12月21-22日，由中國可再生能源學會風能專業委員會舉辦的第二屆風電設備質量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。會議從全球風電發展歷程、設備全生命周期以及機組和風電場的全系統三個維度全面梳理和解析可靠性問題，并就最突出的矛盾和共性的系統問題探索解決方案。

　　明陽智慧能源集團股份公司機械室主任劉衛主題演講《智能化設計提高機組的可靠性》

　　以下為發言實錄：

　　尊敬的行業內外專家下午好，我是劉衛，來自于明陽智慧能源集團，說一下我的感覺，我進入風電行業大約十年的時間，見證了行業的發展，也見證了機組可靠性提高的過程，我認為機組的可靠性提高和設計是分不開的，或者說與研發能力分不開。行業發展初期從許可證式生產、從聯合研發一直到現在的獨立研發，甚至到目前我們在一些方面研發的深度可能超過了國外，就像前面某一個嘉賓說的，因為中國有與國外不一樣的環境，甚至有跟國外不一樣的市場，這些逼迫著我們在設計研發上投入更多，不得不進行突破式的創新，來提高我們的可靠性。從而讓我們的可靠性到現在為止有一個很大的提升。

　　前面多位專家都提到錢學森老先生說到三點，即從設計方面，從制造方面，還有從管理方面來提高我們的可靠性，我對此非常認同。相應的，我此次分享的內容是從設計，或者更細一點從智能化的設計角度來闡述一下如何提高機組的可靠性。我的報告分為九個點，九個點當中其實是明陽的、甚至是行業內的一些具體的智慧的設計點，希望能拋磚引玉，和大家一起分享，一起激發一些啟發。

　　第一是明陽智慧能源MySE機組追求可靠性的設計理念，第二是一體化智能設計方法提高機組的可靠性，第三是智能化的設計如何提高葉片的可靠性，接著是智能化的設計如何提高傳統系統的可靠性，再下面是電氣系統，然后是液壓及潤滑系統，還有偏航系統，最后是智能化的監測與控制。即從這些方面討論如何提高機組的可靠性，最后是一個結論和展望。

　　先說第一個，從這個圖上是我們經常看到的飛機的發動機，它代表可靠，必須可靠，明陽的設計理念也是這個，從很多方面保證嚴苛的可靠性。明陽的機組設計也是像飛機的發動機一樣，要追求高可靠性，就像右邊這張圖，MySE海上大風機，它的外形設計也是像航空發動機一樣。

　　我們認為產品的出生決定一生，技術的突破永無止境，用智能化設計，用高端的制造，再加上更科學的管理，也是從三個維度來保證機組的可靠性。那么下面具體說一個一個闡述，第一個就是一體化智能設計方法提高機組可靠性，明陽現在整個研發的流程，研發的過程堅持一體化的設計，我們有自己的研發設計平臺，這個平臺集成了葉片設計，有限元計算，全部零部件的計算、子系統的計算等，并且能夠自我進行迭代優化。可靠性很重要的指標就是MTBF進行優化，使機組的可靠性更優，我們保證的是每個指標都能達到最協調的狀態。

　　第二個方面就是部件的最優設計方案，采用自適應智能的控制策略，在特定風資源的特性下，基于GA（遺傳）算法能夠完成自動提供最優塔架基礎設計方案，當然其他部件也是一樣的。

　　第三點就是如何提高葉片的可靠性，葉片的自適應性變形降載技術，目前考慮風向變化的時候，在設計中考慮內部結構剛度的分布，葉片能自適應或者更智能發生形變，比如智能控制葉片質心與剪切中心的位置關系，使葉片載荷能降到最低，避免載荷增長過大，提高機組的可靠性。

　　傳動系統，明陽有自己的專業的齒輪箱研發團隊，我們齒輪箱都是我們自己研發的，這里面也有好多點，舉出三個點吧，第一個是自適應的柔性行星銷軸設計，這個圖是變截面柔性行星銷軸的示意圖，目前我們能做到在5個行星輪甚至6個行星輪的高功率密度下，顯著提高行星傳動的均承系數，能達到1.04-1.05之間，甚至以下。第二個就是齒輪箱的雙齒浮動太陽輪，能有效改善加工誤差導致的偏載問題，我們與傳統的進行過比較，大概能提高的系數大概是6%到8%。

　　再一個就是主軸軸承，主軸軸承采用智能的潤滑系統技術，主軸軸承和齒輪箱共用一套集中系統，清潔度是非常高的，能達到3μ的精度，也就是軸承是運行在非常好的環境中的，有很大的優勢。

　　也就是機組的功率、轉速、軸承溫度等參數，智能調節軸承入口油溫，流量，使軸承始終運行在最優的狀態。在這上面能提高軸承壽命10%以上，明陽現在為止沒有一臺機組的主軸軸承出現過問題，盡管行業內好多廠商主軸出現了一些問題，但是我們沒有一例，甚至連振動、溫度超標的情況也沒有發生過，這是非常不錯的。下面是電氣系統的可靠性，發電機的冷卻系統有一個高效運行的智能設計，用變頻控制策略，依據發電機運載情況，包括負載，包括轉速等等，來使發電機的功率有一個智能化的調整，來提高機組的效率，延長冷卻系統使用壽命50%。第二個就是發電機絕緣電阻智能的監測，絕緣電阻發生問題，會有很大的風險，我們系統會時刻監視發電機的絕緣電阻的狀況，并且會采取一定的措施，來保證機組可靠運行。還有變槳系統，我們有相應的加速度傳感器來測驗或者來從另外一個獨立的角度時刻監視著輪轂轉動速度，以避免超速，以便使機組更可靠的運行。

　　液壓及潤滑系統，我們在這方面擁有獨立研發的團隊，第一個是液壓系統的沖擊有一個智能的控制技術，采用油泵啟停功率智能控制技術，有效降低液壓系統內部尖峰載荷，傳統的控制方式大概8%左右的峰值，我們的液壓系統是0%，這些能有效的提高可靠性。第二個是潤滑系統泄露智能檢測技術，來提高機組的可靠性。

　　偏航系統，第一個是偏航驅動對扭防齒側撞擊設計，目前機組的風輪越來越大，機艙載荷Mz會越來越高，但是偏航系統是不可避免的會有齒側間隙，那么當外界有一個很大的載荷沖擊的時候，可能會瞬間把沖擊載荷加到齒輪上去，非常容易失效。我們的智能設計是如上圖所示，有四個驅動，這兩個驅動偏航停止后向左邊或者逆時針方向來運行，這兩個驅動向右邊或者順時針方向，緊緊的把機艙抱緊，這種情況有效的避免了齒輪的撞擊，而且還配合智能緩沖的控制，安全系數能提高20%左右。

　　第二個就是偏航制動器壓力智能調節技術，以前傳統的機組壓力分為兩個壓力，一個是偏航狀態制動器壓力，一個是非偏航狀態的壓力，通過對風速或者偏航速度等相關參數的分析，智能的調節偏航制動器壓力，提高偏航過程中的系數安全系數15%，機艙載荷不大的時候，沒有必要加很大的壓力，但是當我們外界載荷比較大的時候，智能調節偏航壓力的增大，會有效防止機艙擺動的幅度或者頻度。第三點就是偏航驅動電動機智能降載設計，也就是當我們外接的載荷突然來臨的時候，機組會根據偏航電機轉速及轉矩趨勢，智能調節電機力矩，在極限載荷來臨時啟動智能降載邏輯，提高機組可靠性。第四個是偏航速度智能調節設計，最大限度對準風向的情況下，降低機組的陀螺力矩的效應，提高機組可靠性，提升發電量1%。

　　智能化監測與控制提高機組可靠性，第一點是智能狀態監測系統，通過把狀態監測系統和CMS主控系統集成，能夠實時的來判斷機組健康水平，目前行業內大多數情況下還是一個離線的或者事后的狀態監測，當某些故障發生之后，可能機組是不知道有故障。第二個就是實時的故障預警，通過策略能在線學習，并且進行實時優化，這方面也提高了機組的可靠性。第二個方面就是智能場級控制系統，考慮風場的尾流因素，在提高發電量的同時，也兼顧了載荷壽命可靠性的設計。第三個基于壽命的智能運維設計，如右圖，這個圖是在服務器中映射一個虛擬的機組和風場運行狀況保持一致，達到非常匹配，我們就能延伸出這個機組某些關鍵的位置載荷，及傳感器沒有探測到的載荷，能在虛擬的機組體現出來，我們會進行干預，能夠大幅提高機組的可靠性。

　　上面就是一些舉例了，其實這些舉例只是其中的一些方面，就像這個圖上一樣，我們期待更智能的，就像人的大腦，我們還是堅信智能化設計能夠有效提高機組的可靠性，我們想在這上面我們把道路不妨走的更遠一些，我們的風電技術可以像人一樣感知周圍的一切，像人一樣會思考，像人一樣會對周圍的環境作出判斷，采取一定的措施，能夠自我保護。比如我們感到熱的時候要減去一些衣服，當冷的時候要加一些衣服，當身體有問題的時候感到不適，這就是智能化的思路，智能化設計是提高可靠性的有效之路。

　　最后，非常感謝主辦方邀請我來參加這次論壇，謝謝大家。

　　（發言為電力頭條App根據速記整理，未經本人審核）