趙岷：我的題目是“海上風電變流器的設計和應用”，我從一個方面來講解總體概況，總體表達的意思就是海上風電蓄勢待發，后面有很多工作可以去做，有很大的市場，就是這么一個想表述的意思。

 

　　針對于海上風電作為微逆技術，我們所承擔的心情是什么？首先肯定是高興，興高采烈。每一個風電從業者都應該是興高采烈，因為我們國家40%風況最好的地區不新批項目的話大家得吃飯，這是最實在的東西，全部都擠在60%低風速地區的話我們肯定都很艱難。海上是一個新的機會，但是又有一個新的挑戰，所以有戰戰兢兢之感，要小心的對待海上風電整個所面臨的新的問題和新的挑戰。所以最后我寫了一個是對市場保持敬畏之心，如果你不對市場保持敬畏之心，市場就會發飆讓你知道你要對它保持敬畏之心。因為我們市場太大了，幾十萬上百萬的設備，幾千塊的設備，就讓幾分錢的設備不當導致批量整改，我們也不是沒吃過這樣的虧，肯定是有的，肯定我們在市場上始終對市場保持敬畏。

 

　　敬畏歸敬畏，還是要繼續往前走。還是要面對這些挑戰和困難，我們風電從陸上進軍海上，變流器有哪些變化？從我們看來有很多很多，比如功率增大，功率增大因為我們基建成本比陸上高，所以功率增大對于單位瓦時的成本下降是有好處的。維護難度增大，陸上雖然比較辛苦，但是大部分還是能趕得到的，海上如果有個風十天半個月上不去也是有可能的，當然有炒的比較熱的電壓等級，到底用中壓還是低壓，中壓產品的話用哪些器件，有很多討論。我想說的就是環境變化，其實我們從陸上進軍海上，我們認為最大的變化還是環境。其他的因素引發的像功率增大、電壓等級，這個總體來講還離不開一個電的范疇，但是環境的變化是非常非常大的，完全不一樣的環境。像我們在西安內陸地區，到海邊明顯感覺就不一樣，對人體感覺都是非常明顯的，對機器的話長年累月放在那里也是非常有挑戰的事情。

 

　　如何進行環境變化的研究？先說一個方法論，實際上就是四個階段。海上到底有什么需求？包括客戶需求，應用環境需求，標準規格設計。需求識別以后就要去設計，你識別需求的話如何滿足這些需求？包括適應性設計、可靠性設計，包括一些分析。設計完了以后是不是就能達到滿足你的需求呢？這個要去驗證，要去測試，做一些環境試驗，可靠性試驗，所有這些都做完了只是萬里長征第一步，最后要投入市場運營，要看一下前面需求收集是否合理，最重要的是你的設計是否滿足了這個需求，要跟蹤市場的表現。我們在很多新產品投入市場的時候往往會產生這樣的情況，但是不要緊，只要我們有跟蹤，有閉環，這些問題遲早都會得到很好的解決。這就是這四個部分，我的膠片，后續的膠片基本上就圍繞這四個部分進行。

 

　　海上變流器全生命周期遇到哪些環境條件，下面這全部都是指的從工廠一直到調試和運行等等，包括最后的報廢拆除，在每個環節我們變流器可能遇到的這個環境因素，包括溫濕度，淋浴、鹽霧，吊裝跌落等等。在這些環境下存在哪些環境因素？這些環境因素對人來講就是很潮，感覺潮濕、潮熱，身體不舒服。對于機器來講機器會有什么反應？對于機器影響是什么？我們是第三步的分析。

 

　　需求識別這方面我們可以看一下海上風電變流器面臨的需求，大概就是六個因素：環境因素高低溫、濕度、壓力、輻射、風度、海浪、冰、霜等等。第二是微生物因素，我們包括微生物、動物、海洋生物，比如說牡蠣之類的。第三是化學活性物質就是鹽霧。第四是機械條件一般就是沙、石，這些在海上來講會好一些。在水溫條件包括海水的溫度，包括鹽度，波浪、海冰。最后就是機械條件，包括振動、沖擊，包括在吊裝過程中可能會產生的傾斜，這是六大方面。下面再簡單看一下這六個方面大體上會對變流器產生什么影響。

 

　　像氣候條件，我們很多氣墊都會有曲線，在什么樣的環境下就有什么樣的條件，當然要把所有溫度環境變化因素考慮在內，包括輻射引發的高溫，因為功率半導體在高原上，在紫外線非常強烈的時候，受紫外線輻射也是有一定損壞率的，但是在海平面的情況下輻射會引發高溫。包括溫度變化引發材料的龜裂，包括溫度變化引發的凝露，這種情況下如果放在導電的設備上來講很有可能會引發短路。

 

　　化學活性物質對產品造成的潛在影響，包括電化學腐蝕，可以看這是海邊的橋梁腐蝕，包括密封膠條老化，包括漆層起泡和脫落，包括機械引發的沙石，包括像內部的斷路器方面的設備引發了機械不能及時的開通和關斷，或者反饋信號主電路工作是合格的，但是給你發了錯誤的信號，讓變流器做出錯誤的判斷，這個也是很麻煩的。像電解作用引發的漆皮的氣泡和脫落，而且霉菌會加速它的老化，一旦起了霉，霉菌是在濕度條件下產生的，一旦產生霉又加大它的濕度，因此加速了霉菌的變化，所以在霉菌方面我們最好的方式就是切除它起霉的條件。

 

　　機械條件對產品造成的潛在影響，包括跌落，還有傾斜等等這些如果設計不當的話都會產生，我們可以看到主框架變形，器件松動，這些都會影響產品的性能表現。這就是簡單說一下我們的需求以及對變流器導致的一些惡果。

 

　　下面咱們討論一下怎么樣防止這些悲劇的產生，那就是恰當的設計，舉個例子像我們水冷器件，散熱器，氣熱換熱器，這種就是說你為了適應它的高溫條件下順利運行，就是把機器內部所產生的熱量非常充分的帶動，在機器內部保持一個比較好的溫度環境。比如說水桶電纜，水桶電纜設計還是相對比較麻煩一些，但是它產生的水度有96%是被水度帶走了，只剩下4%的殘余熱量，這樣在機器內部熱量快速被帶走，主要保持機器內部比較低的相對溫度。還有在整機設計和布局也是很有考究的，因為布局的問題我把這個導了一下，實際上它應該是立起來的。也就是說你在布局的時候對熱比較敏感的器件就不要布到比較熱的地方，就布到藍色這些地方，還有就是散熱量比較大的器件盡量就不要影響其他器件，特別是對熱比較敏感的器件。本身整機溫度就比較高了，你就不要讓散熱比較大的器件再雪上加霜了，你的風道，整個水路都是要整體協調和考慮。通過這樣我們達到比較好的滿功率的溫度，或者是比較好的降溫的溫度范圍，就是比較寬的工作范圍。

 

　　設計的話還有一些密封設計，在海上對于鹽霧、霉菌這些來講，對于內部的設計影響，我們就把它拒絕于變流器外，做一些密封方案，過線密封、密封組件、門板密封、局部密封、密封接口等等，這樣實現整機機柜至少實現IP54的防護等級。左邊做的是IPX5的試驗，最低是IP54，我們按照IP55來做的。這是密封。

 

　　這個是像機械方面的一些設計，像機柜的隨機振動包括減振器，最右邊的軟連接我們看主要體現在上面的扭排，包括接插件，還有一些仿真，固有頻率仿真，這個在機械方面都要考慮，所有這些都滿足最后的機械應用要求。

 

　　設計說完了下面就看看測試怎么測，怎么樣滿足需求，然后你的設計是不是滿足需求。測試總是有一個標準，我們的標準就是方方面面的，簡單搜集了一下有很多，現在推薦的國標還有行業標準等等，這里面還沒有說海外的IEC標準。舉例子，整個標準都是不一樣的，怎么辦？其實最簡單粗暴的方式就是把它全部合起來做個并級然后去做，這些我們都是用海上方向去用，海上有些整機廠賣到不同的國家，就根本不同國家的高低穿越的標準，就這個標準，我們在環境實驗上也是一樣的，把所有的標準合起來求個并級。

 

　　所以總結出來大體上有三種，一種是季候類，一種是機械類，一種是特殊類，所有的實驗基本上就和前面的設計相匹配起來。

 

　　我們看一下具體做的一些工作，一個就是機柜做的防腐實驗，因為這些實驗不太好做，都是到全國各地找資源，防腐實驗是我們通過了C5防腐等級。

 

　　這是霉菌，我們做了28天的霉菌實驗，這是霉菌實驗箱，這是我們選用的器件放了28天看它是不是長霉，右邊是報告。

 

　　鹽霧我們做得比較多，因為海上我們直觀感受就是鹽霧。分了幾個層次去做，第一就是做了一個迷你柜，里面把我們一些敏感的器件擺上去，然后也是同樣的做了28天的實驗，然后在小柜子外面有一些對比的器件，我們看一下28天以后的情況，上面是我們在迷你柜里面的器件，下面是我們放在外面的器件，可以看到整個柜體的防護還是非常有效的，整個對比也是非常明顯的。

 

　　整機怎么辦？整機不太好做，但是我們也做了。我們找個整機放在大的機柜里面，主電路上該有的電基本上都有了，這是做了28天的鹽霧實驗，這是做完了以后實驗現場下面那個就是我們的界面，就是說這個機器在運行著的，右邊的圖是我們做完28天以后看到里面的器件，基本上沒什么影響，最后面是出的報告。

 

　　第三個層面就是前面都是加速實驗，這一次我就自然放置，實際模擬海上實驗，我們也參加了中國電氣科學研究院作為項目主導方來做的實驗，他們主要是在三亞有一片實驗場地，把機器擺在那兒現場晾著，這是第一點。第二點在實驗室人工模擬，這個我們其實也做了，第三個就是防護技術研究，我們現在做的是第一點就是在三亞現場擺著，這是現場的一些圖片，現在已經做了有大半年了，4月份開始的，每三個月我們會過去看一下結果如何。

 

　　接下來是機械試驗的代表，這個振動臺它是32噸，按照應該是31094，因為這個標準是我們一個工程師牽頭寫的，所以標準相對比較嚴酷一點。

 

　　最后一點是問題閉環，我們現在在海上一個蓄勢待發的狀態，所以我們也是非常緊密的關注變流器的問題，只要有這種心態我相信最后的問題都會解決，這大體上就是我說的四個方面。

 

　　最后做一個廣告，維諦技術做得比較扎實，我們公司整個推薦的是海上變流器的項目，參加了深圳市科學進步獎的評審，我們也獲獎了，這個很不容易，在深圳獲獎的名單里面只有兩家是外資企業，包括我們，這個也是政府方面對我們工作的一個肯定。大概我的介紹就這么多，謝謝大家！