随着机组大型化水平的不断提升，中国风电产品的研发工作，已再无国际技术经验可供参考。曾经站在巨人肩膀上的中国风电技术，如今已经成为巨人本身，只能依靠自身的能力与经验摸索前行。在CWP2024期间，《风能》针对机组大型化所面临的挑战，企业在内卷中如何通过“创造”贯穿整机价值链，风电如何突破主体能源瓶颈等话题，对远景能源高级副总裁、风机产品线总裁娄益民进行了采访。
受访人：远景能源高级副总裁、风机产品线总裁娄益民
PART1：坚持长期主义精神
《风能》：CWP2024上，大型化仍是整机企业技术与产品发展的主流方向之一，多数整机商推出了16MW级产品，甚至有的发布或下线了20~25MW级产品。与此同时，业内也有不少专家在呼吁关注大型化产品的可靠性问题，对此您怎么看？
娄益民：中国风电整机产品的大型化确实比较快，当产品更新的节奏过快时，容易导致新技术的测试验证不够充分。目前我国风电机组单机容量已远超国际水平，遇到了不少全新的技术问题。如果一款产品有1000个与质量相关的维度，即使对主要的100个维度进行了测试验证，实际上还有900个甚至都不清楚在哪里。同时，测试仿真模型仅在一定范围内有效，当机组参数超出这个范围，逻辑就会发生改变。当风电机组变得越来越大，我们对整机系统性的认知会出现不少挑战。因此目前机组进一步大型化的基础并不扎实，还需要进行大量测试验证工作。
《风能》：您提到了大型化机组推出节奏过快，测试验证环节可能会有所欠缺，具体表现在哪些方面？
娄益民：在测试验证的范围、时间、标准三个方面，都可以进一步优化提升。
首先是范围有限。目前针对风电机组这么大的整机系统，我们关注的只是对几个关键零部件做部分测试，主要特性可能没问题，但很多其他的特性容易出问题。因为机组的主要特性是在以往问题中沉淀而来的，而现在出现的问题，是以往没有出现过的。当产品增大到一定程度，就要进行全面测试，不能只针对某个方面。
其次是时间过短。欧美企业推出一款新品往往需要4-5年，我们可能只有4-5个月，这不符合科学逻辑。新产品从纸面转化到实物，需要一定时间去研发，再测试验证。一个传动链的测试验证，没有8个月做不下来，当它被搭载到整机上，还需要与其他部件协同的样机测试，样机测试也要分不同应用场景，又需要一年时间，才能证明这个设备是基本可靠的。
再次是标准滞后。以往我国机组研发是依据国际标准进行的，可以说是站在巨人的肩膀上。在单机容量2~5MW时，还能采用现行的一些技术标准，但到了15~20MW，国外也缺乏参考依据。近年来，国际权威标准中大多数失效处理方法，都是从中国经验总结出来的，而我们还没来得及在自己的标准规范中进行沉淀。
《风能》：前面提到的都是大型化发展面临的挑战，以后我们该怎样破解这些挑战？
娄益民：要坚持长期主义精神。不仅风电，过去中国制造业有一个特点，就是习惯于“赶抄”——赶着以最快的速度，将国际上的先进技术，转化为自己的产品。在这个过程中，技术创新与研发的成本，很容易被忽视，所以中国企业在技术开发上投入的成本并不高。今天，中国风电产业已经发展到需要自己“创造”的时候，要求企业秉承长期主义精神，做好自身技术积累工作。比如远景在进行风电零部件自研自制的过程中，就在充分认知技术与产品的同时，实现了整机价值链的垂直整合，创造了利润空间。这使得远景在今年有充足的底气，不再进行最低价投标。相信通过远景与其他负责任的头部整机企业共同努力，守住底线，这个行业会越来越好。
PART2：实现大部件与整机特性的贯通
《风能》：有外界观点认为，远景能源搞零部件自研自制主要是为了节省制造成本。您上面提到了远景自研自制对于企业进行产品研发也有好处，请介绍一下其中的逻辑。
娄益民：每一款风电机组运行在100多米的高空中，特性都是不一样的，所以它的大部件不能太标准化。并且，当机组发展到很大的时候，就更需要个性化。因为此类复杂的系统太过标准化后，应用能力会变差，可能出现各种各样的问题。比如整机商在购入部件企业的标准化部件后，匹配在自身整机系统中不一定好用。远景在进行大部件自研自制过程中，可以更明确地将大部件按照自身整机系统特性进行设计，从而实现大部件与整机特性的贯通，确保部件之间，部件与系统之间的完美匹配。
《风能》：普遍观点认为，轴承与齿轮箱等传动系统关键零部件，只有专业公司能够做得好，因为他们掌握了材料、工艺、设备、产能等。为什么远景能源也可以将轴承与齿轮箱的自研自制做好？
娄益民：以轴承为例。远景与主轴承供应商的合作是从源头开始，全程主导钢材、热处理、机加工、装配、出厂检验等全过程。在合作中，远景集成开发团队负责全链条的开发、评审、验证和放行，保证设备、工艺、人员等生产要素和过程管控满足高质量交付的要求。同时，批量生产的质量监造会将每一个生产节点的数据，反馈回远景质量管理平台进行大数据分析，保证轴承制造过程能力的稳定受控。
目前，远景齿轮箱工厂已进一步扩展为传动链工厂。近6000台远景自研齿轮箱应用于Model S、X、T、Y、Z五大风电机组产品平台，实现非金属杂质零失效；近6000套远景自研主轴承应用于14款风电机组产品，至今零失效。
远景集成传动链产品
《风能》：在上述自研自制轴承与齿轮箱的过程中，有没有能够体现工作细节的案例可供分享？
娄益民：为达到风机30年可靠运行的目标，主轴承产品必须具备极其强悍的耐载以及耐磨特性。实现这一特性，关键就是要保证高质量的热处理工艺水平。从某种程度上来说，主轴承产品的热处理工艺质量水平，决定着风机轴承的疲劳耐久寿命水平。而这项工艺技术在国内几乎是空白。为突破这项工艺技术，远景团队并肩战斗在现场一线，协同科研院所及相应试验资源，对整个工艺试验过程进行反复迭代。从方案的策划到实物的落地，一步步调整优化设备、材料、工艺装备、工艺参数，期间团队成员全力保障设备连续运转，短时间内进行了10多次不同工艺方案迭代，累计投入了80多件的试验材料、比对了上千张显微金相图片之后，最终找到了该工艺的最优解。可喜的是，该产品历经5轮次的大型台架试验，巍然不动稳如泰山，保证了自研主轴承在风机应用中的可靠性。本次风展上，采用远景新型热处理工艺的海陆平台自研主轴承获得了国际权威认证机构DNV颁发的IECRE认证证书。
再举一个齿轮箱的例子。针对风电传动链大型化、集成化的发展趋势，以及客户对高可靠性的需求，远景新开发样机使用了超过400个高精度传感器，实现了对传动链从外至内包括温度、压力、应变、间隙、振动、载荷、系统形变等的全场感知。在测试验证时间和强度上也数倍于行业标准：每个远景新开发机型都要进行800~1000小时综合测试，远超最新IEC标准要求的330小时。采用远景自研自制滑动轴承齿轮箱的超百台风机运行2年来零失效，证实了远景在测试验证环节不断自我挑战的价值和意义。
PART3：突破风电成为主体能源的瓶颈
《风能》：随着“三北”地区风电等新能源装机规模不断提升，依靠电力外送的方式进行消纳越来越难，构建新型电力系统成为当务之急。在您看来，推动风电占比进一步提升，成为新型电力系统主体能源的瓶颈在哪？
娄益民：为将风电等新能源在电网中占比从15%、20%提升至80%，需要通过新型电力系统来克服其波动性问题，使其进入到各行各业的负荷当中。例如，未来微电网大多将以独立网形式存在，其容量可能会很大，甚至达到1~10GW。所以国家在大力推动构网型风电机组、构网型光伏、构网型储能的发展。只有解决了构网型设备的技术问题，并基于此建立起新型电力系统，才能将清洁能源转化成波动性很小的绿电。只有当新能源发电设备的离网或构网能力瓶颈被打破，风光的应用场景就不会再被限制，也就不会出现弃风弃光问题，新能源下一轮的大发展就会到来。
《风能》：为建设好以风电等为主体的新型电力系统，除了做好构网型与离网型新能源发电设备外，还要解决哪些挑战？
娄益民：我们常说“源”随“荷”动，实际上“荷”也要随着“源”动，源荷要形成互动。在这个过程中，一个非常重要的挑战就是气象大模型。要搞好风电生产，我们只有弄清楚超短期、短期、中期、长期的风能状况，才能知道可生产多少电力、负荷如何去调配等等。例如用风电去制造绿色氢氨醇，需要有一定稳定性的电源才能进行正常生产。所以最关键的是要实现从气象模型到设备系统的智能化，然后再利用新型电力系统进行总体控制，建设一个庞大的智能化系统。
来源：《风能》杂志，文：赵靓
