制胜平价时代Ⅱ：风机创新中的“加减乘除”

平价时代渐行渐近，中国风电来到了“凌云渡口”，能否脱胎换骨关键还在于降低度电成本。对整机商来说，机组技术创新是降本的一大有效途径。

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目前整机商主要通过增大机组功率、叶片长度、塔筒高度、零部件可靠性、延长风机寿命来达到降低度电成本的目的。但要应对转瞬即至的平价时代，创新力度还远远不够。风机技术再突破再创新又将如何开展呢？

上海电气风电集团首席数字官、技术总经理康鹏举认为，在颠覆性技术出现之前，整机商的技术创新还是应该“在盒子里思考”，在风机上做“加减乘除”+“关联”。


“加法”思维。“加法”思维是指将两个功能或子部件合并。比如，半直驱技术将齿轮箱和发电机进行合并，节省空间降重降载以降低成本。上海电气也在积极探索超级紧凑型半直驱技术，同时也在关注未来的伪直驱技术。伪直驱技术是指以电磁齿轮箱代替机械齿轮箱，实现高度集成的半直驱驱动链，增大功率密度、减少重量、缩小体积实现集约化降本。

“减法”思维。“减法”思维是指尝试将影响机组可靠性及寿命的关键部件减掉。比如说，为了捕捉更多风能，塔筒逐渐增高使得成本也越来越高、控制也越来越难。那么能不能开发一种技术取消掉塔筒呢？冷却系统是影响风机可靠性的主要痛点，但它也直接决定了系统能量密度。既然冷却是一个非常头疼的问题，那能不能把主动冷却去掉实现自然冷却呢？齿轮箱的可靠性问题是影响运维成本关键点之一，那能不能把齿轮箱去掉？上海电气目前在这几方面做创新探索：在塔筒方面，尝试颠覆传统支撑结构设计，创新出基础与主机一体化的新型机组结构；在冷却方面，探索新的冷却技术及功率器件技术，实现部分子系统自然冷却，提升机组系统可靠性能；上海电气高可靠海上直驱技术就是做减法，将齿轮箱去掉以后实现的创新。

“乘法”思维。“乘法”思维是指复制。比如在一台风机上可以采用多转子技术以及分段叶片的技术，分段叶片会很好地解决叶片越来越长带来的运输等相关难题。

“除法”思维。“除法”思维是指把一个功能切成许多功能分拨出来给整个系统增添价值。比如在控制方面，风电行业早期以分布式应用为主，只有单台机组控制的概念。风场的出现使得控制功能衍生并多样化。除了风机主控，又增加了智能终端、SCADA、场控、CMS等功能。未来还会增添大部件监控、大数据边缘计算、云计算等。在数字空间，数据和信息通过多个子系统分布处理，增加系统的价值。

“关联”思维。在风机创新方面，关联耦合是一个非常重要的创新理念。通过关联耦合实现“1+1>2”。比如，变频器和发电机在功能上的强耦合实现整个传动链的降载、减少传动链以及塔筒的重量；将控制和风轮耦合，实现转子系统轻量化；塔筒与控制相耦合，实现塔筒减重。

技术进步永无止境，突破创新也不仅限于此，上海电气将继续不断探索为中国风电平价时代贡献更多智慧。这是个平价的时代，也将是一个不平凡的时代。