層層優化的聯動效應
實際上,一直以來讓風電機組在低風速資源條件下獲取更高發電效率,是擺在每一個風電設備制造商面前的重要課題。
在研發UP97機型的過程中,聯合動力研發團隊面臨的第一個難關就是——為增大掃風面積而特制的大葉片帶來的載荷過高問題。對于如何降載,張啟應解釋說:“增大葉片尺寸不是改一改數值這么簡單,隨之而來的是進行整個機型的技術優化。要通過對幾千個技術點進行重新設計優化,才能達到完美的效果。”
追求完美,是張啟應和國電聯合動力研發團隊的“怪癖”,他們總是力求所有的設計都能達到性能和效益的最優狀態。
作為國內風電制造行業唯一具備自主設計葉片及生產葉片能力的風電整機制造企業,聯合動力充分發揮了自己的優勢,用先進的高模玻纖材料設計出了一款超長的輕量化葉片,該特質葉片相比常規材質的同尺寸葉片重量輕了8%,而堅韌度提高20%、抗疲勞度增加了40%。
同時,其還為UP97機型設計了獨特的“優化降載”控制策略,可顯著降低停機中或陣風中超大葉輪的推力載荷。“就像為一輛急速行駛的滿載加長貨車,裝上了一個非常靈敏而穩定的剎車系統,使其能快速而平穩地停下來”。國電聯合動力風電技術中心系統設計副總工程師董禮表示,其還采用了傳動鏈、塔筒阻尼控制策略,減弱疲勞載荷,大大增加了機組的使用壽命。
不難發現,在UP97機型的研發過程中,國電聯合動力的又一項優勢——“全產業鏈戰略”的特色也充分發揮出來。在江蘇宜興的國電聯合動力發電機制造工廠,技術專家通過優化電磁設計以及改善散熱系統等諸多創新改進,有效提高了發電機的效率;在內蒙古包頭的國電聯合動力齒輪箱制造基地,研發團隊也發揮專業技術優勢,制造出了適應超低風速的優化型齒輪箱,進一步提高了發電效率。
量身定制的全線平臺
在我國,低風速風區地理分布廣泛,氣候也呈現多樣性。例如,西南及長江流域空氣濕度高、雷暴天氣多,中南地區冰凍多,西南地區海拔高等。為適應不同地區的氣候和地理環境,國電聯合動力強大的平臺戰略為低風速機型設計了不同的配置,并且保證了極高的品質。
2012年初,國電聯合動力在風電技術研究所的基礎上,提出了全線產品的平臺戰略,形成1.5兆瓦、2兆瓦、3兆瓦和6兆瓦這四個產品平臺和一個863項目的研發平臺,實現了機型容量全覆蓋,同時在使用特性上全面覆蓋了平原、高海拔、海上、潮濕以及高寒地區等特殊、極端地區,適應不同地區的不同需求。通過豐富而強大的風機產品平臺,國電聯合動力實現了風電定制化的特色服務,為業主“量身定制”風機。
對此,張啟應表示:“低風速風機就是風機定制化服務的開始,定制服務將是國電聯合動力的下一個重點發展方向。隨著風電行業日益成熟,競爭將更加激烈,未來市場也將會提出更多的差異化、定制化風機需要,屆時國電聯合動力的全產業鏈戰略、全線產品平臺戰略等綜合競爭優勢將發揮更大的優勢,引領風電行業的發展。”