受訪人：遠景能源高級副總裁、風機產品線總裁婁益民
PART1：堅持長期主義精神
《風能》：CWP2024上，大型化仍是整機企業(yè)技術與產品發(fā)展的主流方向之一，多數(shù)整機商推出了16MW級產品，甚至有的發(fā)布或下線了20~25MW級產品。與此同時，業(yè)內也有不少專家在呼吁關注大型化產品的可靠性問題，對此您怎么看？
婁益民：中國風電整機產品的大型化確實比較快，當產品更新的節(jié)奏過快時，容易導致新技術的測試驗證不夠充分。目前我國風電機組單機容量已遠超國際水平，遇到了不少全新的技術問題。如果一款產品有1000個與質量相關的維度，即使對主要的100個維度進行了測試驗證，實際上還有900個甚至都不清楚在哪里。同時，測試仿真模型僅在一定范圍內有效，當機組參數(shù)超出這個范圍，邏輯就會發(fā)生改變。當風電機組變得越來越大，我們對整機系統(tǒng)性的認知會出現(xiàn)不少挑戰(zhàn)。因此目前機組進一步大型化的基礎并不扎實，還需要進行大量測試驗證工作。
《風能》：您提到了大型化機組推出節(jié)奏過快，測試驗證環(huán)節(jié)可能會有所欠缺，具體表現(xiàn)在哪些方面？
婁益民：在測試驗證的范圍、時間、標準三個方面，都可以進一步優(yōu)化提升。
首先是范圍有限。目前針對風電機組這么大的整機系統(tǒng)，我們關注的只是對幾個關鍵零部件做部分測試，主要特性可能沒問題，但很多其他的特性容易出問題。因為機組的主要特性是在以往問題中沉淀而來的，而現(xiàn)在出現(xiàn)的問題，是以往沒有出現(xiàn)過的。當產品增大到一定程度，就要進行全面測試，不能只針對某個方面。
其次是時間過短。歐美企業(yè)推出一款新品往往需要4-5年，我們可能只有4-5個月，這不符合科學邏輯。新產品從紙面轉化到實物，需要一定時間去研發(fā)，再測試驗證。一個傳動鏈的測試驗證，沒有8個月做不下來，當它被搭載到整機上，還需要與其他部件協(xié)同的樣機測試，樣機測試也要分不同應用場景，又需要一年時間，才能證明這個設備是基本可靠的。
再次是標準滯后。以往我國機組研發(fā)是依據(jù)國際標準進行的，可以說是站在巨人的肩膀上。在單機容量2~5MW時，還能采用現(xiàn)行的一些技術標準，但到了15~20MW，國外也缺乏參考依據(jù)。近年來，國際權威標準中大多數(shù)失效處理方法，都是從中國經驗總結出來的，而我們還沒來得及在自己的標準規(guī)范中進行沉淀。
《風能》：前面提到的都是大型化發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，以后我們該怎樣破解這些挑戰(zhàn)？
婁益民：要堅持長期主義精神。不僅風電，過去中國制造業(yè)有一個特點，就是習慣于“趕抄”——趕著以最快的速度，將國際上的先進技術，轉化為自己的產品。在這個過程中，技術創(chuàng)新與研發(fā)的成本，很容易被忽視，所以中國企業(yè)在技術開發(fā)上投入的成本并不高。今天，中國風電產業(yè)已經發(fā)展到需要自己“創(chuàng)造”的時候，要求企業(yè)秉承長期主義精神，做好自身技術積累工作。比如遠景在進行風電零部件自研自制的過程中，就在充分認知技術與產品的同時，實現(xiàn)了整機價值鏈的垂直整合，創(chuàng)造了利潤空間。這使得遠景在今年有充足的底氣，不再進行最低價投標。相信通過遠景與其他負責任的頭部整機企業(yè)共同努力，守住底線，這個行業(yè)會越來越好。
PART2：實現(xiàn)大部件與整機特性的貫通
《風能》：有外界觀點認為，遠景能源搞零部件自研自制主要是為了節(jié)省制造成本。您上面提到了遠景自研自制對于企業(yè)進行產品研發(fā)也有好處，請介紹一下其中的邏輯。
婁益民：每一款風電機組運行在100多米的高空中，特性都是不一樣的，所以它的大部件不能太標準化。并且，當機組發(fā)展到很大的時候，就更需要個性化。因為此類復雜的系統(tǒng)太過標準化后，應用能力會變差，可能出現(xiàn)各種各樣的問題。比如整機商在購入部件企業(yè)的標準化部件后，匹配在自身整機系統(tǒng)中不一定好用。遠景在進行大部件自研自制過程中，可以更明確地將大部件按照自身整機系統(tǒng)特性進行設計，從而實現(xiàn)大部件與整機特性的貫通，確保部件之間，部件與系統(tǒng)之間的完美匹配。
《風能》：普遍觀點認為，軸承與齒輪箱等傳動系統(tǒng)關鍵零部件，只有專業(yè)公司能夠做得好，因為他們掌握了材料、工藝、設備、產能等。為什么遠景能源也可以將軸承與齒輪箱的自研自制做好？
婁益民：以軸承為例。遠景與主軸承供應商的合作是從源頭開始，全程主導鋼材、熱處理、機加工、裝配、出廠檢驗等全過程。在合作中，遠景集成開發(fā)團隊負責全鏈條的開發(fā)、評審、驗證和放行，保證設備、工藝、人員等生產要素和過程管控滿足高質量交付的要求。同時，批量生產的質量監(jiān)造會將每一個生產節(jié)點的數(shù)據(jù)，反饋回遠景質量管理平臺進行大數(shù)據(jù)分析，保證軸承制造過程能力的穩(wěn)定受控。
目前，遠景齒輪箱工廠已進一步擴展為傳動鏈工廠。近6000臺遠景自研齒輪箱應用于Model S、X、T、Y、Z五大風電機組產品平臺，實現(xiàn)非金屬雜質零失效；近6000套遠景自研主軸承應用于14款風電機組產品，至今零失效。
《風能》：在上述自研自制軸承與齒輪箱的過程中，有沒有能夠體現(xiàn)工作細節(jié)的案例可供分享？
婁益民：為達到風機30年可靠運行的目標，主軸承產品必須具備極其強悍的耐載以及耐磨特性。實現(xiàn)這一特性，關鍵就是要保證高質量的熱處理工藝水平。從某種程度上來說，主軸承產品的熱處理工藝質量水平，決定著風機軸承的疲勞耐久壽命水平。而這項工藝技術在國內幾乎是空白。為突破這項工藝技術，遠景團隊并肩戰(zhàn)斗在現(xiàn)場一線，協(xié)同科研院所及相應試驗資源，對整個工藝試驗過程進行反復迭代。從方案的策劃到實物的落地，一步步調整優(yōu)化設備、材料、工藝裝備、工藝參數(shù)，期間團隊成員全力保障設備連續(xù)運轉，短時間內進行了10多次不同工藝方案迭代，累計投入了80多件的試驗材料、比對了上千張顯微金相圖片之后，最終找到了該工藝的最優(yōu)解。可喜的是，該產品歷經5輪次的大型臺架試驗，巍然不動穩(wěn)如泰山，保證了自研主軸承在風機應用中的可靠性。本次風展上，采用遠景新型熱處理工藝的海陸平臺自研主軸承獲得了國際權威認證機構DNV頒發(fā)的IECRE認證證書。
再舉一個齒輪箱的例子。針對風電傳動鏈大型化、集成化的發(fā)展趨勢，以及客戶對高可靠性的需求，遠景新開發(fā)樣機使用了超過400個高精度傳感器，實現(xiàn)了對傳動鏈從外至內包括溫度、壓力、應變、間隙、振動、載荷、系統(tǒng)形變等的全場感知。在測試驗證時間和強度上也數(shù)倍于行業(yè)標準：每個遠景新開發(fā)機型都要進行800~1000小時綜合測試，遠超最新IEC標準要求的330小時。采用遠景自研自制滑動軸承齒輪箱的超百臺風機運行2年來零失效，證實了遠景在測試驗證環(huán)節(jié)不斷自我挑戰(zhàn)的價值和意義。
PART3：突破風電成為主體能源的瓶頸
《風能》：隨著“三北”地區(qū)風電等新能源裝機規(guī)模不斷提升，依靠電力外送的方式進行消納越來越難，構建新型電力系統(tǒng)成為當務之急。在您看來，推動風電占比進一步提升，成為新型電力系統(tǒng)主體能源的瓶頸在哪？
婁益民：為將風電等新能源在電網中占比從15%、20%提升至80%，需要通過新型電力系統(tǒng)來克服其波動性問題，使其進入到各行各業(yè)的負荷當中。例如，未來微電網大多將以獨立網形式存在，其容量可能會很大，甚至達到1~10GW。所以國家在大力推動構網型風電機組、構網型光伏、構網型儲能的發(fā)展。只有解決了構網型設備的技術問題，并基于此建立起新型電力系統(tǒng)，才能將清潔能源轉化成波動性很小的綠電。只有當新能源發(fā)電設備的離網或構網能力瓶頸被打破，風光的應用場景就不會再被限制，也就不會出現(xiàn)棄風棄光問題，新能源下一輪的大發(fā)展就會到來。
《風能》：為建設好以風電等為主體的新型電力系統(tǒng)，除了做好構網型與離網型新能源發(fā)電設備外，還要解決哪些挑戰(zhàn)？
婁益民：我們常說“源”隨“荷”動，實際上“荷”也要隨著“源”動，源荷要形成互動。在這個過程中，一個非常重要的挑戰(zhàn)就是氣象大模型。要搞好風電生產，我們只有弄清楚超短期、短期、中期、長期的風能狀況，才能知道可生產多少電力、負荷如何去調配等等。例如用風電去制造綠色氫氨醇，需要有一定穩(wěn)定性的電源才能進行正常生產。所以最關鍵的是要實現(xiàn)從氣象模型到設備系統(tǒng)的智能化，然后再利用新型電力系統(tǒng)進行總體控制，建設一個龐大的智能化系統(tǒng)。
來源：《風能》雜志，文：趙靚
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