创新是一门科学，有据可循，有理可依。
宋代的陆游说：“文章本天成，妙手偶得之。”
清代的吴敬梓却说：“八股文章若做得好，随你做甚么东西。要诗就诗，要赋就赋，都是一鞭一条痕，一掴一掌血。”
科技创新和做文章是一样的。这是笔者在与金风科技副总裁、风电产业集团总经理陈秋华聊了整整2个小时“创新”之后，想明白的一件事。
有的人认为，创新是天才的灵光一现，可遇而不可求。
陈秋华和金风人相信，创新是一门科学，有据可循，有理可依。
在笔者看来，前者看待创新就如同陆游相信好文章是诗仙醉酒后的神来之笔，妙手偶得。后者就像吴敬梓相信的，学好了八股这套体系，作诗也好，作赋也罢，都能鞭辟入里、有血有肉。
满足需求是创新的根本目标
对于创新，不同的人有不同的见解。但在近些年的风电行业，各制造商、开发商等行业企业对于创新的理解渐渐趋同，那就是：更大的单机容量、更长的叶片、更高的塔筒。这些能代表风电的创新吗？陈秋华给出了肯定的回答，这些当然可以代表风电的创新，而且是很了不起的创新，但它们不是风电行业创新的本质和全部。
他认为，无论是更大的单机容量，还是更长的叶片，其本质都是为了实现客户需求，持续创造价值。当前的风电行业，追求全生命周期度电成本最优、机组场站可靠性不断提升，就是客户最根本的需求。因此，一切围绕这些需求产生的新技术、新模式、新业态都是值得称赞的创新。
创新是一门科学
“创新是一门科学，”陈秋华说，“要实现有价值的创新，就需要掌握科学的方法、建立体系的保障、搭建多元的生态。如果说方法是通往创新的高速路，那么体系就是这条路两侧的安全护栏，而生态则是为高速提供支撑的服务区。”
近年来，金风科技引入TRIZ（发明问题解决理论）。这是一套系统化的方法论，用于帮助研发工程师以业务实际发展需求为出发点，专注于高价值和重大创新问题，通过系统化的方法，寻找问题的本质，并提供一系列科学的工具和方法来解决这些问题。截至今年6月，累计已有近2500名金风人参加TRIZ培训，为公司的创新驱动发展战略奠定坚实基础和注入强大动力。
“创新必然伴随风险，金风科技通过搭建‘五位一体’实验验证体系，确保在技术创新的过程中，将风险控制在可接受的范围内。”陈秋华谈道。
陈秋华所指的“五位一体”，是金风科技经多年构建的“零部件级、系统总成级、数字孪生、整机级、场网级”五位一体实验验证体系。其中每一级实验验证都基于物理实体与数字孪生体同步开展，并逐级闭环，最终的目标是实现风电场网级的系统最优。
以部件级为例，金风科技的测试项目不仅更全面，要求更严谨，测试结果也更逼真。例如变流器测试，其测试流程涵盖了从核心零部件IGBT的测试，到变流器环流测试，再到整机传动实验台上的测试，直至现场样机的测试。这一系列测试项目多达上百条，使用的传感器也多达数百只。再如风电叶片静载测试，在既有4个方向进行静载测试之外，金风科技还增加了多角度静载测试、超载破坏性测试、主动制造缺陷测试等。近日，金风科技全球首支147m叶片一次性通过堪比“摩羯”台风级别的静载测试，测试数据与理论预期高度吻合，让行业对300m+风轮直径的海上机组拥有了更多信心。
在整机级实验验证中，金风科技的16MW多自由度加载整机实验台，可全面进行各种风况模拟及整机发电并网模拟，于地面即可全方位模拟风电机组运行中的各种受力情况，进而测试验证风电机组性能及可靠性。据悉，该实验台现已升级为国内唯一可进行20MW+级机组多自由度整机测试的实验平台。
“除硬件测试验证平台的保障外，金风科技的创新体系保障，还包括一整套‘MP+IPD’管理流程。”陈秋华补充道。
金风科技早在十多年前，就开始与IBM、华为合作，推行建设符合风电行业特点的“MP+IPD”管理流程。这使金风科技的产品从概念、计划、开发、验证、发布直至生命周期内各阶段所需推进的工作都有章可循，既确保了产品符合市场需求，使研发投入精确有效，又可实现产品高效高质量开发，在上市后也能得到有效管理。因此，金风科技的技术创新工作，能够稳定且有节奏地在体系中进行，而不是盲目或无序的尝试。
“我们不仅仅在自己搞创新，也充分借助外界力量，搭建了完善的创新生态。包括建立海外的创新生态，在丹麦，我们有气动和机械的创新生态，在澳大利亚做并网的创新生态。我们还建立了基于供应链体系的创新生态，充分发挥供应商的资源，确保一个产品设计出来后，能够匹配上适合的工艺。”陈秋华介绍：“另外，金风科技还同复旦大学等高等院校和科研机构，建立了创新生态，开展联合创新，并获得了国家科技创新奖项。”
客户也是金风科技创新生态中的关键一环。以GWH252-16MW机组的研发过程为例，三峡作为项目的牵头方，对产品开发提出要求，包括提供应用场景，输入需求，提供样机点位等，而金风科技则充当“链长”角色，通过联合攻关、技术资源共享、专项资金扶持、互相参股、为研发中的创新产品提前下订单等方式，盘活一整条产业链上的资源，与各协作供应商实现联合创新。
“当我们建好了创新的高速路，立好安全护栏，并拥有供给充足的服务区，即便我们一时无法抵达目标，但我们信心十足，创新成果的实现必定水到渠成。”陈秋华总结道。
风电行业的创新方向
以满足客户需求为目的地，风电整机企业在“创新高速路”上疾驰，必定会遇到分岔路和指示牌。在过去的5年间，指示牌上清楚地写着三个字“大型化”。陆上机组的单机容量从3~4MW跨越式提升到8~10MW；风轮直径从140m增长至210m。在陆上“抢装潮”之后，风电开发企业对投资成本的控制、土地资源的稀缺、市场价格的快速下降成为这一阶段的“主旋律”。机组大型化牵动了全产业链的系统性创新，从部件到系统的创新又反过来推动机组大型化的加速实现，使更多区域具备风电的可开发性，满足了风电开发企业和整机厂商共同的需求，“大型化”功不可没。然而，这并不意味着“大型化”会继续成为未来5年的主流创新方向。陈秋华认为，智能化、电网友好性、可靠性和基于应用场景的创新会在下一个行业发展阶段中汇聚关注并迎来突破。
“早期的风电机组本身具备一定的智能化水平，但这同基于数字化的智能化还有差距。”陈秋华不久前去风电项目现场考察时发现，有的机组旁青草已经高达半米，这使他感慨良多：“如果我们的机组都能够实现高度智能化，就能做到免运维。那么北方一些下雪封山的风电项目、深远海风电项目就可以更好地解决现场员工的工作与生活保障问题，项目的收益也会大幅提高。”
陈秋华认为，除了少人值守的运维需求外，风电机组的智能化在应对类似“摩羯”台风一类极端天气时，能够发挥较大作用；智能化还可以大大提升设备运行可靠性，通过预测与预防降低设备质量风险，充分利用机组的冗余设计提升发电能力。
国家能源局发布的数据显示，2024年上半年我国风电累计并网装机量占全国电力装机总量的15.2%，风电发电量占比达到12.75%。随着风电装机容量的持续增长和风电发电量所占比例的不断提高，其固有的波动性对电网构成的挑战不容小觑。为有效应对高比例风电并网所带来的问题，必须加大技术创新力度，以确保电力系统的可靠性和高效性。
“风电在澳大利亚某些地区的渗透率达到40%以上，所以澳大利亚对于风电的并网要求极为苛刻，只有极少数整机企业的产品可以满足。金风科技在澳大利亚推出的构网型机组方案得到了当地认可。”陈秋华介绍：“我们也在澳大利亚成立了电网并网研发中心，持续推动并网技术的创新。”
金风科技是我国最早布局构网型风电机组的整机商之一，其不仅具备了构网核心技术100%自主研发能力，还在业内最早实现了数字验证、单机验证和场级示范三级验证。此外，该公司还结合风力发电特点，开创性地提出了分布式储能直流耦合构网型技术路线，有力支撑新型电力系统的未来发展形态。
近两年，全球风电行业因机组故障，每年造成大量经济损失。持续提高机组可靠性，是全行业解决安全、成本、收益挑战的必由之路。
金风科技与湖南大学合作发起“超大容量风电能量转换系统的高性能服役关键技术及应用项目”，并凭借项目研究成果荣获2023年度国家科学技术进步二等奖。“通过此类创新项目的推进，金风科技产品的服役机组故障率大幅降低，因此全生命周期质量损失不断下降，机组的使用寿命也将进一步延长，这是为客户创造的直接价值。”陈秋华进一步表示。
近期，中电联2023年度“优胜风电场”评选结果出炉。数据显示，获奖项目中，使用金风科技风电机组的装机容量近7300万千瓦，占到报送项目总容量的26.2%，排名行业第一。
另外，使用金风科技风电机组的获奖风电场数量、项目所覆盖的区域数量、年利用小时数超过3000h的项目数量等均位列行业第一。这是对金风科技风电机组高可靠性的最好背书。
客户的需求在哪里，创新的方向就在哪里。创新不是炫技，不是制造一时的热点和爆款，而是深刻洞察客户的真实需求，并脚踏实地解决问题。
对于未来的新产品规划，陈秋华透露，金风科技将主要基于产品应用场景在创新上下功夫。海上风电方面，金风科技即将下线20MW风电机组，也正在推进漂浮式机组的研发，同时该公司还将推出海上中低风速高性能产品。针对陆上北方“沙戈荒”与集中式场景，金风科技将创新重点放在8~10MW机型的迭代上。
随着国内风电技术的进步、产品推陈出新，我国风电技术逐步进入“无人区”。这对接下来的技术创新带来更大的风险和挑战。陈秋华认为，“小步快跑，持续迭代”将帮助行业在认知与能力可控的风险范围内，不断前进。
创新破“内卷”
近年来，各行各业几乎都绕不开“内卷”。在笔者看来，本质上“内卷”是典型的零和思维。抱怨“内卷”的人相信这个市场没有增量，一方的收益必定意味着另一方的损失，因此宁可打“价格战”，也要挤占他人的生存空间，换取自身的存在。然而，真的是这样吗？如果市场增量足够大，“价格战”还会打起来吗？“内卷”还有意义吗？
自改革开放到2019年，中国经济的年均增长率超过9%，彼时中国哪里听到过“内卷”这个词。那么是什么带来了如此巨大的增量？是制度创新、市场机制创新、科学技术创新把我国的GDP从不足4000亿带到近10万亿。如此经典的“创新破内卷”的案例，难道不值得风电人学习吗？
在陈秋华看来，风电行业也有过创新带来增量的高光时刻。多年前，我国通过开发与推广低风速风电技术，使中东南部地区成为可与“三北”比肩的重要风电市场，这完全是技术创新所创造的风电“蛋糕”。再比如，高塔架技术的开发与应用，使大量高切变地区的超低风速项目得以开发，进一步证明了技术创新在创造新市场方面的能力。同样，面对未来广阔的深远海区域，我国风电产业链各相关环节企业，正加紧进行技术与模式创新，努力通过产业融合与技术进步，降低深远海风电开发成本，并有望将其打造成一个全新的风电增量市场。
“当技术创新能够扎扎实实地为客户创造价值，那么客户一定会愿意为其买单。比如，如果采用某种新的技术，能够大幅提高项目收益率，将原本不具备经济可行性的项目变成能够开发的项目，那么这样的技术创新就是有价值的。”陈秋华进一步假设：“如果有一项创新技术，不仅能够使项目变得可行，还能将项目收益率从5.5%提高到7%，甚至8%，那么整机商与开发商就都能够获得更高的利润，各方不再需要通过压价来争夺市场份额，更不必急于推出那些容量更大但技术积累不足的产品。”
除了创造新的蛋糕外，推动技术创新，还可破解机组大型化以来积压的各种问题。比如目前国内市场以牺牲叶片风能利用系数（Cp）为代价，追求大叶轮，使风轮直径增加但发电量反而降低，并导致叶片柔性增加、制造困难等问题，如果不通过技术创新加以解决，那么“大型化”的意义将不复存在。
无论是历史还是现实，无论是宏观社会还是风电行业，事实一再证明，“内卷”将把社会和行业带入死循环，而创新产生的新增量，则是推动行业和社会螺旋式上升的根本动能。
过去，依赖“灵光一现”式的创新，经济社会获得的创新增量难以预料，发展陷入停滞时有发生。而今天，当创新成为一门科学，其方向、成果可以预测，那么，经济社会的上升动能将取之不尽用之不竭。
欢迎来到“创新平权”的新时代——一个让掌握了科学创新方法的普通人也能为社会发展贡献智慧与力量的时代。在这个时代，创新不是少数天才的专利，而是每个人都能参与并推动社会进步的重要工具。更为重要的是，每个人既是“蛋糕”的贡献者，也是“蛋糕”的分享者。在如此良性的循环与互动之下，摆脱“内卷”将不再是一句口号，创新破“内卷”也不再是遥远的梦想，而是触手可及的现实。
来源：《风能》杂志
