新疆金風(fēng)科技股份有限公司葉片開發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人聞筆榮在設(shè)計(jì)優(yōu)化運(yùn)維專場做了題為《葉片全生命周期中的價(jià)值創(chuàng)造》的演講。以下為演講內(nèi)容實(shí)錄：

新疆金風(fēng)科技股份有限公司葉片開發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人聞筆榮
 

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

 

　　葉片全生命周期有兩個(gè)階段，一個(gè)是葉片的前半生，是在紙上設(shè)計(jì)的過程和生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的過程，這個(gè)過程保證的是葉片的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的復(fù)合型。后半生是最長的時(shí)間，20年都是在風(fēng)場運(yùn)作。在這個(gè)價(jià)值創(chuàng)造體系里面，生命周期最長的部分就是在運(yùn)行、運(yùn)維。這是我會重點(diǎn)地講一下葉片在漫長的生命周期中，運(yùn)維到底能創(chuàng)造哪些價(jià)值。

 

　　簡單說一下，現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)，金風(fēng)有一個(gè)智能化的5S的標(biāo)準(zhǔn)，這樣來評估是相對比較簡單或者比較原始的設(shè)計(jì)。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(dāng)中的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的分析。這是葉片在運(yùn)行一段時(shí)間之后出現(xiàn)的一個(gè)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(jī)廠都不愿意看到的情況。這些有一些是因?yàn)樵O(shè)計(jì)，有一些是因?yàn)樯a(chǎn)的問題。

 

　　我們發(fā)現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)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(jì)的問題，還有15%是因?yàn)樯a(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(gè)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(jī)年出現(xiàn)問題的概率是3%，第三年是0.5%左右。也就是說風(fēng)機(jī)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(dāng)時(shí)無法預(yù)知引起的問題。

 

　　我們講一下拋開生產(chǎn)和設(shè)計(jì)問題，我們機(jī)組和葉片在運(yùn)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(shí)間的變化，性能會呈現(xiàn)一個(gè)逐漸衰減的態(tài)勢，我們需要通過運(yùn)維和技術(shù)來進(jìn)行改善。

 

　　第三部分是價(jià)值的創(chuàng)造，這里分成三點(diǎn)。第一個(gè)是設(shè)計(jì)的提升，第二個(gè)是質(zhì)量的提升，第三個(gè)運(yùn)維的提升。

 

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

 

　　第二個(gè)是葉片質(zhì)量的提升，這個(gè)是金風(fēng)的一些經(jīng)驗(yàn)，金風(fēng)對葉片的質(zhì)量進(jìn)行了一個(gè)無損檢測的要求，對一些重點(diǎn)的項(xiàng)目，我們都通過葉片切片的驗(yàn)證來保證質(zhì)量。對所有的型號都有一個(gè)非常完整的認(rèn)證和驗(yàn)收的過程。

 

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

 

　　對運(yùn)維的提升，有這樣一個(gè)理解，運(yùn)維的活動有很多種，但是基于價(jià)值可以分為三個(gè)階段。一個(gè)是藍(lán)海，綜合整機(jī)的控制、系統(tǒng)優(yōu)化、葉片的增值技術(shù)，保證了價(jià)值。紅海其實(shí)就是很多的技術(shù)在各個(gè)廠家或者是第三方的設(shè)計(jì)。這里有一個(gè)非常充分的競爭，大家創(chuàng)造的價(jià)值或者對于個(gè)體的效益會比較地平均。最后一個(gè)是技術(shù)含量相對會比較低，在這個(gè)狀態(tài)下拿到的合作或者各方面的工作其實(shí)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(yùn)維分成幾個(gè)方面，第一個(gè)是對現(xiàn)場的檢查，通過機(jī)艙、望遠(yuǎn)鏡，包括平臺用機(jī)器人、無人機(jī)，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(jī)構(gòu)都能進(jìn)行的一個(gè)現(xiàn)場的檢測。

 

　　這部分我認(rèn)為會比較簡單，同時(shí)創(chuàng)造的價(jià)值也比較低。真正對于機(jī)組或者葉片20年的運(yùn)行周期能創(chuàng)造價(jià)值的是一套整體的解決方案，包括偏航誤差的校正、風(fēng)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(jià)值創(chuàng)造上面。

 

　　控制技術(shù)的核心，第一個(gè)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(jì)算可以進(jìn)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(jī)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(dá)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(jī)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(jī)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(fù)擔(dān)的情況下提升機(jī)組的發(fā)電量。可以通過扇區(qū)管理對機(jī)組的噪音進(jìn)行控制，對平緩地形進(jìn)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(jī)型上進(jìn)行了應(yīng)用和驗(yàn)證。

 

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

 

　　第三個(gè)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(fēng)場或者項(xiàng)目有葉片凝冰的情況。這些地方可以對現(xiàn)在的技術(shù)進(jìn)行改造。

 

　　第四個(gè)就是葉面的預(yù)警系統(tǒng)，可以通過葉片的頻率以及運(yùn)行過程當(dāng)中對整機(jī)頻率的對比和實(shí)時(shí)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(gè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全生命周期的預(yù)測，甚至可以達(dá)到實(shí)時(shí)的預(yù)計(jì)。

 

　　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(jī)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(yùn)維的價(jià)值到底是什么。

 

　　這條藍(lán)線就是機(jī)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\(yùn)維，只能保證下降趨勢不是那么地嚴(yán)重。但是我們通過控制和氣動的優(yōu)化，單獨(dú)能把整個(gè)的功率拉回到原來設(shè)計(jì)的程度。但是它的衰減會一直地進(jìn)行，只不過會有一個(gè)周期性的變化。如果我能把正常的葉片的運(yùn)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(jī)組的性能提升到原來設(shè)計(jì)值以上的水平。這就是我認(rèn)為葉片全生命周期真正能創(chuàng)造價(jià)值的地方。

 

　　我們做過一些評估，我們認(rèn)為當(dāng)我們把所有現(xiàn)代控制技術(shù)和運(yùn)維的工作全部進(jìn)行之后，能夠提高整場發(fā)電量6%—10%，整個(gè)項(xiàng)目收益率能夠達(dá)到5%—8%。

 

　　未來的方向其實(shí)不是我要講的內(nèi)容，它是一個(gè)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(gè)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(fēng)機(jī)能夠發(fā)更多的電，葉片的性能更優(yōu)秀，而且能免維護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)更低，這可能是需要大家一起探討的地方。

 

　　（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核）