实验室还针对高海拔、寒冷地区等特殊气候条件的风电机组设计进行了专门研究。“我们研发的叶片防冰冻技术已经在贵州、山东等地应用,一个冬天的测试证明效果很好。”冯健说。
尤其值得一提的是,该实验室承担了科技部863项目——“超大型超导式海上风电机组设计技术研究”,是国内首次涉及10MW级以上风电机组设计的项目,属于科技部“十二五”期间重点科技项目。考虑目标机组12MW超大容量的特点,项目采用了超导式直驱发电机的技术路线,发电机的设计效率达到96%,重量比同容量永磁同步发电机减重30%以上。同时,考虑该机组兼具“超大容量”及“海上风电”的特点,课题还完成了海上风电机组高可靠性设计,目标为实现年度计划维护一次,最大程度减少机组的非计划停机。在主控系统设计中采用了基于支持向量机技术的阵风判断和先进监测系统设计等一系列创新性的新技术。这些成果将显著提升我国风电机组设计水平,使我国风电机组设计的创新能力和国际竞争力跃上一个新台阶。
打造数字化风电场助设备制造商转型
在风机产能总体过剩,行业洗牌接近尾声的情况下,风电服务市场已经成为各方逐鹿风电产业的“第二战场”。而决定输赢的关键也从能否提供更便宜的价格变为能否拥有性能、质量和服务的综合实力。
在国电联合动力北京本部的运行技术中心,偌大的“云平台”显示屏上,分布在世界各地的国电联合动力机组运行情况一览无余。技术人员介绍说,一旦有设备出现问题,通过“专家在线会诊—现场服务人员介入”模式,国电联合动力后台技术专家与现场服务人员实现无缝对接,提升了现场问题分析判断和处理的快速响应能力。
“以前风场出故障了,工作人员需要去现场才能发现问题,而在数字化风电场,我们远程就能看到。随着实时状态诊断模块的不断开发完善,我们可以对风电机组各部件的亚健康状态及时发现,在风小的时候集中处理,最大程度上减少发电损失。”冯健说。
有数据显示,目前全国每年需要风机1800万千瓦,产能过剩约在40%左右,在这种情况下,未来风电整机制造业在竞争中利润不断降低,风电制造企业一方面要靠科技创新突破来根本上提高利润空间,而服务市场的拓展将成为企业持续盈利的关键。
“你看我们实验室名字里有一个关键词是‘控制’,这也是今后我们研究的重点方向之一,怎样让风力发电更智能、让风电场整体实现数字化运行的管控模式。”冯健表示。
■一线对话
离产业近一些,再近一些
记者:依托企业建设的国家重点实验室的共性是与产业紧密结合,请问您在这方面有哪些体会?
褚景春:我在高校工作过,对这方面感触很深。现在的高校和科研院所也越来越注重与产业需求的结合,但不可否认,企业毕竟在一线,我们实验室的课题全部来自于行业和企业在发展中遇到的难题。国电集团是全球最大的风电开发和运营商,联合动力作为旗下的风电制造企业,能够及时深入了解和提炼风电产业各个环节的需求,能迅速尝试技术研发中的一些新创意。而这些新创意的实际效果怎么样,会遇到什么问题,也会很快反馈到实验室进行研究。
我认为设立在企业中的国家重点实验室确实为行业、企业的核心技术研发提供了重要的平台和支撑。
记者:作为主任,您坚持什么样的实验室建设理念?
褚景春:我们的实验室建设以风电产业发展需求为导向,紧密关注基础学科领域的最新研究成果,深入开展应用技术研究。在建设过程中坚持三个理念:
一是坚持核心技术自主创新理念。加强创新文化建设,激励研发人员的创新创造意识,并从科研经费、实验条件、对外交流、团队建设等方面给予充分支持;
二是坚持“产学研”协同创新理念。加强与国内外科研单位、高等学校、产业链的技术合作,共同开展基础理论研究,解决技术难题;
三是坚持以技术为支撑的平台发展理念。把重点实验室建设成为我国风电产业技术研发中心、服务中心、信息中心和人才培育中心。
记者:请您介绍一下实验室未来一段时间的规划。