如何守住中國風電的底線？

如今，中國風電大兆瓦發(fā)展勢如破竹，實現(xiàn)從關(guān)鍵技術(shù)受制于人到引領(lǐng)全球風電大型化的“逆襲”。如果說創(chuàng)新推動中國風電突破技術(shù)邊界、為風電產(chǎn)業(yè)開疆拓土，試驗驗證體系則守護著風電可持續(xù)發(fā)展的生命線。

當中國風電加速駛?cè)氪笳淄呒夹g(shù)“無人區(qū)”，在技術(shù)路線、產(chǎn)品設(shè)計等方面已無太多成熟經(jīng)驗可借鑒，只能在摸索中前進，途中充滿了不確定性。當可靠性無法保障，所有技術(shù)成就都只能是曇花一現(xiàn)。以多層級試驗體系論證技術(shù)可行性與產(chǎn)品可靠性，并以試驗反哺設(shè)計的優(yōu)化與迭代，是在實現(xiàn)技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新的同時，守住中國風電底線、保障風電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。

因此，在國產(chǎn)機組單機容量“一路狂飆”領(lǐng)跑世界的同時，也亟需“勢均力敵”的試驗平臺為其保駕護航。但是，大兆瓦試驗平臺的升級或重建絕非易事，一方面前期投入高昂、投資回報率卻難以測算，另一方面試驗平臺的設(shè)計本身也是一項巨大的挑戰(zhàn)。大兆瓦機組的迭代，看似是兆瓦數(shù)層面的簡單更迭，其背后卻是材料、部件與整機系統(tǒng)的一系列質(zhì)變，這無疑對現(xiàn)有試驗平臺的驗證能力提出了新的要求，甚至需要推倒重來。

因此，不論是設(shè)計研發(fā)大兆瓦風電機組，還是自研自建具有大兆瓦機組驗證能力的試驗平臺，都需要勇氣與實力。

作為中國風電整機商中的“后起之秀”，三一重能以數(shù)字智慧賦能大兆瓦機組研發(fā)，先后推出陸上6.25MW、10MW、15MW等大兆瓦風電機組，屢次改寫中國陸上風電歷史。在成為中國陸上大兆瓦領(lǐng)航者的同時，三一重能憑借對機組大型化的前置風險把控、以及對風電市場激烈競爭的研判，選擇先人一步布局大兆瓦機組的試驗驗證，投入大量人力物力，只為將機組的安全牢牢把握在自己手中。

通過自建南口綜合試驗中心、張家口葉片試驗基地、韶山材料試驗室和通榆試驗風場四大測試基地，三一重能建立起涵蓋風機材料、部件、子系統(tǒng)、整機及批量機群的全方位驗證體系。通過深入分析行業(yè)失效案例，形成包含上千條試驗子項的整機測試大綱，建立材料理化試驗室，自研百米級超長葉片試驗設(shè)備、超大功率主軸承試驗臺、發(fā)電機試驗臺及35兆瓦六自由度整機試驗臺，依靠嚴苛的試驗標準，充分論證部件與整機可靠性。

“全勤”風電場背后的秘密

以大兆瓦主軸系統(tǒng)的試驗為例。主軸系統(tǒng)作為風電機組核心大部件之一，承擔傳動及承重功能，相當于人類的“脊梁骨”，是將葉片旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵，一旦發(fā)生故障將導致風電機組整體“癱瘓”。

為了保障主軸系統(tǒng)在長達20年的服役生涯中的可靠性，需要依靠前置的加速壽命試驗，以速度換時間，在試驗臺完成等效風場運行20年的性能驗證。因此，三一重能自研自建大兆瓦單列錐主軸承試驗臺，開創(chuàng)性采用一體式承載結(jié)構(gòu)、無地基設(shè)計，通過開發(fā)算法和液壓吸能，實現(xiàn)穩(wěn)定加載。

在三一重能大兆瓦主軸承試驗臺，主軸系統(tǒng)將在遠大于風場實際運行工況的載荷下，持續(xù)超負荷加速轉(zhuǎn)動，每運行1小時約等效風場1天，整個試驗過程共計旋轉(zhuǎn)數(shù)百萬圈，以驗證在疲勞工況下主軸系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性。期間，試驗人員通過各類傳感器對軸系溫度、振動以及油液情況實時監(jiān)測，并將試驗數(shù)據(jù)用于產(chǎn)品的優(yōu)化及迭代。就這樣，以高強度試驗驗證機組部件性能與質(zhì)量，同時又以試驗數(shù)據(jù)反哺設(shè)計，實現(xiàn)從試驗到優(yōu)化的閉環(huán)。

當然，主軸系統(tǒng)試驗僅僅是三一重能多層級驗證體系中的“冰山一角”。在三一重能，每一個大部件在被安裝前，都要經(jīng)歷一番嚴酷考驗，只有通過層層測試關(guān)卡，打怪升級成功的合格部件，才有資格被安裝在風電機組上，去往每個有風的地方。

從材料級理化試驗，到雙TRB主軸系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)等核心大部件驗證及系統(tǒng)級測試，再到批量樣機的風場掛機試運行，三一重能依靠貫穿設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造及風場運行全流程的多層級試驗體系，將風場驗證前移，充分論證機組可靠性，與行業(yè)伙伴一同守護中國風電的安全底線。