隨著平價上網的步伐越來越近，風電開發競爭日趨激烈，風電項目建設周期縮減，這對風電設備質量與可靠性提出了巨大挑戰。

2019年9月19日，由中國可再生能源學會風能專業委員會主辦，中車株洲電力機車研究所有限公司承辦的“中國風電設備質量與可靠性論壇”在湖南株洲隆重召開，本次會議主要圍繞“風電設備質量與可靠性”為主題展開，從風電設備設計創新優化、制造可靠性提升、運維可靠性管理、供應鏈可靠性管控等角度進行深入探討。


中國風電經過幾十年的飛速發展，已經從補充能源轉變為替代能源。中國可再生能源學會風能專業委員會高級顧問劉維方強調，當前，我們面臨的挑戰不僅僅是平價和搶裝，風電設備質量與可靠性也是行業面臨的生死攸關問題，中國風電應當由高速度發展向高質量發展轉變，這需要全體風能人發揚工匠精神，守正創新，行穩致遠，共同推進風電行業健康穩定發展。


風電平價新時代大背景下，提高質量與降低成本的雙重壓力與日俱增。中車株洲電力機車研究所副總經理彭華文在會議致辭中介紹到，中車株洲所自進入風電領域以來，以源自高鐵的十大核心技術，同時依托自身獨特的設計創新，快速響應智能化運維，綜合能源、分布式能源建設等技術和服務，確定了以新能源投資為主產業助推器，著力打造風電整機、智能運維及綜合能源服務三大產品線的戰略思路。現在已擁有1.5MW、2MW 、3MW、4MW平臺化機組以及各系列產品。且機組TBA和MTBF數據名列行業前茅。期望能與大家共同努力，合作共贏，推動風電行業高質量發展，為未來的藍天白云，綠水青山貢獻一份力量。


隨著國內風電裝機規模的不斷增加，對于后市場運維提出了更高的要求，如何保障風電機組在全生命周期內安全可靠的運行至關重要，北京航空航天大學趙廷弟教授表示：與風電運維最密切的就是維修和測試故障，但運維不僅僅是維修故障，其對于整個運維過程都有相應要求，我們應以故障為核心，安全為底線，涵蓋可靠性、安全性、維修性、測試性和保障性要求來服務客戶。

全生命周期的敏捷運維與自主保障，首先就是一個運維場景的需求分析——不同的風機，不同的場地，包括維修條件。不同的運維條件會決定設計方式和維修方式，基于大數據的運維是對設計的修正和提升。

趙廷弟強調，風電不是單一的風力發電機組，而是由風機為核心所構成的一個大系統，我們需要針對該系統進行全方位、全特性和全壽命的設計與考慮，甚至細致到一個微小的元器件。另外系統SHM健康可靠性管理，強化系統對于故障的容忍程度，保障再出現小故障時仍可正常運營，這樣就能大大提高生產效率。


風電行業正在逐步脫離補貼，從以前全額補貼，到標桿電價補貼，再到風電平價政策推出，風電產業鏈面臨著非常大的挑戰和壓力，在此大背景下，我們如何保障風電質量與可靠性？

中車株洲所風電副總經理兼總工程師高首聰認為，風電質量與可靠性保障貫穿風電項目建設全過程，包含前期風資源開發，微觀選址；中期風電整機研發、設計、制造，以及整機和供應鏈的協同；后期故障預警預測，智能運維。他詳細介紹了中車株洲所提高風電質量與可靠性保障的5個方面。

1、風資源是開發風場最基礎核心前提

高首聰介紹，針對風資源開發與選址的探索。中車株洲所基于6大技術研發了2個大平臺。一是中尺度風資源模擬及宏觀選址平臺，還有一個風資源數據模擬高性能計算平臺，確保前期測風精準性、微觀選址的準確性。平臺以國家氣候中心數據為基礎，還可以提供任意點位的雷暴，沙塵，濕度，冰凍，極端氣溫計算，進步降低風資源評估風險，降低風場開發前期成本。同時，基于多目標多維度微觀選址優化技術，能夠對多約束條件下，對不同目標，如利用小時數最優、IRR最優、度電成本最優等進行快速求解和分析。

2、貫徹平臺化產品開發的理念

目前已經形成包含1.5MW、2 MW 、3 MW、4 MW平臺化機組以及各系列產品，并配置系列化長度和尺寸，很多部件可以互用，提升不同機型之間零部件的互用率，進一步提高機組的延續性和可靠性。在風電整機研發設計過程中，試驗驗證是必不可少的一個過程，中車株洲所吸收在軌道交通高要求、高標準、高可靠性的完善試驗驗證體系經驗，形成了一套包括振動、高低溫、淋雨、疲勞等試驗資源，并結合風電整機仿真技術的完備試驗驗證體系。

針對特定的風場，特定風資源，高首聰表示，如果用同一套設計去滿足所有風場，就會存在過設計等問題。中車株洲所會根據不同風電場特性，從降低成本，保障風電場安全性、可靠性的角度進行針對性的設計，以充分利用風資源并滿足特定風電場需求。

3、嚴格供應鏈管理流程

搶裝過程中，業主最關注的問題除風電設備質量和可靠性外，還有就是供應鏈問題。高首聰強調，中車株洲所延續軌道交通供應鏈管理理念，形成了一套非常嚴格的供應鏈管理流程，對供應商準入、績效評價、實物質量控制、首件質量管理，首件轉批產的質量管理等過程都有嚴格的要求，確保供應商具備持續提供可靠產品的能力。

4、打造基于大數據的智能運維平臺

風電運維現在面臨諸多問題，信息不透明、不完善、風機故障或大或小、疑難故障根本原因難以準確定位和分析等一系列問題。中車株洲所基于現場上千臺風機數據建立了基于大數據的智能運維平臺。涵蓋運行監測、健康管理以及智能運維三個系統，運行監測系統可通過數據分析對風電機組故障進行預警、診斷。健康管理系統基于大數據算法研究，每隔十分鐘會對現場風場的數據做健康狀況的適時檢測。智能運維系統能夠快速準確的指導現場完成故障處理，并形成風機故障知識庫。目前該平臺已經管理上千臺的機組，建立了多個數據模型，有效指導現場運維，保障了產品運維過程的高效、可靠。

5、將高鐵系統可靠性管理理念移植到風電領域

高鐵和風機都是大型機電集成系統，只不過一個用電，一個發電。由于兩者工作環境、壽命等都近乎類似，兩者可靠性管理體系是有很多相通的地方。但兩者的質量與可靠性水平存在一定差異，高鐵的核心部件，如網絡控制系統，MTBF的水平都是在百萬小時級。中車株洲所把適用于風電的高鐵可靠性管理理念移植到風電領域，并取得了顯著效果。

高首聰表示，無論是當前風電搶裝，還是未來的平價上網，風電設備的質量與可靠性始終是行業可持續健康發展的基礎，中車株洲所愿意與各位同行一道，不忘初心，堅守制造的本質，一起為風電行業高質量發展貢獻力量。


會議期間，鑒衡認證中心風能事業部副總經理楊洪源對風電設備可靠性進程——IEC61400-1,2019 進行了詳細的解讀，他表示，當前，我國風電機組呈現大型化發展趨勢，海上風電爆發式發展，平價時代的到來，這些都將風電設備的安全可靠性推向了風口浪尖，IEC61400-1,2019是2019年2月份發布的，內容也根據行業目前發展現狀趨勢做出了相應的修改。

楊洪源表示，IEC61400-1,2019有一個主要變化，明確了風電機組可靠性水平，一般來說風電設備可能年失效概率是10的負3次方，如果到了10的負5次方危險性是很低的，如果要繼續提高可靠性，就要增加投入成本。對于載荷的變化，新版標準提到風輪方位角和偏航誤差，降低誤差也可以避免小概率事件發生。

楊洪源認為，風電設備的可靠性設計要求介于一般機械設備和航空設備之間，在結構設計和結構可靠性方面，新版的標準出現了比較大的變化，不同的設計方法和試驗都會出現相應的偏差，這就造成結構加工制造過程當中或多或少都會出現缺陷，運行過程中，風電設備也一樣，不可避免的會出現目前零部件的失效或損傷，但只要在短時間內還是安全的，初始缺陷是被允許的，我們后續檢查并及時更換。


此外，會議還邀請了風電開發企業、整機企業、電氣設備配套企業以及認證機構就風電設備質量與可靠性做進一步交流對話，各嘉賓也從各自角度對問題進行了作答，大家共同總結經驗教訓，抓住市場機遇，推進風電行業可持續健康發展。