海上風電，遠景憑什么?

　　把自己定位為一家技術公司的遠景能源，2014年成為中國海上風電最大的整機供應商，2015年在手訂單表明這家公司的“海上智能風機”仍是海上風電投資商看好的海上機型——遠景憑什么？
　　受訪嘉賓：Anders
　　遠景丹麥創新中心研發總監
　　《風能》：近兩年，中國海上風電提速，投運中的海上風電場受到業內外關注，但相關方不太情愿對外透露這方面的數據，這折射出中國風電的開放程度不夠。您能否從整機商的角度，分享遠景“4MW海上智能風機”的運行數據？
　　Anders：2015年4月至11月，32臺遠景“4MW海上智能風機”在如東海上風電項目的平均可利用率已超過99%，整場平均故障間隔時間（MTBT）超過2000小時，平均故障檢修時間（MTBR）為2000小時以上?？梢哉f，可靠性數據已經和目前歐洲頂級海上風電場在一個水平線上。
　　《風能》：海上風電機組的可靠性是業主最為看重的方面，從更廣泛的層面看，人們可能想從中了解得更多。請問基于哪些要素使遠景能源的4MW海上機型達到了和歐洲頂級海上風電場的水平？
　　Anders：在自主設計海上大功率“智能風機”方面的技術優勢，使遠景能源具有很強的海上機型優化及工程服務能力。原因也很簡單，唯有自主設計才能讓機型及運行優化更有針對性、更有效率和更低的度電成本。
　　遠景能源完全自主設計海上大功率“智能風機”源于強大的技術研發基因，近幾年率先在全球推出低風速“智能風機”、智慧風場、格林云平臺、海上“智能風機”、全生命周期風電場解決方案，促進了產業的理性繁榮。
　　在遠景能源內部認同這樣一個觀點，那就是創新不能等、挑戰不能停，也正是這樣的緊迫感和濃厚的技術氛圍，培育了公司對海上風電產品的洞察力和價值發現，并貫穿到從概念設計到產品實現的全過程。
　　實際上，幾年前遠景能源就開始了“海上智能風機”的研發工作，歷經1.5MW、2.5MW、3.6MW和4.XMW等海上智能機型平臺的修煉，實際批量運行業績更是表明遠景“4MW海上智能風機”是一款具有很高可靠性和經濟性的機型，符合遠景能源持續降低海上度電成本的技術理念。
　　《風能》:您能否結合如東海上風電場項目運行實際，談談遠景4MW海上智能風機的特點或亮點？
　　Anders：可以說，遠景“4MW海上智能風機”有三大技術亮點：一是運行可靠性。這款機型的運行可靠性是由可靠性設計決定的。在可靠性設計上，遠景全球研發團隊遍訪歐洲上千例海上風電失效案例，保證已有失效模式不會在遠景大功率“海上智能風機”上發生。此外，針對“海上風機”高可靠性的要求，遠景全球研發團隊定義了高可靠性指標，并將其分配到零部件級，做到在基因層面保障機型的設計可靠性。從實際運行數據來看，通過風電機組適應性控制策略優化，這款機型正逐步實現歐洲頂級海上風電場平均故障檢修時間2000小時的高可靠性指標。
　　也正是可靠性指標的持續提升，有效保障了機組優異的發電性能。今年9月29日，臺風“杜鵑”在我國福建沿海登陸，受此影響，江蘇如東地區風力好于往日，當天遠景“4MW海上智能風機”整場發電小時達到23.6小時，排名首位。11月27日，寒潮來臨，當日遠景“4MW海上智能風機”發電小時數為23.84小時，排名第一，且所有機組運行穩定，均無故障。
　　二是智能化控制。遠景“4MW海上智能風機”通過使用數據洞察到兩個問題，一個是風正在做什么，另一個是下一步風還要干什么，從而能夠準確地感知自身的狀態和外部環境條件，通過控制策略優化和運行方式調整使其始終運行在最佳工況點。針對海上風況特點，遠景全球研發團隊開發了大風輪的載荷優化算法、基于疲勞壽命的優化運行算法、發電量自動尋優算法，并為這款機型匹配了整機振動模態測量、整機載荷測量以及齒輪箱和主軸承載荷、激光測風、葉片變形測量等先進的狀態監測系統，使機組整體運行優化和子系統部件的智能化故障診斷與預測成為現實。
　　三是一體化設計。遠景全球研發團隊整合全球資源，組建全球領先的海上風電機組、塔筒和基礎一體化設計團隊。一體化設計團隊結合中國海上風電工裝設備和施工能力，將整機重量、物流運輸、海上吊裝延伸到整條價值鏈中，通過采用系統集成設計及降載技術，使如東海上風電項目的基礎整體造價降低了10%。
　　《風能》：在海上風電領域，作為一家技術公司，遠景能源有何值得與業界分享的新產品，以及有哪些實質性的技術創新？
　　Anders：遠景能源自主研發的3.6MW、兩葉片局部變槳和碳纖維主軸技術的海上原型機，已在丹麥運行了3年時間，期間由丹麥政府出資組織丹麥Ris?國家實驗室、DONG能源和遠景能源對該機型進行了多項測試，結果表明這款機型與設計預期完全吻合，能有效應對臺風工況，降低基礎載荷50%以上，整體降低海上風電建設成本20%以上。來自亞洲、歐洲的海上風電投資商多次到現場實地考察，考慮使用這款機型開發海上風電。
　　著眼海上風電未來，遠景能源正在進行的技術創新主要有兩項，一是2015年歐盟決定資助遠景能源1億元人民幣，以推動由其主導研發的EcoSwing超導風機項目。遠景能源的EcoSwing超導發電機定子線圈采用傳統方式，而轉子線圈采用獨特的高溫超導材料制成。這些轉子線圈安裝在真空環境中，使用壓縮氦氣控制在77K臨界轉化溫度以下，實現轉子超導狀態。
　　超導技術成功應用于風電機組行業后，對風電領域來說，將是一種非線性的顛覆式改變，這一應用將大幅度提高發電機功率密度和轉矩密度，預計超導直驅方案將減輕塔頂重量至少30%，在風電機組本體減重的同時，又極大程度上降低了平臺成本，可謂一箭雙雕。
　　另一項是引用航空技術，開創性地將三維設計應用于風電機組葉片設計，依據空氣動力學，對葉片的8個剖面做了詳盡分析，并成功大幅降低了葉片的疲勞載荷，提升了年發電量。去年FlexSys公司采用無襟翼設計機翼（FlexFoil），解決了困擾飛機設計師和工程師多年的操縱面間隙問題。這一技術去年才對外宣布，但遠景專家敏銳地察覺到這一技術應用于風電機組葉片的可能性。FlexFoil采用柔性機翼，即無縫、幾何外形可改變的后緣操縱面，代替標準開式連接的襟翼。該設計是讓結構長度上的每個單元都承受變形載荷，使機翼蒙皮一致受力彎曲，形成無縫的風切入幾何機構。FlexFoil柔性機翼能夠以50度/秒的相應速率從-9度偏轉至+40度，可以滿足實時陣風載荷減緩的需求。該設備的扭轉形變可以達到1度/ft(0.3m)。此外，該新型結構的額定載荷超過10000磅，具有2.4倍過載的安全系數，并已通過疲勞、溫度和耐化學測試。
　　經過測試發現，這一技術應用到風電機組葉片同樣可以有效減少風阻，提高能量可利用率。柔性機翼通過產生微小的形變來減輕氣動載荷，在載荷建立起來之前就將其全部卸掉，而不會產生嚴重的后果。