2023年10月16日-19日，2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）在北京如約召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京，聚焦中國(guó)能源革命的未來(lái)。

本屆大會(huì)以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來(lái)”為主題，將歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話(huà)、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)分論壇。能見(jiàn)APP全程直播本次大會(huì)。

在10月18日上午舉辦的風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇上，中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司風(fēng)電改造部主任蔡安民發(fā)表了題為《風(fēng)電機(jī)組倒塔根因分析及風(fēng)險(xiǎn)防控》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

各位領(lǐng)導(dǎo)，各位同仁，大家上午好。本次風(fēng)能大會(huì)于昨天發(fā)布了全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全宣言，提了5條倡議，其中有一條倡議是提高透明度和可追溯性，確保產(chǎn)品質(zhì)量，降低風(fēng)險(xiǎn)。

我想咱們今天這個(gè)論壇，所有參與論壇的同志都是來(lái)關(guān)注整個(gè)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，也是為了實(shí)現(xiàn)全球的產(chǎn)業(yè)鏈，供應(yīng)鏈的安全。我想分享的主題是風(fēng)電機(jī)組倒塔根因分析及風(fēng)險(xiǎn)防控，分為三個(gè)方面，實(shí)際案例，根因分析及風(fēng)險(xiǎn)防控。

先來(lái)看實(shí)際案例，這里這里我做了一個(gè)簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)，這是所有對(duì)外公開(kāi)的渠道，媒體渠道都可以查詢(xún)到的事故。這里大家可以看到40來(lái)起，但實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)應(yīng)該是多于這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的。

第二個(gè)我們直奔主題根因分析。從運(yùn)營(yíng)商的角度，實(shí)際遇到的一些具體的問(wèn)題，從技術(shù)的角度以及管理的角度來(lái)找根因。這是事故的統(tǒng)計(jì)，可以看到從時(shí)間上來(lái)看，在2020年搶裝潮之后是爆發(fā)，主流的廠商以及主流的開(kāi)發(fā)商幾乎是無(wú)一幸免。管理學(xué)上有一個(gè)理論叫做冰山理論或者叫冰山效應(yīng)，我們往往看到事情的現(xiàn)象或者是本質(zhì)只是看到了一小部分，冰山下面巨大的冰山，它的力量是足夠大的，可以把泰坦尼克號(hào)都撞沉，如果我們不正視這些問(wèn)題，不去采取相應(yīng)的措施，我們整個(gè)中國(guó)風(fēng)電行業(yè)也是一艘巨輪，也就有可能會(huì)成為下一個(gè)泰坦尼克號(hào)。

經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，大家看一下這兩張圖，單機(jī)容量從1.5兆瓦快速的發(fā)展到目前陸上機(jī)組主流投標(biāo)機(jī)型6兆瓦7兆瓦，海上機(jī)組肯定12兆瓦以上。大型化速度非常快，同時(shí)價(jià)格在2020年到一個(gè)高點(diǎn)之后快速下降。在單機(jī)容量、葉片長(zhǎng)度、塔筒高度快速變大、變高、變長(zhǎng)的背景下，但是我們的開(kāi)發(fā)周期變短了。我們的供應(yīng)鏈技術(shù)在1.5兆瓦和2兆瓦的基礎(chǔ)上，1.5兆瓦2兆瓦歐洲人給我們交了太多的學(xué)費(fèi)，他們給我們奠定了良好的基礎(chǔ)。我們現(xiàn)在發(fā)展到6兆瓦7兆瓦，但是我們的開(kāi)發(fā)周期反而變短了。

我們接著原因分析，這里更多是從技術(shù)的角度，我們通常在討論為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，大家會(huì)說(shuō)那是外部原因，由于補(bǔ)貼退坡或者是在補(bǔ)貼退坡的背景下低價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)，我們歸類(lèi)為葉片、高柔塔、控制系統(tǒng)保護(hù)失效等等，歸類(lèi)了7個(gè)方面的原因。

首先看這兩年最典型誘發(fā)倒塌的事故，或者說(shuō)大家最關(guān)注的事故，誘發(fā)倒塔的葉片掃塔，目前很多集團(tuán)內(nèi)部有一些平原區(qū)域的高切變的風(fēng)場(chǎng)，為了避免掃塔，廠家提前收槳，固定收槳一度，有的地方收兩度，這一度可能損失3%以上的電量，這是我說(shuō)一個(gè)直接的結(jié)果。在大切變大湍流，我們的設(shè)計(jì)余量不足，葉片降本，同時(shí)我們新技術(shù)，凈空控制采用了新的技術(shù)，為了降低葉片的重量，凈空控制新技術(shù)應(yīng)用，但這項(xiàng)技術(shù)并不是太成熟。

第二個(gè)是倒塔，這個(gè)是批次性的質(zhì)量事故，也是在甘肅、廣西兩個(gè)風(fēng)場(chǎng)發(fā)生了，最后調(diào)研設(shè)計(jì)余量都不能滿(mǎn)足要求。高柔塔目前為了降低成本，那么大家可以說(shuō)大部分在110米120米以上都采用高柔塔，高柔塔可以降低重量大概跌20%，跌20%質(zhì)量下降的情況下，對(duì)我們的技術(shù)其實(shí)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。我們技術(shù)要精細(xì)化。實(shí)際上這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該是可以能夠產(chǎn)業(yè)化的，但實(shí)際技術(shù)上控制要求更高，在這種技術(shù)沒(méi)有做得更精細(xì)的情況下，就容易導(dǎo)致渦激振動(dòng)結(jié)構(gòu)失效，或者說(shuō)共振點(diǎn)穿越失效，或者是渦激振動(dòng)。

還有控制系統(tǒng)保護(hù)失效，通常的話(huà)我們專(zhuān)業(yè)控制的頻率參數(shù)設(shè)置不合理，不一定會(huì)發(fā)生共振的放大，但是在長(zhǎng)時(shí)間會(huì)加速疲勞或壞，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。右下角的這個(gè)圖大家可以看到控制好的和控制不好的，紅色就是控制好的，穿越控制載荷是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于黑色的。第二個(gè)方面就渦激振動(dòng)失效，這個(gè)也是在吊裝、停機(jī)、電網(wǎng)斷電等情況下，我們有沒(méi)有做精細(xì)化的抗渦激振動(dòng)的策略及措施，渦激振動(dòng)是通過(guò)圓柱體左右兩邊產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的漩渦，這個(gè)會(huì)產(chǎn)生橫斷力，橫斷力脫落的過(guò)程中有一個(gè)固有頻率，跟塔筒的頻率如果耦合，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失效。

第三個(gè)原因是雷擊，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)所有的機(jī)組的設(shè)計(jì)都源自于歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，雷擊現(xiàn)在主要引發(fā)的一個(gè)是失火，一個(gè)可能是葉片折斷或者說(shuō)損傷，主要的原因是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不能滿(mǎn)足，我們直接引用別人的標(biāo)準(zhǔn)，可能不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的雷電環(huán)境的要求。

接下來(lái)運(yùn)維，這是一個(gè)典型的事故，是18年發(fā)生的，網(wǎng)上都有對(duì)外的公開(kāi)事務(wù)的報(bào)告，這個(gè)事件的直接原因是定檢維護(hù)人員嚴(yán)重違規(guī)操作，手動(dòng)變槳模式下，在三只槳葉前開(kāi)的狀態(tài)下，對(duì)機(jī)組進(jìn)行了復(fù)位的操作，這個(gè)瞬間就倒塔了。表面來(lái)看，可能是運(yùn)維人員有一些直接方面的原因，但更深層次的本質(zhì)原因是我們的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，早期設(shè)計(jì)，在買(mǎi)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其實(shí)很多一些新的技術(shù)并沒(méi)有給中國(guó)人或者給到中國(guó)，或者我們自己設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不充分，經(jīng)驗(yàn)不足，最本質(zhì)上就是設(shè)計(jì)沒(méi)有進(jìn)行防坍設(shè)計(jì)，如果進(jìn)行防坍設(shè)計(jì)，在手動(dòng)變槳模式下進(jìn)行防坍設(shè)計(jì)，這個(gè)問(wèn)題就不會(huì)發(fā)生。

接下來(lái)是大切變、大湍流，目前我們的機(jī)組為了在不同環(huán)境條件下，一些開(kāi)發(fā)難度越來(lái)越大的區(qū)域，尤其是高端流區(qū)域，我們?yōu)榱瞬东@風(fēng)資源，在一些原來(lái)可能不太好的地方我們也去開(kāi)發(fā)，高切變是高塔筒應(yīng)用，但是高切變?cè)瓉?lái)的風(fēng)輪直徑是比較小的，原來(lái)的風(fēng)輪直徑可能就是100米以?xún)?nèi)，在高切片情況下，問(wèn)題可能不會(huì)那么凸顯。目前葉片接近200米，這樣的一個(gè)高切變，而獨(dú)立變槳技術(shù)成熟度目前在整個(gè)行業(yè)只是極個(gè)別廠家在掌握，可能一兩個(gè)廠家掌握的成熟度比較高一些，也就是說(shuō)在這種情況下，在高切變的條件下，導(dǎo)致的不平衡載荷是會(huì)引起掃塔或者其他的加速疲勞或壞，高端流會(huì)導(dǎo)致葉片驅(qū)動(dòng)失速會(huì)加速疲勞。

接下來(lái)說(shuō)一下質(zhì)量問(wèn)題，最根本的我想說(shuō)兩點(diǎn)，一點(diǎn)就是目前的降本很多都是停留在理論上的降本，或者停在紙面上的。實(shí)際上一個(gè)設(shè)計(jì)，一個(gè)產(chǎn)品閉環(huán)，它是要經(jīng)過(guò)一系列的，要經(jīng)過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)時(shí)間檢驗(yàn)的。大家可以看一下我們?nèi)A南集團(tuán)的監(jiān)督機(jī)構(gòu)做的統(tǒng)計(jì)。在交付的時(shí)候，這是投標(biāo)中標(biāo)，中標(biāo)之后簽訂合同之前統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，大家看一下統(tǒng)計(jì)，這個(gè)數(shù)據(jù)看完之后是我感覺(jué)比較震驚的，而很多項(xiàng)目中標(biāo)之后，可能趕上下半年年底就要搶裝就要交付，可能研發(fā)周期到投標(biāo)周期也就5~8個(gè)月，很多項(xiàng)目中標(biāo)之后，認(rèn)證還在同步做，但是馬上又要交付。我們認(rèn)證的作用就是測(cè)試驗(yàn)證提升可靠性，完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化和閉環(huán)。

在這種情況下可能很多產(chǎn)品都是帶病，或者我們只是說(shuō)從理論上把一些發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，按道理是從認(rèn)證的角度或者大設(shè)計(jì)的概念上，測(cè)試認(rèn)證遇到問(wèn)題完成優(yōu)化之后，還要進(jìn)行再次的驗(yàn)證和測(cè)試，而不是說(shuō)根據(jù)測(cè)試驗(yàn)證中改了設(shè)計(jì)就一定能滿(mǎn)足了，但我們第二環(huán)可能就沒(méi)有做，產(chǎn)品就批量化推廣。這個(gè)是制造工藝質(zhì)量和施工質(zhì)量，主要是和人、機(jī)、原、工、環(huán)密切相關(guān)，施工質(zhì)量的混塔，這是比較典型的，更需要去引起重視和施工質(zhì)量控制的。

質(zhì)量問(wèn)題的根因分析主要是有以下4個(gè)方面，第一個(gè)機(jī)型更新迭代過(guò)快，沒(méi)有進(jìn)行充分驗(yàn)證，就進(jìn)行市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。第二個(gè)供應(yīng)鏈的成熟度偏低，我們以前開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品可能至少16個(gè)月到18個(gè)月以上，當(dāng)時(shí)的供應(yīng)鏈?zhǔn)欠浅３墒旆浅７€(wěn)定的，為什么我們近2年這么多問(wèn)題，那是因?yàn)樵?兆瓦3兆瓦以前，歐洲已經(jīng)給我們打造好了一個(gè)穩(wěn)定成熟可靠的供應(yīng)鏈，當(dāng)產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到單機(jī)容量6兆瓦以上，在這種情況下，供應(yīng)鏈就沒(méi)有成熟度，在沒(méi)有成熟度的情況下，這個(gè)產(chǎn)品的迭代周期更快，因?yàn)樵谄絻r(jià)的背景下，我們需要更長(zhǎng)的葉片，更大的機(jī)型，在這種背景下，這是供應(yīng)鏈未得到充分的驗(yàn)證和技術(shù)沉淀，就去大批量推廣，這個(gè)問(wèn)題是必然要發(fā)生的。第三個(gè)是低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)。低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)驅(qū)動(dòng)降本，技術(shù)創(chuàng)新很多時(shí)候標(biāo)準(zhǔn)也不是不能突破，但是是否經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的，沒(méi)有充分驗(yàn)證就沒(méi)有可靠性。第四是激進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新，任何一項(xiàng)技術(shù)，任何工業(yè)產(chǎn)品，任何一個(gè)行業(yè)，它的技術(shù)創(chuàng)新是需要經(jīng)過(guò)時(shí)間，技術(shù)創(chuàng)新肯定是有不確定性的，我們需要付出時(shí)間和金錢(qián)成本來(lái)充分驗(yàn)證，但是目前我們并沒(méi)有按照這個(gè)規(guī)定來(lái)做。在縮短開(kāi)發(fā)周期的情況下，可想而知可靠性肯定是急劇下降的，這是我從管理和技術(shù)上總結(jié)的4個(gè)方面的原因。

最后講風(fēng)險(xiǎn)防控，風(fēng)險(xiǎn)防控分為兩方面，存量機(jī)組、增量機(jī)組，剛才舉例的甘肅倒塔事故，實(shí)際上如果我們把后期的新技術(shù)，防坍設(shè)計(jì)早就應(yīng)用了，我們應(yīng)用到存量基礎(chǔ)上，這個(gè)事件肯定是不會(huì)發(fā)生的。也就是說(shuō)一些新技術(shù)，更安全更可靠的設(shè)計(jì)理念，要應(yīng)用到有些根本成本是非常低的，甚至是邊際成本是0成本用到存量基礎(chǔ)上，同時(shí)存量基礎(chǔ)上遇到的一些問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，我們要應(yīng)用到增量機(jī)組的設(shè)計(jì)中去。

為什么我放了這張幻燈片在這里面，因?yàn)槲椰F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)整機(jī)廠家可能公司都是獨(dú)立的，后端的問(wèn)題在前端，就是這個(gè)也不是沒(méi)有閉環(huán)，但是閉環(huán)的路徑太長(zhǎng)，時(shí)間太長(zhǎng)，往往發(fā)生問(wèn)題才去梳理，管理上我覺(jué)得所有的問(wèn)題應(yīng)該是要預(yù)判問(wèn)題，就要提前去做相應(yīng)的措施，才能規(guī)避問(wèn)題，而不是發(fā)生問(wèn)題再去做這個(gè)事。

對(duì)于存量機(jī)組要對(duì)事故復(fù)盤(pán)，要深入的檢查整治，同時(shí)要應(yīng)用監(jiān)測(cè)技術(shù)和智能化技術(shù)。現(xiàn)在這兩年的事故發(fā)生越來(lái)越多，可能大家也比較關(guān)注，監(jiān)測(cè)或者是智能化更多的是要有針對(duì)性，具體的問(wèn)題具體來(lái)制定方案。對(duì)于存量機(jī)組這里我還想提一個(gè)比較大的，凸顯的問(wèn)題。早期的1.5兆瓦機(jī)組和2兆瓦機(jī)組可靠性是非常高的，早期的機(jī)組，遠(yuǎn)程不能復(fù)位的故障也遠(yuǎn)程復(fù)位了，也沒(méi)事，這些運(yùn)維人員還是停留在這個(gè)理念上，對(duì)一些新的機(jī)組5兆6兆如果再這么干，發(fā)生問(wèn)題的概率是顯著增加的。比方說(shuō)對(duì)變槳系統(tǒng)故障，偏航系統(tǒng)、傳感器異常、安全鏈異常等等這些不可復(fù)位故障，是絕不允許帶病復(fù)位。

另外大家比較關(guān)注的掃塔，我們也是做了很多個(gè)不同技術(shù)路線的樣機(jī)測(cè)試，包括調(diào)研，主要是目前很多存量機(jī)組和增量機(jī)組，增量機(jī)組是為了降低葉片的重量降本，存量機(jī)組是因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)生了問(wèn)題，我們要加裝設(shè)備，目前從技術(shù)的成熟度和行業(yè)應(yīng)用情況及成本三個(gè)方面考慮，調(diào)研結(jié)果是三線激光和視頻凈空相對(duì)是更可靠的凈空控制方案，這個(gè)主要是用來(lái)防止葉片掃塔的一個(gè)技術(shù)。

對(duì)于增量機(jī)組，大家可以看到這個(gè)機(jī)型還是在變大，葉片還是在變長(zhǎng)。昨天我在會(huì)場(chǎng)上我還問(wèn)了做研發(fā)的同志，我說(shuō)停下來(lái)了沒(méi)有？他對(duì)我一笑，他說(shuō)你懂的。其實(shí)我們很多技術(shù)人員也很無(wú)奈。因?yàn)榘l(fā)展了6兆瓦7兆瓦，我認(rèn)為供應(yīng)鏈要成熟，剛才宗川翔提到的一個(gè)產(chǎn)品的投放市場(chǎng)的周期，那個(gè)周期就是用來(lái)形成穩(wěn)定、成熟、可靠的供應(yīng)鏈周期。我們6兆瓦7兆瓦這個(gè)級(jí)別剛把產(chǎn)業(yè)鏈稍微成熟一點(diǎn)，又跑到8兆瓦10兆瓦，這個(gè)是很不理智的行為，至少?gòu)募夹g(shù)上來(lái)講。所以我們建議一定要尊重技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)律，技術(shù)創(chuàng)新并非一蹴而就的，要加強(qiáng)整個(gè)測(cè)試驗(yàn)證和應(yīng)用支撐，加強(qiáng)工程技術(shù)全過(guò)程管控。

最后提一點(diǎn)建議，我們要完善技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從開(kāi)發(fā)商的角度，對(duì)于事故要建立預(yù)防專(zhuān)項(xiàng)方案，同時(shí)要對(duì)事故進(jìn)行深入的研究分析，對(duì)失效模式進(jìn)行研究和分析，對(duì)存量機(jī)組要采取相應(yīng)的針對(duì)性措施。剛才也提到原因，主機(jī)廠家是一方面，開(kāi)發(fā)商是一方面，我們要優(yōu)化這個(gè)評(píng)標(biāo)方法，引導(dǎo)良性競(jìng)爭(zhēng)，我們考慮就是要引導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子如何平衡，又要快速發(fā)展，又要高質(zhì)量發(fā)展關(guān)系。第四要加強(qiáng)運(yùn)維數(shù)據(jù)的分析，要體現(xiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值，用數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)前端的閉環(huán)，加強(qiáng)全過(guò)程的工程技術(shù)質(zhì)量的管控，加強(qiáng)技術(shù)質(zhì)量的復(fù)核和審查。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）