2021年10月17日-20日，2021北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國(guó)展隆重召開(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。
本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，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“國(guó)際成熟風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國(guó)際新興風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。
在19日上午召開(kāi)的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新論壇上，中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司風(fēng)電事業(yè)部技術(shù)中心副主任劉紅文發(fā)表了《感知驅(qū)動(dòng)的智能控制技術(shù)》的主題發(fā)言。
以下為發(fā)言全文：
劉紅文：各位風(fēng)電的人大家上午好，我是來(lái)自中車(chē)株洲所風(fēng)電事業(yè)部的劉紅文，很高興在這里跟大家分享感知驅(qū)動(dòng)的智能控制技術(shù)，這也是智能風(fēng)機(jī)最為關(guān)鍵的一部分。整個(gè)分為四個(gè)部分，第一是整機(jī)產(chǎn)品發(fā)展新常態(tài)。第二是目前整機(jī)產(chǎn)品面臨了一些新挑戰(zhàn)。第三感知驅(qū)動(dòng)的一些智能控制技術(shù)去解決這些問(wèn)題，以及一些案例的分享。第四個(gè)是稍微做一個(gè)整機(jī)和展望。
我們做技術(shù)是離不開(kāi)服務(wù)的對(duì)象，所以控制技術(shù)圍繞著整機(jī)產(chǎn)品服務(wù)的，今年感觸非常明顯，第一是平價(jià)時(shí)代，整機(jī)產(chǎn)品更新?lián)Q代越來(lái)越快，我們是正值常態(tài)，市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)，我們平價(jià)之后對(duì)我們價(jià)格提出了更高要求。第二是技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代，為什么對(duì)市場(chǎng)倒逼也能把這個(gè)價(jià)格做下來(lái)，這個(gè)做下來(lái)之后第一個(gè)手段是功率等級(jí)大型化，可以減少整體的費(fèi)用，減少些機(jī)位點(diǎn)。另外目前在一些大型機(jī)組研發(fā)上面、降載方面取得了不錯(cuò)的效果。以前覺(jué)得可能陸上風(fēng)電最大功率等級(jí)也就3兆瓦可能到4兆瓦左右，到5兆瓦乃至7兆瓦、8兆瓦都已經(jīng)出來(lái)了。第二個(gè)新常態(tài)就是平價(jià)之后的大基地招標(biāo)，整機(jī)價(jià)格持續(xù)走低。平均的走勢(shì)在1月份的時(shí)候，平均價(jià)格在2800-3000左右，8月份價(jià)格已經(jīng)到了2200左右，個(gè)別可能下降到2000以下了。第三個(gè)常態(tài)是說(shuō)價(jià)格降低下來(lái)之后，性能也會(huì)降低。這個(gè)圖一個(gè)是低風(fēng)速區(qū)，另外一塊是高風(fēng)速區(qū)，它這個(gè)單位千瓦掃風(fēng)面積的指標(biāo)，表征了這個(gè)產(chǎn)品先天的發(fā)電性能，這個(gè)指標(biāo)其實(shí)也是在走高的。這個(gè)整機(jī)產(chǎn)品往大型化，工業(yè)等級(jí)高更大，葉片更長(zhǎng)，塔筒越高。價(jià)格也會(huì)越來(lái)越低，性能越來(lái)越好，這也是符合我們平價(jià)之后，來(lái)證明3060碳中和大規(guī)模的裝機(jī)風(fēng)電是一個(gè)必然的趨勢(shì)。
第二個(gè)部分講大勢(shì)，我們整機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)候，有沒(méi)有面臨一些新的問(wèn)題，那么這個(gè)行業(yè)目前是輕量化、平臺(tái)化，這個(gè)事情是降低這個(gè)產(chǎn)品的一些成本，無(wú)論是大功率、長(zhǎng)葉片還是高塔筒，這種產(chǎn)品的研發(fā)趨勢(shì)它訴求還是要降低我們業(yè)主的投資成本，增加它的一些收益率。那么降低這個(gè)本質(zhì)是降低度電成本，就是一升一降，降什么？降主機(jī)成本，降塔筒成本，降些運(yùn)輸成本、吊裝成本，運(yùn)維成本，是提高可靠性還有一些我們機(jī)型適用一些，這一塊就是剛才說(shuō)的，為什么單位千瓦掃風(fēng)面積越來(lái)越大，可能花費(fèi)了功夫。
我們?cè)诋a(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)候會(huì)面臨一些什么問(wèn)題？第一個(gè)問(wèn)題產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)候，首先我們輕量化之后，有些葉片輕量化之后是一個(gè)好事情可以降低成本，但是我們也知道葉片第一捕獲能量，第二也是來(lái)源，所以它輕量化之后，變?nèi)崃酥螅a(chǎn)品開(kāi)發(fā)是一個(gè)凈空問(wèn)題，以前更多遇到是1.5功耗，到現(xiàn)在1.5功耗是有附件性的，目前發(fā)現(xiàn)葉片有可能他在1.3功耗，1.3功耗是什么功耗？第二個(gè)極限載荷，這是永恒的話(huà)題，現(xiàn)在更多面臨是1.4功耗，2.X功耗、4.X功耗，除了解決激光設(shè)計(jì)之后，風(fēng)機(jī)里面還有一個(gè)疲勞載荷，所以我們也是通過(guò)這個(gè)手段，怎么樣來(lái)把這個(gè)疲勞載荷降低，這個(gè)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)候首先遇到解決的問(wèn)題。
我們一款產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)，在風(fēng)場(chǎng)里面有沒(méi)有問(wèn)題，就是后面有解決的問(wèn)題，我們性能有沒(méi)有應(yīng)該運(yùn)行可靠性有沒(méi)有影響，有沒(méi)有經(jīng)常發(fā)生超速或者超功耗或者振動(dòng)引起在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的一些故障，尤其是現(xiàn)在往南方復(fù)雜地形去增長(zhǎng)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，這里可能時(shí)不時(shí)停機(jī)、超速或者振動(dòng)、或者誤差不大，這些事件可能大家會(huì)面臨的越來(lái)越多，這也是說(shuō)要解決在運(yùn)行端，要解決的問(wèn)題，現(xiàn)在進(jìn)入我們感知驅(qū)動(dòng)的智能控制技術(shù)，我們是基本上感知，感知壽命，算法就是智能方面的算法，這個(gè)就是智能控制器，前面也有同行講了，從這三個(gè)方面構(gòu)建我們智能控制的一些算法，它的核心也是提升我們的發(fā)電量，降低我們的重量，提高我們的產(chǎn)品在風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)行可靠性。
第一個(gè)封面就是剛才說(shuō)的凈空問(wèn)題，第二個(gè)額定功率附近時(shí)可開(kāi)發(fā)一些推力削減的算法，第三個(gè)是葉片的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)一下，第四個(gè)降低些適應(yīng)等級(jí)。有些硬件激光雷達(dá)出來(lái)之后，也開(kāi)發(fā)了基于硬件激光雷達(dá)動(dòng)態(tài)這個(gè)控制，右邊這些圖我們做了一個(gè)仿真，就是把凈空算法加進(jìn)來(lái)之后，凈空提高1.5。第二塊就是我們所面臨的一些極限載荷，現(xiàn)在可能目前大家如果做整機(jī)，大家都清楚，1.4功耗是一個(gè)非常難的一點(diǎn)。基于硬件感知，我們開(kāi)發(fā)了激光雷達(dá)前饋控制技術(shù)，這個(gè)技術(shù)我們已經(jīng)在用了，我們可以把這個(gè)極限載荷降低到13.4%左右。
除了硬件，因?yàn)橛布紩?huì)增加一些成本，我們也開(kāi)發(fā)了基于虛擬感知的這個(gè)動(dòng)態(tài)削減技術(shù)，削減感知就是目前已經(jīng)已有的傳感器，包括加速度還有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以及發(fā)動(dòng)機(jī)功率這些已有的一些所測(cè)一些感知的，通過(guò)一些算法構(gòu)建一些虛擬的指令，指向這個(gè)載荷。所以在技術(shù)層面開(kāi)發(fā)了基于虛擬感知的模型，通過(guò)動(dòng)態(tài)的調(diào)整我們講具體來(lái)，降低我們的一些推力載荷風(fēng)機(jī)。1.4功耗就是集裝箱的部分，集裝箱除了大之外，其實(shí)它的風(fēng)向也是持續(xù)變化的，所以我們也是開(kāi)發(fā)了基于虛擬感的穿越技術(shù)，比如說(shuō)在大的功耗，來(lái)的時(shí)候風(fēng)向變化的時(shí)候根據(jù)發(fā)電機(jī)的加速度以及它的變化率構(gòu)建一些輔助的速率，降低它在大培養(yǎng)誤差變化的一些載荷。
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
