技術(shù)探秘 | 金風(fēng)科技大兆瓦機(jī)型背后的測(cè)試實(shí)力

隨著風(fēng)電技術(shù)的快速發(fā)展，風(fēng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)邊界持續(xù)突破，機(jī)組開(kāi)發(fā)的革命性創(chuàng)新帶來(lái)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，風(fēng)電開(kāi)發(fā)版圖擴(kuò)張使得應(yīng)用場(chǎng)景愈加多元，機(jī)組的大批量運(yùn)行面臨更高的安全風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)電場(chǎng)投資收益風(fēng)險(xiǎn)。

在風(fēng)電行業(yè)規(guī)模化與高質(zhì)量并重的發(fā)展階段，面對(duì)機(jī)組大型化快速迭代的市場(chǎng)需求，精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)仿真模擬與充分的測(cè)試檢驗(yàn)是機(jī)組品質(zhì)可靠的重要背書(shū)。

在仿真模擬方面，金風(fēng)科技自主研發(fā)的整機(jī)仿真軟件GTSim通過(guò)驅(qū)動(dòng)耦合多學(xué)科算法打開(kāi)技術(shù)黑匣子，基于全方位覆蓋工程化方法定義更精細(xì)化的動(dòng)力學(xué)模型，讓機(jī)組設(shè)計(jì)更貼合風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行需求。通過(guò)先進(jìn)多體動(dòng)力學(xué)框架結(jié)合模塊化程序設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)算法模塊化快速開(kāi)發(fā)集成，高效驅(qū)動(dòng)新一代機(jī)組設(shè)計(jì)研發(fā)。

在實(shí)驗(yàn)測(cè)試方面，金風(fēng)科技建立的貫穿材料級(jí)、部件級(jí)、子系統(tǒng)級(jí)、整機(jī)級(jí)、數(shù)字孿生五位一體全流程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證體系，對(duì)從零部件到整機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)程序檢驗(yàn)，確保“無(wú)人區(qū)”整機(jī)創(chuàng)新技術(shù)準(zhǔn)確與應(yīng)用可靠。

這其中，整機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是五位一體全流程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證體系中承上啟下的重要一環(huán)。為交付更高品質(zhì)與可靠性的機(jī)組產(chǎn)品，金風(fēng)科技新推出的每一款機(jī)型，均在金風(fēng)科技大兆瓦六自由度整機(jī)傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)完成拖動(dòng)測(cè)試，以確保機(jī)組性能達(dá)到設(shè)計(jì)水平。

金風(fēng)科技大兆瓦六自由度整機(jī)傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試能力全國(guó)領(lǐng)先，為集機(jī)械、電氣、并網(wǎng)、環(huán)境、硬件在環(huán)等為一體的機(jī)電傳動(dòng)綜合測(cè)試平臺(tái)，是全球已投運(yùn)最大、功能最全、還原度最高的風(fēng)電整機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，滿足16兆瓦級(jí)機(jī)組整機(jī)測(cè)試驗(yàn)證需求，并具備進(jìn)一步擴(kuò)容能力，切實(shí)引領(lǐng)大型化風(fēng)電機(jī)組的創(chuàng)新研究。

只有在試驗(yàn)臺(tái)模擬工況足夠接近現(xiàn)場(chǎng)工況時(shí)，基于試驗(yàn)臺(tái)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才更具參考價(jià)值。物體在空間中具有六個(gè)自由度，即沿x、y、z三個(gè)直角坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)自由度，以及環(huán)繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這些維度均經(jīng)受載荷受力。相較于行業(yè)普遍應(yīng)用的試驗(yàn)臺(tái)，金風(fēng)科技大兆瓦六自由度整機(jī)試驗(yàn)臺(tái)基于拖動(dòng)系統(tǒng)、五自由度液壓加載系統(tǒng)、風(fēng)況、電網(wǎng)及環(huán)境模擬系統(tǒng)，真實(shí)可控地施加Mx、My、Mz全方位載荷力度，實(shí)現(xiàn)湍流風(fēng)載荷和復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境的全工況模擬，更真實(shí)的等效機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中遭遇的各種工況。

在拖動(dòng)測(cè)試中，試驗(yàn)臺(tái)樣機(jī)仿佛置身于真實(shí)的運(yùn)行場(chǎng)景中，在等效20年的極限運(yùn)行工況中進(jìn)行2000余項(xiàng)可靠性評(píng)估。通過(guò)對(duì)整機(jī)及主軸、齒輪箱、電氣傳動(dòng)、控制保護(hù)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件和子系統(tǒng)進(jìn)行彎矩、扭矩及彎扭耦合加載，全面考察機(jī)組在真實(shí)變化工況下的載荷響應(yīng)特性、極限環(huán)境適應(yīng)性、機(jī)械特性與電氣特性。

值得一提的是，金風(fēng)科技行業(yè)首創(chuàng)了“雙樣機(jī)”策略，除在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)的樣機(jī)之外，還有一臺(tái)樣機(jī)在風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)歷實(shí)地運(yùn)行考驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試佐證，兩臺(tái)樣機(jī)交叉驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)測(cè)驗(yàn)閉環(huán)。

在此過(guò)程中，金風(fēng)科技研發(fā)人員對(duì)機(jī)組性能進(jìn)行全面把握，利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)反哺設(shè)計(jì)，鎖定潛在問(wèn)題并精準(zhǔn)修正，對(duì)機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化迭代，進(jìn)一步提升機(jī)組可靠性、環(huán)境適應(yīng)性與發(fā)電效率，從根源上為客戶規(guī)模化風(fēng)電投資掃除潛在風(fēng)險(xiǎn)，為機(jī)組進(jìn)入批量化應(yīng)用后的全生命周期高效能發(fā)電奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目投資收益率的提升。

風(fēng)電長(zhǎng)跑，讓可靠更可見(jiàn)。金風(fēng)科技始終致力于為客戶提供可信賴、可期待的高品質(zhì)產(chǎn)品，將長(zhǎng)跑理念貫穿至產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、制造、運(yùn)行的全生命周期，構(gòu)建支撐創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的核心動(dòng)力，為客戶發(fā)電資產(chǎn)保值、增值保駕護(hù)航，賦能風(fēng)電行業(yè)的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。