，對功優(yōu)化、自適應(yīng)、轉(zhuǎn)速，最后我們可以提高機組的功率曲線，能為葉組、最終用戶提高整體的發(fā)電量和收益率。這張圖，我要說的就是運維的價值到底是什么。

 

　　這條藍線就是機組或者葉片，在全生命周期中性能是不是呈下降的曲線。我們?nèi)绻闷胀ǖ倪\維，只能保證下降趨勢不是那么地嚴重。但是我們通過控制和氣動的優(yōu)化，單獨能把整個的功率拉回到原來設(shè)計的程度。但是它的衰減會一直地進行，只不過會有一個周期性的變化。如果我能把正常的葉片的運維、氣動和控制策略的優(yōu)化全部使用上，我們能夠在葉片的全生命周期將它的性能和機組的性能提升到原來設(shè)計值以上的水平。這就是我認為葉片全生命周期真正能創(chuàng)造價值的地方。

 

　　我們做過一些評估，我們認為當我們把所有現(xiàn)代控制技術(shù)和運維的工作全部進行之后，能夠提高整場發(fā)電量6%—10%，整個項目收益率能夠達到5%—8%。

 

　　未來的方向其實不是我要講的內(nèi)容，它是一個向大家提的問題，我們現(xiàn)在所做的工作是把已有的技術(shù)做了一個整合。那么到底什么是未來能夠真正解決的問題，或者讓我們風機能夠發(fā)更多的電，葉片的性能更優(yōu)秀，而且能免維護、風險更低，這可能是需要大家一起探討的地方。

 

　?。▋?nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核）