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細(xì)微處見(jiàn)真章,一個(gè)新機(jī)型平臺(tái)的啟示

2017-07-12 來(lái)源:金風(fēng)科技微平臺(tái) 瀏覽數(shù):430

反復(fù)的迭代設(shè)計(jì),歸根結(jié)底是為了幫助客戶節(jié)省每一分錢(qián),多發(fā)每一度電。從GW3.0MW(S)這個(gè)新機(jī)型平臺(tái)的開(kāi)發(fā)中,我們能獲得哪些啟示?

  反復(fù)的迭代設(shè)計(jì),歸根結(jié)底是為了幫助客戶節(jié)省每一分錢(qián),多發(fā)每一度電。從GW3.0MW(S)這個(gè)新機(jī)型平臺(tái)的開(kāi)發(fā)中,我們能獲得哪些啟示?
  
  530兆瓦——自打金風(fēng)科技GW3.0MW(S)機(jī)型被確定用于澳大利亞迄今最大的風(fēng)電場(chǎng),小編的朋友圈就被刷爆了!業(yè)界對(duì)這個(gè)機(jī)型平臺(tái)的好奇,不僅源于兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)——雙線設(shè)計(jì)和柔性功率可調(diào)。更重要的是,金風(fēng)科技通過(guò)深度結(jié)合各類(lèi)技術(shù)方案,猶如化學(xué)反應(yīng)般,使這個(gè)新機(jī)型平臺(tái)獲得了整體跨越,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電項(xiàng)目在設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)上的高自由度。
  
  小編獲悉,GW3.0MW(S)樣機(jī)已經(jīng)通過(guò)了低電壓穿越測(cè)試,而搭載140米風(fēng)輪直徑的機(jī)型,也已獲得設(shè)計(jì)認(rèn)證證書(shū)。帶著問(wèn)題,小編與金風(fēng)科技的一位資深產(chǎn)品工程師進(jìn)行了深入探討交流。
  
  機(jī)組大型化是市場(chǎng)需求方向之一
  
  Q:金風(fēng)科技在陸上風(fēng)電市場(chǎng)中,擁有GW115-2.0、GW121-2.0、GW121-2.5、GW130-2.5等機(jī)型,如今又推出GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái),出于什么考慮?
  
  A:金風(fēng)科技在產(chǎn)品上總體思路是以客戶需求為導(dǎo)向。這使企業(yè)在開(kāi)發(fā)任何一款產(chǎn)品時(shí),都有著準(zhǔn)確的定位,能夠受到市場(chǎng)歡迎。
  
  GW3.0MW(S)并非全新的機(jī)型平臺(tái),而是在金風(fēng)科技2.5兆瓦和3兆瓦機(jī)型平臺(tái)上升級(jí)而來(lái),繼承了高可靠性等一系列優(yōu)點(diǎn),并通過(guò)采用一些新技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的提升。
  
  對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā),是因?yàn)橐恍┬碌氖袌?chǎng)趨勢(shì)開(kāi)始顯現(xiàn):一方面,我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的重點(diǎn)在中東部地區(qū),這些地區(qū)有很多高切變區(qū)域,能夠通過(guò)提高輪轂高度汲取更多的發(fā)電量。另一方面,中東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),征地成本高,可用于風(fēng)電開(kāi)發(fā)的土地資源稀缺,機(jī)位點(diǎn)越來(lái)越少,為了更精細(xì)化地計(jì)算投資收益,塔架的數(shù)量就必須加以考慮,使機(jī)組大型化成為趨勢(shì)。GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)可搭配高塔架,并具有更大的單機(jī)容量,符合未來(lái)風(fēng)電開(kāi)發(fā)需求。
  
  優(yōu)秀產(chǎn)品需大量技術(shù)方案支撐
  
  Q:GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)的先進(jìn)性業(yè)界是看在眼里的,那么為使它具有更高的發(fā)電能力,金風(fēng)科技運(yùn)用了哪些技術(shù)解決方案?
  
  A:金風(fēng)科技GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái),采用了金風(fēng)科技一直以來(lái)沿用的直驅(qū)永磁全功率變流的技術(shù)路線,結(jié)合成熟的兆瓦級(jí)平臺(tái)經(jīng)驗(yàn)升華而來(lái),具有強(qiáng)大而多樣的技術(shù)積淀和技術(shù)儲(chǔ)備可供使用。
  
  例如柔性的塔架高度適應(yīng)性設(shè)計(jì),就是針對(duì)每個(gè)項(xiàng)目對(duì)塔架高度的需求不同——如100米、120米甚至140米而應(yīng)用的。這樣的設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)塔架與GW3.0MW(S)機(jī)型間的柔性配置,從而在滿足各類(lèi)需求的同時(shí),降低開(kāi)發(fā)成本。還有柔性功率可調(diào)技術(shù),能夠使每臺(tái)機(jī)組根據(jù)實(shí)際需要,柔性調(diào)節(jié)單機(jī)容量,提高發(fā)電能力,穩(wěn)定整場(chǎng)出力。GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)將塔架高度與發(fā)電機(jī)功率柔性可調(diào)進(jìn)行精確配置,就能達(dá)到發(fā)電需求與經(jīng)濟(jì)性兩者兼得的目的。
  
  再比如GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)采用的單葉片吊裝技術(shù),相比普通吊裝方式,所需工作面減少40%。這降低了征地成本或山區(qū)施工成本,也減少了因葉輪重量太大引起的吊裝難度與要求過(guò)高的問(wèn)題。我們還為GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)的產(chǎn)品配置了智能感知、監(jiān)測(cè)和專(zhuān)家支持系統(tǒng),前者能夠通過(guò)智能化感應(yīng)和學(xué)習(xí),充分利用單機(jī)的高級(jí)別控制技術(shù)與整場(chǎng)的柔性功率控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)組間的協(xié)調(diào)與控制,大大提升單機(jī)及整場(chǎng)發(fā)電量。
  
  GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)獲大量技術(shù)方案支撐,每一個(gè)技術(shù)方案的背后,都是創(chuàng)新與經(jīng)驗(yàn)共同作用的結(jié)果,并經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用和驗(yàn)證。因?yàn)橹挥羞@樣,一個(gè)新機(jī)型平臺(tái)才具有強(qiáng)大生命力。
  
  客戶需求引導(dǎo)產(chǎn)品不斷優(yōu)化與迭代
  
  Q:GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)有一些技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬首次見(jiàn)到,對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和與新產(chǎn)品的匹配,是否面臨挑戰(zhàn)?
  
  A:其實(shí),技術(shù)挑戰(zhàn)的存在,從來(lái)都是目標(biāo)成本與技術(shù)水平產(chǎn)生了沖突。也就是說(shuō),如果不考慮產(chǎn)品成本,很多技術(shù)挑戰(zhàn)是容易解決的,而一旦考慮,解決這些挑戰(zhàn)就困難重重。所以說(shuō),對(duì)于市場(chǎng)所輸入的客戶需求信息,我們首先鎖定度電成本目標(biāo),基于自身所具備的供應(yīng)鏈水平、技術(shù)解決方案、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與優(yōu)化能力等,確定產(chǎn)品的軟硬件搭配水平。例如在設(shè)計(jì)階段結(jié)合客戶度電成本目標(biāo)、額定發(fā)電容量、整機(jī)成本等,來(lái)確定葉輪直徑。那么,如果葉輪比較重,就要結(jié)合更先進(jìn)的設(shè)計(jì)、策略與技術(shù)方案等進(jìn)行降載。另如采用雙軸承方案、電機(jī)的優(yōu)化調(diào)整、塔架的輕量化設(shè)計(jì)等,核心目標(biāo)就是在滿足高可靠性的前提下,實(shí)現(xiàn)度電成本目標(biāo)。這個(gè)過(guò)程可以說(shuō)是從目標(biāo)到支撐再到目標(biāo),不斷優(yōu)化與迭代完成的。
  
  值得一提的是,金風(fēng)科技主導(dǎo)了GW3.0MW(S)機(jī)型的整體研發(fā)過(guò)程,擁有該產(chǎn)品完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),這與一般整體設(shè)計(jì)方案委托設(shè)計(jì)公司完成有很大差別。同時(shí),金風(fēng)科技與國(guó)際最頂尖的整機(jī)設(shè)計(jì)咨詢公司進(jìn)行了充分且深入的溝通,保持緊密合作關(guān)系,將目前最先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)當(dāng)中。
  
  雙線設(shè)計(jì)提升機(jī)組可利用率水平
  
  Q:金風(fēng)科技率先將雙線設(shè)計(jì)應(yīng)用在陸上風(fēng)電產(chǎn)品,GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)正是第一個(gè)搭載該技術(shù)的平臺(tái),在開(kāi)發(fā)時(shí)遇到過(guò)哪些難點(diǎn)?
  
  A:雙線設(shè)計(jì)原理是通過(guò)整機(jī)控制回路實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化的雙線設(shè)計(jì),創(chuàng)造性地將整機(jī)分成兩個(gè)獨(dú)立的子單元進(jìn)行控制,明顯提高了機(jī)組的可利用率和發(fā)電量。這是因?yàn)椋坏┮粭l電氣回路出現(xiàn)故障,另一條電氣回路還可以使用,使機(jī)組處在半功率運(yùn)行狀態(tài),直至完成維修。比如在同一個(gè)項(xiàng)目中,如果傳統(tǒng)單線設(shè)計(jì)機(jī)組電氣系統(tǒng)可利用率在97%,那么采用雙線設(shè)計(jì)的機(jī)組能將電氣系統(tǒng)可利用率提高至99%以上。以一個(gè)20萬(wàn)千瓦風(fēng)場(chǎng)為例,采用雙線設(shè)計(jì)的機(jī)組可以提高發(fā)電量0.96%,帶來(lái)全場(chǎng)年均發(fā)電收益340萬(wàn)元的提升。
  
  這項(xiàng)技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。打個(gè)比方來(lái)說(shuō),在小風(fēng)速段,GW3.0MW(S)機(jī)組在該風(fēng)速下的輸出功率不到額定滿發(fā)功率的一半,它的一條電氣回路出現(xiàn)了問(wèn)題,那么只需用另一條電氣回路,就能實(shí)現(xiàn)與正常運(yùn)行狀態(tài)無(wú)異的發(fā)電能力。根據(jù)測(cè)算,在絕大多數(shù)風(fēng)電項(xiàng)目中,機(jī)組在半功率以下的運(yùn)行時(shí)間往往遠(yuǎn)多于半功率以上的運(yùn)行時(shí)間。
  
  在進(jìn)行雙線設(shè)計(jì)技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中,確實(shí)也存在一些技術(shù)難點(diǎn)。比如故障定位的問(wèn)題,只有能夠智能感知到是哪條線中的哪個(gè)部件出了問(wèn)題,才能對(duì)故障采取不同級(jí)別的響應(yīng)。可以說(shuō),雙線設(shè)計(jì)這個(gè)概念是金風(fēng)科技原創(chuàng)的專(zhuān)利技術(shù),雖然看上去原理并不復(fù)雜,但想做好還是非常具有挑戰(zhàn)性的。金風(fēng)科技能夠?qū)⑵渥龀桑且驗(yàn)榻鉀Q了諸多設(shè)計(jì)、控制、檢測(cè)、工藝等難題,這需要長(zhǎng)時(shí)間與大規(guī)模的技術(shù)積淀。
  
  柔性功率可調(diào)技術(shù)確保輸出穩(wěn)定
  
  Q:中東部地區(qū)人口稠密,不少項(xiàng)目繞不開(kāi)噪聲問(wèn)題。在這一點(diǎn)上,GW3.0MW(S)機(jī)組平臺(tái)在進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入時(shí)是否有所考慮?在其他特殊環(huán)境下,該平臺(tái)產(chǎn)品的適應(yīng)能力如何?
  
  A:噪聲是必須考慮解決的問(wèn)題。因?yàn)槿嵝怨β士烧{(diào)技術(shù)的應(yīng)用,使本來(lái)就符合噪聲標(biāo)準(zhǔn)的GW3.0MW(S)機(jī)組平臺(tái)產(chǎn)品,在降噪方面可以獨(dú)辟蹊徑,從而具備更強(qiáng)的友好性。例如,我們可以將距離居民區(qū)較近的機(jī)組采用低噪音運(yùn)行模式,而對(duì)離居民區(qū)較遠(yuǎn)的機(jī)組采用高性能運(yùn)行模式。這種因地制宜的方法,可以在滿足整場(chǎng)發(fā)電量的前提下,直接有效地滿足降噪需求,可謂一箭雙雕。
  
  除了噪音,在另外一些特殊環(huán)境條件下,如機(jī)組的外環(huán)境溫度在42℃至45℃的高溫時(shí),或是面臨一些特殊風(fēng)況,如入流角過(guò)大,風(fēng)剪切超限時(shí),機(jī)組也可以通過(guò)柔性功率可調(diào)技術(shù)進(jìn)行控制。通過(guò)降低一些機(jī)組的單機(jī)容量,提高其他機(jī)組的單機(jī)容量,在保證機(jī)組安全的同時(shí),維持整場(chǎng)的發(fā)電能力和穩(wěn)定的電量輸出。
  
  充分考慮用戶感受
  
  Q:GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)的研發(fā)工作,更多考慮了客戶的想法。除了在上述技術(shù)方案層面所做支持外,對(duì)于一些優(yōu)化設(shè)計(jì)方面是否也考慮了使用者的感受?
  
  A:一個(gè)簡(jiǎn)單例子,就是開(kāi)發(fā)人員對(duì)GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)進(jìn)行了集成化設(shè)計(jì)。比如對(duì)一些增值產(chǎn)品,如在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)消防等功能性模塊,以前都是作為獨(dú)立單元進(jìn)行控制與操作,每一個(gè)系統(tǒng)都有一個(gè)單獨(dú)的IO、硬件擺放位置、服務(wù)器和操作軟件。為了便于進(jìn)行控制管理、數(shù)據(jù)分析和運(yùn)行維護(hù),研發(fā)人員將這些系統(tǒng)做成了模塊化的插拔式設(shè)備,并整合了操作界面。這些工作細(xì)節(jié)可能并不顯眼,但是對(duì)整機(jī)的綜合性能提升起到了很大的作用。從這一點(diǎn)就可以感覺(jué)到,GW3.0MW(S)機(jī)型平臺(tái)產(chǎn)品力已達(dá)到怎樣的水平。

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