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2023年10月16日-19日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。
本屆大會以“構筑全球穩定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“全球風電產業布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發展前景”“國際風電市場發展動態及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。
10月19日上午，銳源風能技術有限公司技術中心主任孟繁擘在風電機組優化升級專題論壇上發表題為《風電機組全系統綜合優化提升的技術應用》的主題演講。
以下為發言全文：
各位領導來賓大家好，非常榮幸作為本次大會的壓軸發言，通過前兩天各行各業專家領導的介紹，關于智慧化的風場、智慧化的運營、運維方面、數據化方面的，很多內容各位專家已經介紹過了，我這邊就是挑一些大家沒說的要點來說一下，大家已經說過的我就快速過了。我是來自銳源風能，銳源風能是華銳風電后市場子公司，我們公司前兩天陸續有各位專家對整體集團的部署都做過介紹，我在這里主要針對后市場實際技改點位的情況給大家做個匯報。
首先快速過一下行業背景，新增裝機容量這個圖我只到2021年，目前為止對2022年各方面的統計口徑還是有一個差異，但是總體上跟2020年和2021年持平，就是風電裝機容量在2020年開始三年是穩步增長，累計到2023年這個數值已經突破4個億。但是具體值是多少，我目前查了三個口徑的數據都不一樣，這么大的裝機容量怎么分布，我們以海上風機為例，這個是截止到2022年底海上風機各機組容量的占比，大家可以看到新增機組基本上是6兆瓦以上的，前期是以6兆瓦以下，4兆瓦左右為主的。海上風電存在一個現象，我的單臺機組的容量是越來越大的，越來越大對后市場造成的影響就是風機是停不起的，這個是海上機組。
陸上機組是什么情況？由于5年前、10年前，陸上機組已經把風資源比較好的區域占沒了，所以導致了目前陸上機組它的情況是，超過10年的老舊機組基本上占整個后市場比例的50%以上，而且主要以3兆瓦以下的機組為主。
這樣綜合海上和陸上兩個市場的總體行情，對后市場來講，對于海上的新機組單機容量很大，它停不起，這樣就造成了必須要加大后市場和后運維的投入力度，增強它的智能化的運行。對于舊機組大家說運維很方便，尤其是老舊機組單機容量下，停一停無所謂，一臺機組停一天損失不了多少發電量。很嚴重的問題是老舊機組停得起、修得快，成本也低，但是修的太頻繁了，這就導致它的總體的運維成本并不低。因為它一直在修，成本就壓不下來。
銳源公司針對整個后市場做了一個整體的運維體系。簡單介紹一下我們銳源公司，銳源公司是華銳風電全資子公司，目前是高新技術產業，我們從風力發電機核心能力，產品涵蓋整體的服務體系、專業研發團隊和比較龐大的后市場運維，形成了比較全套，可以涵蓋風電場全生命周期后市場運維體系。技改種類上我簡單說一下，相信具體的細節點各位同行公司已經闡述比較多了。
首先是分為三大塊，第一個就是監測，監測是指機組目前現有能力監測不到的問題，通過增加這些傳感器、智能應用的監控給它補充監測上，包括無人的巡檢、無人飛機、無人機器人，機艙內部的內窺鏡、視頻的巡檢。再就是溫度各個部件、發電機、軸承、齒輪箱、油溫，葉片主要是葉片、塔筒，傾角是塔筒的傾角監測，振動是整個傳動鏈各個部位，包括主軸、齒輪箱、振動，超聲檢測主要應用于葉片，尤其是通過對葉片聲紋超聲波分析，可以精確發現這個葉片是不是有覆冰、破損。最近比較常見的螺栓監測，包括凈空監測，技改銳源公司形成了一整套全方位的技改體系，機組每個部件的點位我們也都有相應的技改進行覆蓋，最后是增效，通過控制增效、降載增效、葉片和塔筒、以大代小。
現在面向后技改的公司，大家技改的點是非常多的?；久總€故障都有一個技改點位與之對應，而且技改手段是比較成熟的。這個市場也是比較成熟的，但是現在出現一個新的問題，怎么診斷故障所在的這個點，風機報故障報的是故障，什么原因導致這個故障發生，目前這個可能是整個行業所面臨的一個急需解決的問題。所以銳源公司提出要建立有效的綜合監測系統，它能夠對整體的機組進行綜合的監測，并對問題進行深入的分析和挖掘，能夠對癥下藥。這個就是我們目前監測系統所面臨的幾個難題，也是各個廠家和業主單位比較頭疼的。
首先第一個布局很分散，風能展我這兩天看了，各個點位的監測系統可謂是五花八門，非常全面。但是有一個問題大家不太能夠很容易的進行整合，比如說我監測葉片振動的一個廠家，螺栓的一個廠家，防雷的一個廠家，機組內部做CMS是一個廠家，做溫度監測又是一個廠家，每一個廠家都能提供一個點位的監測。但是問題來了，風機很多問題不是一個點位造成的，是各個點位之間相互影響造成的共同的結果。而我們需要面臨的一個問題就是，我們能夠把這些布局分散、孤島效應、閾值單一、范圍受限這些整合起來，精準對問題進行一個定位。舉個簡單的例子，機組振動是一個故障，這是一個故障，但是它不是故障的原因，風機報出一個振動故障之后，業主只知道他報了振動故障，為了安全性我要停機，但是這個振動是由什么導致的，現在很多廠家沒法進行分析。
我舉個例子可能是由塔筒振動，如果我們進行了一個全方位的監測布局可以進行反推，比如什么可以造成機組振動，第一個就是輪轂的系統可以造成機組振動，第二個是傳動鏈系統可以對機組造成振動。還有風資源對機組造成振動，通過全方位布局的監測，當機組發生振動故障的時候進行反向數據建模和分析，分析出這次振動原因是由于極端條件下的風湍流造成的機組塔筒的振動。這個時候這個振動我們就認為它的危害性比較低，因為這是大自然調整，你沒有方法進行一個維修和改善。如果通過反向分析對這個振動進行數據的智能拆解，發現是輪轂系統帶來的振動，輪轂系統帶來的振動，說明葉片存在一個損傷或者是覆冰，導致了它的氣動不平衡，產生了振動，這個振動我們就要及時的對它進行修復和解決。
如果通過數據分析算法反推出來這個振動是由于傳動鏈造成的，就是主軸、齒輪箱系統它的缺陷，比如齒輪箱斷齒，造成這個振動。這個振動故障就屬于非常嚴重的機組故障，必須要進行大部件整體體檢和更換。所以這個是目前行業所需要的一個發展方向，就是我們需要知道問題，并且對問題能夠有一個快速的定位，這就需要我們搭建一個整體全套的監測系統。對于我們銳源公司來講，我們就是對風機進行了一個總體的綜合監測，這樣不管哪個點位發生問題，都可以直接找到造成這個問題的信息源，從而對它進行一個對癥下藥和專項的治理。
在整體的布局上，我們分為四個層次，第一個層次是基礎層，就是大基地層和網絡層。然后就是監測部位，監測部位包括風資源、葉片和機組其他的大部件，做成一個整體的架構。在傳感器上我們采用多種傳感器耦合的方式能夠提供監測精度和監測的準確度。最后是應用層，在應用層既可以進行后市場的智能運維應用，同時我也可以進行更深層次的數據挖掘和整體問題的深入分析。這是我們整體的一個智慧監測的系統。
通過整體的布局，銳源風能主要是建立了這個體系，首先是一個全方位的立體布局，然后是全角度的參量監測，最后是全系統的有效融合，通過三個層次的整體構建搭建出來完整的智慧監測體系。通過智慧監測體系，我們最終要做的是一個綜合優化，什么是綜合優化，因為單獨的優化就不過多細述了，因為各個點位的專家已經對每個優化細節的介紹是很完善了，但是目前行業缺乏的是什么呢？是一個綜合的優化，什么是綜合的優化？目前我們很多技改方式處于是頭痛醫頭、腳痛醫腳的模式，我發現一個問題就去治理這一個問題，但是我不會去連帶對它有影響的問題進行整體的分析，比如我頭疼了就治頭，但是這個可能不是頭的原因造成頭疼，因為你每次頭疼治頭的，最后你會一直頭疼，因為你沒治根。所以我們推出是綜合優化的手段，通過數據分析有效的把現有的技改進行一個整合打包發送給業主，變成了對業主來講是一個綜合性總體的提效。
接下來是整體的一些解決方案，解決方案我就簡單說，因為每個點位各個專家已經說的很全面了，首先是葉片技改方面，我們有全生命周期解決方案，更換長葉片、葉片延長、小翼。小翼我們有一個創新點是有一個雙小翼，這個是單小翼，這個大家應該都見過，這個雙小翼不知道大家見沒見過，這是我們最新應用的一種小型的小翼技改方式，以前的小翼是彎一個叉，雙小翼是彎兩個叉，更好能減少氣流擾動。氣動上包括擾流條，系統模型的改善。
我在這里給大家做一個總結，目前的葉片除冰方案總體有三種方式，第一種是涂料，這個成本是最低的，但是收效相當較少，這次展會有很多廠家提供涂料方案。然后是電加熱，電加熱主要是分兩種加熱，一種是外部加熱，一種是內部加熱。外部加熱就是把這個除冰的東西放在外表面，內部加熱是放在里面，內部氣動的加熱，通過加熱空氣在內部進行流通。目前這三種方式銳源公司也是在全國各地的現場做過很多次實際的應用，總體上來講目前電加熱用的比例還是稍微高一些的，涂料用的也比較多，但是涂料效果不是說特別明顯，電加熱外部加熱風險比較高，因為容易引起引雷，內加熱目前效果還是可以的。然后是氣熱，氣熱主要是加熱氣的設施比較龐大，也比較笨重，這個目前來講它的成本還沒有完全的壓下來，這是葉片除冰。
在PLC國產化方面，剛才各位專家都說過了，銳源公司也有自己PLC國產化的體系，這是我們的國產PLC系統。變槳系統的解決方案，老舊變槳系統首先是國產化，另外還有一個輔助的控制系統，這也不多說了，我們產品還是非常多的。然后是各類的輔控系統，為什么是輔控系統，面向陸上很多老舊機組控制系統是不完善的，傳感設備處于一種失靈或者是不穩定的狀態，所以我們增加了很多輔助控制系統，給機組做成安全的備份和冗余。包括電纜的監測，我們知道電纜是三根，有幾個問題，首先對于單根來講，單根它的電流波動的影響比較大，另外一個三根之間的電流不平衡，這是這么一個監測系統。
在智能超速上，輪轂超速的解決方案里自動偏航、輪轂超速輔助的輔控保護系統，這是實際應用的一個案例，這是現場實際的控制柜，包括智能保護現場PLC的界面。還有備用電源在線監測的解決方案，因為我剛才介紹了我們公司現在做的是全系統綜合的監測，所以我們在每個點位都有自己的解決方案，但是每個解決方案我就不詳細的去跟大家介紹了，包括發電機定子監測。集電環碳粉的監測，這個都是針對每一個具體應用點位詳細的介紹。包括電控柜的降溫解決方案、并網接觸器，很多點位都有自己的監測系統和解決方案，大家如果感興趣可以和我們公司進行交流，每個檢測技術都是比較成熟的，可以進行獨立檢測，也可以進行組網檢測，組網檢測出現問題的時候我們會快速定位，究竟是哪個部位發生了問題，最大程度幫助業主提供更好的解決方案，包括齒輪箱的解決方案。
所以做一個簡單的總結，我們銳源公司目前來講對于整個綜合性監測系統的理解就是，未來的監測方向肯定不能是部件監測，我們現在做的很多監測都是部件級別的監測，葉片沒有監測，葉片上一套，塔筒沒有監測，塔筒上一套，齒輪箱上一套，這個東西無法構成協同有效一體化的綜合監測系統，出了問題之后還是找不到問題在哪兒，所以這就是未來的監測方式，未來的復合型技改也是一樣，未來的技改不應該是單項技改，剛才很多人提質增效，以大代小，要不換長葉片，換長葉片一定是最好的嗎。
銳源公司前一段時間有非常實際的例子，業主有個風場，他的建場可研理論發電小時數是1800小時，實際只發到了1200多小時。業主找到我們做提升，直接換長葉片，我們經過分析之后發現，換長葉片只是在你機組現有的發電量上再提升30%或者是20%。根據長度理論推算，現在這1200小時，我給你提升30%你又能提升到多少呢，就1500小時。但是其實你通過一些低成本的，經過故障診斷，我把你的對應點位小故障進行修復，你就可以從1200小時直接變到1600或者1800小時，這個過程你是不需要花大價錢的，你在1800小時基礎上再進行葉片更換，就是在1800小時的基礎上提升30%，那你的風電場收益就會過2000個小時，這才是進行最優化的技改方案。
這是銳源所提倡的，未來的技改一定是復合型技改，絕對不是單點技改，單點技改相當于只能這個點位壞了修這個點，下個點位修下個點，沒辦法根治風機現有的問題，也沒辦法達到風電最好的運行狀態，這個就是今天銳源公司匯報最核心的思想。
謝謝大家。
（根據演講速記整理，未經演講人審核）
