如何守住中國(guó)風(fēng)電的底線？

如今，中國(guó)風(fēng)電大兆瓦發(fā)展勢(shì)如破竹，實(shí)現(xiàn)從關(guān)鍵技術(shù)受制于人到引領(lǐng)全球風(fēng)電大型化的“逆襲”。如果說(shuō)創(chuàng)新推動(dòng)中國(guó)風(fēng)電突破技術(shù)邊界、為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)開(kāi)疆拓土，試驗(yàn)驗(yàn)證體系則守護(hù)著風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展的生命線。

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

因此，在國(guó)產(chǎn)機(jī)組單機(jī)容量“一路狂飆”領(lǐng)跑世界的同時(shí)，也亟需“勢(shì)均力敵”的試驗(yàn)平臺(tái)為其保駕護(hù)航。但是，大兆瓦試驗(yàn)平臺(tái)的升級(jí)或重建絕非易事，一方面前期投入高昂、投資回報(bào)率卻難以測(cè)算，另一方面試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)本身也是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。大兆瓦機(jī)組的迭代，看似是兆瓦數(shù)層面的簡(jiǎn)單更迭，其背后卻是材料、部件與整機(jī)系統(tǒng)的一系列質(zhì)變，這無(wú)疑對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)平臺(tái)的驗(yàn)證能力提出了新的要求，甚至需要推倒重來(lái)。

因此，不論是設(shè)計(jì)研發(fā)大兆瓦風(fēng)電機(jī)組，還是自研自建具有大兆瓦機(jī)組驗(yàn)證能力的試驗(yàn)平臺(tái)，都需要勇氣與實(shí)力。

作為中國(guó)風(fēng)電整機(jī)商中的“后起之秀”，三一重能以數(shù)字智慧賦能大兆瓦機(jī)組研發(fā)，先后推出陸上6.25MW、10MW、15MW等大兆瓦風(fēng)電機(jī)組，屢次改寫(xiě)中國(guó)陸上風(fēng)電歷史。在成為中國(guó)陸上大兆瓦領(lǐng)航者的同時(shí)，三一重能憑借對(duì)機(jī)組大型化的前置風(fēng)險(xiǎn)把控、以及對(duì)風(fēng)電市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的研判，選擇先人一步布局大兆瓦機(jī)組的試驗(yàn)驗(yàn)證，投入大量人力物力，只為將機(jī)組的安全牢牢把握在自己手中。

通過(guò)自建南口綜合試驗(yàn)中心、張家口葉片試驗(yàn)基地、韶山材料試驗(yàn)室和通榆試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)四大測(cè)試基地，三一重能建立起涵蓋風(fēng)機(jī)材料、部件、子系統(tǒng)、整機(jī)及批量機(jī)群的全方位驗(yàn)證體系。通過(guò)深入分析行業(yè)失效案例，形成包含上千條試驗(yàn)子項(xiàng)的整機(jī)測(cè)試大綱，建立材料理化試驗(yàn)室，自研百米級(jí)超長(zhǎng)葉片試驗(yàn)設(shè)備、超大功率主軸承試驗(yàn)臺(tái)、發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)及35兆瓦六自由度整機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，依靠嚴(yán)苛的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，充分論證部件與整機(jī)可靠性。

“全勤”風(fēng)電場(chǎng)背后的秘密

以大兆瓦主軸系統(tǒng)的試驗(yàn)為例。主軸系統(tǒng)作為風(fēng)電機(jī)組核心大部件之一，承擔(dān)傳動(dòng)及承重功能，相當(dāng)于人類(lèi)的“脊梁骨”，是將葉片旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵，一旦發(fā)生故障將導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組整體“癱瘓”。

為了保障主軸系統(tǒng)在長(zhǎng)達(dá)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(yàn)，以速度換時(shí)間，在試驗(yàn)臺(tái)完成等效風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行20年的性能驗(yàn)證。因此，三一重能自研自建大兆瓦單列錐主軸承試驗(yàn)臺(tái)，開(kāi)創(chuàng)性采用一體式承載結(jié)構(gòu)、無(wú)地基設(shè)計(jì)，通過(guò)開(kāi)發(fā)算法和液壓吸能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加載。

在三一重能大兆瓦主軸承試驗(yàn)臺(tái)，主軸系統(tǒng)將在遠(yuǎn)大于風(fēng)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行工況的載荷下，持續(xù)超負(fù)荷加速轉(zhuǎn)動(dòng)，每運(yùn)行1小時(shí)約等效風(fēng)場(chǎng)1天，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程共計(jì)旋轉(zhuǎn)數(shù)百萬(wàn)圈，以驗(yàn)證在疲勞工況下主軸系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。期間，試驗(yàn)人員通過(guò)各類(lèi)傳感器對(duì)軸系溫度、振動(dòng)以及油液情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)用于產(chǎn)品的優(yōu)化及迭代。就這樣，以高強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)組部件性能與質(zhì)量，同時(shí)又以試驗(yàn)數(shù)據(jù)反哺設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從試驗(yàn)到優(yōu)化的閉環(huán)。

當(dāng)然，主軸系統(tǒng)試驗(yàn)僅僅是三一重能多層級(jí)驗(yàn)證體系中的“冰山一角”。在三一重能，每一個(gè)大部件在被安裝前，都要經(jīng)歷一番嚴(yán)酷考驗(yàn)，只有通過(guò)層層測(cè)試關(guān)卡，打怪升級(jí)成功的合格部件，才有資格被安裝在風(fēng)電機(jī)組上，去往每個(gè)有風(fēng)的地方。

從材料級(jí)理化試驗(yàn)，到雙TRB主軸系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)等核心大部件驗(yàn)證及系統(tǒng)級(jí)測(cè)試，再到批量樣機(jī)的風(fēng)場(chǎng)掛機(jī)試運(yùn)行，三一重能依靠貫穿設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造及風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行全流程的多層級(jí)試驗(yàn)體系，將風(fēng)場(chǎng)驗(yàn)證前移，充分論證機(jī)組可靠性，與行業(yè)伙伴一同守護(hù)中國(guó)風(fēng)電的安全底線。