為什么我國風電場需要量身定制風機?簡單說,這是由中國風電開發的實際情況決定的。
一個現象是,我國低風速風電場越建越多,可業內卻很難界定某個風電場是標準的IEC幾類風場以及應當使用IEC標準中的幾類風機?IEC標準對I 、II、 III、 S類風場定義為10m/s 、8.5m/s、7.5m/s及其他。
但問題是,在復雜山地風電場,各機位的風資源差異十分明顯,甚至某些項目會出現橫跨S類,III類和II類三個風速段的極端情況。顯然,開發這類風場需要系列化機型的支撐,這不僅是為更高的投資回報率,更重要的是追求風電場的整體安全性。
那么,為什么遠景智能風機平臺能真正為風電場量身定制風機產品呢?
先來認知遠景智能風機產品平臺的設計理念。“模塊化”和“集合”是認知這一平臺設計理念的兩個關鍵點:“模塊化”設計是解決個性化管理成本最重要的手段,它可以大大縮短產品開發的時間,提高產品的質量和可靠性;“集合”是指一系列共享設計、公共零件和接口的集合,使平臺中的產品系列具有相同的市場定位和類似的功能需求。
值得注意的是,相比傳統面向訂單或單一的產品設計,面向產品平臺的設計在開發方法上是一個飛躍,其特點體現在三大方面:一是面向產品平臺設計是面向一系列產品的共同設計,其在面向訂單設計之前就已經過規劃和劃分產品系列和模塊功能設計;二是產品平臺設計必須定位一個或幾個特定系列的產品,其中產品有比較相同或相似的結構和功能,便于分辨各單一產品之間的共性和個性元素;三是基于產品平臺的各個功能模塊,通過適當的選配、參數驅動和少量個性化設計,可快速生成滿足客戶需求的個性化產品。
下圖描述了這一產品平臺的基本結構:
產品平臺示意圖
或許,以汽車行業平臺化開發為例,可以有助于認知遠景智能風機平臺的價值。可以看得見的是,遠景智能風機平臺化的開發方法定能滿足未來風電市場和個性化客戶的需求。
汽車平臺化開發方法示例
由此可以聯想到,風機產品平臺包括機械傳動總成、電氣傳動總成、機艙承載底盤以及輪轂等幾個基本模塊,遠景智能風機平臺在模塊設計的理念上堅持了五大原則:
一是模塊設計需要考慮在不同機型上盡可能的通用性,特別包括塔筒和基礎,這樣在實際基礎施工上會帶來很大的便捷性;二是關鍵大部件及子系統的模塊規劃要匹配未來機型和零組件的發展趨勢,能夠使得產品平臺支持未來的產品升級;三是控制系統的平臺化設計要匹配未來風機及控制策略的發展趨勢,能夠兼容考慮產品平臺支撐產品的升級;四是備品備件的通用性;五是運維的通用性。
模塊的發布及其應用到批量機型中的關鍵零組件必須是已經被市場驗證成熟或通過嚴格測試的,以使新型衍生風機既快速滿足市場新需求,又能夠同時保證衍生風機的性能和可靠性繼承其母平臺原有機型的成熟特點,確保在20年全生命周期為業主提供穩定的經濟回報。
為什么遠景智能風機平臺上出產的風機能夠實現這一經濟目標?
一方面,系統的魯棒性、前瞻性和可復用概念結構設計,使平臺有了更具未來氣質的可擴展性和功能延伸性。從EN-110/2.1到EN-115/2.2、EN-115/2.3機型,再到EN-121/2.2,每款機型的推出均是在原有母平臺結構上的局部優化與增量的開發,使得平臺上的高可靠性、高性能DNA得以在所有機型上傳承。比如基于成熟齒輪箱技術,通過載荷的優化設計,開發出適用于低風速區域的高承載扭矩大速比齒輪箱,以及模塊化的變槳軸承系統、偏航制動驅動系統和機艙承載結構設計,既要擴大風輪直徑,還要使其帶來的載荷最小化,為未來產品升級留有充分的余量空間。
另一方面,遠景智能風機平臺對接國際領先的成熟零部件供應鏈體系,關鍵部件的選擇均考慮其長期運行業績。比如作為一個標準化模塊,機械傳動總成系統中的主軸承和齒輪箱來自Winergy或ZF,均是歷經市場長期驗證的成熟零組件,與在全球廣泛裝機的西門子2.3/2.5-108完全相同的零組件系統。
值得一提的是,遠景智能風機平臺擁有核心控制的知識產權,其智能控制技術是平臺優異性能的關鍵所在。超過200萬行的智能控制技術代碼是跨平臺、 跨機型的通用軟件包,這使得相同葉輪直徑的智能風機比傳統風機提升15%以上的電量。
實際上,遠景智能風機平臺也借鑒了汽車行業的成功經驗,比如汽車控制技術是各種技術的集成應用,而遠景智能風機通過對諸如智能雙模控制、狀態模型估計與參數智能尋優技術等智能技術的集成應用,已將風機的智能化水平提升到全球最高水平,而這也成為遠景智能風機優異性能與更高可靠性的保障。