在剛剛起步不久的中國海上風(fēng)電市場,作為業(yè)主的你,面對的是茫茫大海,既有深不見底的暗濤洶涌,又有遙不可測的狂風(fēng)暴雨。是什么才能夠讓你安心投資,放心受益?通過對海上機組進行全面、專業(yè)、準確、反復(fù)測試,才能確保海上機組高可靠性,穩(wěn)定獲取投資收益。
不久前,金風(fēng)科技在江蘇大豐成功舉辦“金風(fēng)科技GW6.X平臺測試開放日”活動,數(shù)十位來自海上風(fēng)電開發(fā)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)與專家,共同見證金風(fēng)科技GW6.X平臺機組的測試驗證過程。
活動中,參觀人員首先觀摩了GW6.X平臺的空載、負載測試。在隨后的硬件在環(huán)測試環(huán)節(jié),仔細了解了樣機在模擬實際風(fēng)況下的表現(xiàn),和在啟動與停機時機組液壓變槳系統(tǒng)的動作。進入容錯運行測試環(huán)節(jié),參觀人員觀察了GW6.X平臺樣機僅使用兩條電氣回路時的運行狀態(tài)。可以說,這次測試充分展現(xiàn)出了金風(fēng)科技在海上風(fēng)電機組開發(fā)與測試上的硬實力。
正在進行測試的GW6.X平臺樣機。
據(jù)了解,金風(fēng)科技GW6.X試驗臺的全稱為大型風(fēng)電機組仿真及試驗平臺,是在國家科技863計劃支持下,由該公司投資近8000萬元建成的風(fēng)電機組專業(yè)試驗平臺。實驗平臺按照15MW容量設(shè)計,最大可容納單機容量為12MW的機型進行測試,除了葉片和塔筒外,如發(fā)電機、機艙、變流、變槳、主控等主要機組部件,都可以在這里完成試驗臺測試工作。試驗平臺的技術(shù)領(lǐng)先,共申請了8項國家專利。
據(jù)悉,在GW6.X平臺機型的開發(fā)過程中,金風(fēng)科技采用先進的“V&V”即設(shè)計驗證(Design Verification)和產(chǎn)品確認(Product Validation)體系,是基于用戶需求和技術(shù)創(chuàng)新的一套全面的、系統(tǒng)的、科學(xué)的風(fēng)電機組設(shè)計驗證和確認體系。
“V&V”體系使得金風(fēng)科技能夠以用戶需求為驅(qū)動,在產(chǎn)品開發(fā)初期將整機的開發(fā)目標需求,逐級分解到整機技術(shù)要求和規(guī)范、系統(tǒng)技術(shù)要求和規(guī)范、零部件開發(fā)要求和規(guī)范中,再對零部件、系統(tǒng)、整機進行逐級的反復(fù)設(shè)計、集成、優(yōu)化,對產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)過程,采取客觀驗證和主觀確認,從而達到具有風(fēng)電機組性能評價和運行風(fēng)險評估的能力。通過驗證和確認,相關(guān)人員能夠及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)過程中的所出現(xiàn)的故障和問題,識別機組失效機理,調(diào)查失效的根本原因,從而規(guī)避機組從設(shè)計到生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)性風(fēng)險。
在機型的開發(fā)過程中,金風(fēng)科技全面模擬制造、運輸、貯存、維護等階段的實際情況、電網(wǎng)條件和氣候環(huán)境等機組運行過程中可能遇到的工況條件,依據(jù)風(fēng)機結(jié)構(gòu)劃分標準,形成“1+26”個系統(tǒng),即1個整機系統(tǒng)與26個子系統(tǒng)。并從空間維度,將機組系統(tǒng)及部件試驗項劃分為場內(nèi)和場外驗證,共規(guī)劃完成140項零部件級可靠性試驗,210項子系統(tǒng)驗證,80多項系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及免調(diào),以及場外整機系統(tǒng)15類測試驗證,最終確保GW6.X得到全面、有效的驗證和確認,滿足用戶使用25年的需求。
值得關(guān)注的是,上述測試驗證內(nèi)容不僅囊括了國內(nèi)外標準、行業(yè)標準及型式認證要求,同時還設(shè)計了專門針對海上機組可靠性及安全的特殊測試項目。例如硬件在環(huán)測試、容錯測試、免調(diào)測試等,就是金風(fēng)科技針對GW6.X平臺機型的測試平臺條件和實際運行條件,所特別擴展出的測試項目。
硬件在環(huán)測試,可以說是對目前試驗臺整機測試方法的一種延展。
一般情況下,試驗臺整機測試都是在一定比例的額定功率下,對整機進行一段時間的持續(xù)性測試。但現(xiàn)場實際風(fēng)況忽高忽低,變幻莫測,使被測機組在現(xiàn)場的實際運行狀態(tài)與上述測試方法產(chǎn)生了脫節(jié)。硬件在環(huán)測試則通過專用的氣動仿真軟件,模擬了機組在現(xiàn)場條件中,葉片所需捕獲的實際風(fēng)況。這些虛擬的風(fēng)況相當真實,不但有“額定風(fēng)”,還有“大風(fēng)”、“小風(fēng)”、“定常風(fēng)”、“湍流風(fēng)”等。同時,系統(tǒng)還在上述各類風(fēng)況條件下,進行起機、停機、正常發(fā)電以及故障模擬等測試。這不但大量減少了樣機在現(xiàn)場調(diào)試因海況影響所花費的時間,還保證了樣機在調(diào)試與運行過程中的安全可靠。
容錯運行測試,則是基于GW6.X平臺的設(shè)計先進性,所進行的產(chǎn)品高可靠性測試。
金風(fēng)科技GW6.X平臺與該公司已經(jīng)小批量裝機的GW3.0(S)平臺有一個共同的產(chǎn)品優(yōu)勢——電氣系統(tǒng)的多線設(shè)計。有所不同的是,GW3.0(S)平臺采用的是雙線設(shè)計,而GW6.X平臺則達到了四線設(shè)計。也就是說,出自于這個海上機組平臺的機型,能夠在一條電氣回路出現(xiàn)故障時,使用另外三條回路發(fā)電;在兩條電氣回路出現(xiàn)故障時,使用另外兩條回路發(fā)電;在三條電氣回路出現(xiàn)故障時,使用另外一條回路發(fā)電。這使該平臺機組可以根據(jù)電氣系統(tǒng)運行情況,實現(xiàn)全部、四分之三、二分之一和四分之一功率發(fā)電。因此,GW6.X平臺機型因電氣系統(tǒng)完全失效而停機的概率實現(xiàn)了4次方的指數(shù)級降低,以金風(fēng)科技的產(chǎn)品可靠性水平,結(jié)合該技術(shù),GW6.X平臺機型的電氣系統(tǒng)在實際運行中完全失效的可能性已達到了微乎其微的程度。這極大保證了機組的穩(wěn)定運行,提高了發(fā)電能力,降低了運維成本。針對GW6.X平臺所進行的容錯運行測試,就是對其在“輕傷不下火線”的能力上進行測試,保證上述系統(tǒng)在實際狀態(tài)下的穩(wěn)定運行。
免調(diào)測試,則是金風(fēng)科技為了減少在海上作業(yè)量,縮短現(xiàn)場的調(diào)試時間所采取的有效措施。
金風(fēng)科技在每臺GW6.X平臺機組出廠前,均會對包括機艙、葉輪、塔底內(nèi)各個子系統(tǒng)的狀態(tài)及運行進行測試,這些細致的免調(diào)試工作,可將現(xiàn)場調(diào)試時間縮短三分之二,大大提高海上施工效率。
參觀人員見證GW6.X平臺樣機的容錯測試
可以說,在GW6.X平臺樣機的試驗臺測試過程中,金風(fēng)科技除了沒有給機組安裝實體葉片和塔筒外,都已經(jīng)使其他所有部件“穿越”到了現(xiàn)場,提前適應(yīng)了“崗位”。
對于一個健康發(fā)展的企業(yè)而言,無論是否講究精益管理,一旦遇到了海上機組批量故障的情況,將只能望洋興嘆,陷入其中無法自拔。這就能夠看出,保障海上機組運行可靠性的產(chǎn)品測試工作有多么重要。可以說,只有最頂尖的測試設(shè)備、項目與技術(shù),才能確保海上機組的穩(wěn)定運行,確保海上項目的持續(xù)盈利。