本刊 | 张雪伟

变桨系统是风电机组核心的控制保护装置。由于安装于风电机组的旋转轮毂内，经常面临极端温度、湿度和振动等环境，变桨系统容易产生故障，这也成为风电行业的一个痛点。

就整个风电机组来说，变桨系统只占其价值的5%以内，但是变桨系统故障在风电机组故障数量中占21%，与变桨相关的停机时间在风电机组总停机时间中也占到近四分之一。变桨系统故障最严重的后果是风电机组倒塔，一旦倒塔，损失巨大。此外，变桨系统故障直接影响风电机组可靠性，继而影响度电成本。鉴于此，变桨系统的性能和可靠性越来越受到重视。

作为在变桨系统领域深耕十年的变桨系统供应商，北京华电天仁电力控制有限公司（以下简称“华电天仁”）不仅在国内变桨系统市场上长期位居前列，并且苦练内功，走出了一条适合自身发展的道路。

华电天仁2008年进入风能行业，起步依托于国家能源集团内部的机会，拥有天然优势。2011年之后，华电天仁在此市场基础上逐步向集团外拓展，2013年开始向远景能源和运达风电等整机商批量交付变桨系统。在此后的数年里，华电天仁一路向前，出货量逐年增加， 2015年达到2800多套。近五年来，华电天仁在集团外部市场销售量超过40%，在国内市场占有率稳定保持在20%左右。累计超过万套的应用业绩，常年服务于国内十大风电整机商中的其中五家，是华电天仁潜心做好业务的基础和动力。

正因为对于变桨系统的各类应用场景均有积累，在天然优势之外，华电天仁又建立了新的优势。“我们面对不同整机商的产品需求，需要考虑不同的应用场景，因此我们的变桨产品在适应性方面优势比较明显。”华电天仁总经理余康表示。

在走访华电天仁位于河北省固安县的生产基地过程中，余康向本刊记者一一介绍历年来华电天仁生产的变桨系统样机——大到柜体设计、模块布局，小到部件、接线设计，无不在更新迭代。基于长达十年对研发、管理的持续投入和技术创新，华电天仁目前共获得国家专利29项，成功研发出1.5MW至6MW、适用于不同环境的全系列变桨产品40余种。

该生产基地还建有国内一流的风电变桨控制系统实验室，主要进行变桨技术研发和解决方案的测试及仿真、系统故障模拟、部件选型和检验测试、系统培训等。实验室设备包括EMC测试平台、高低温及湿度试验箱、风电变桨专用功率试验平台、振动测试平台、超级电容检测系统、变桨电机测试平台、绝缘测试设备、功率分析仪等。

近年来风电行业“降本”呼声日甚，当被问及华电天仁的应对之策，余康坦言压力很大，而“国产化”不失为一个好方法。实际上，2016年之后变桨系统市场需求有所下滑，国产化已成为继续支撑华电天仁在日趋激烈的市场上站住脚跟的重要因素。

在余康看来，华电天仁变桨系统近几年降本力度最大的是在国产化方面。华电天仁在“国产化”道路上一步一个脚印，一个一个部件攻克，在保障质量的前提下，如今已经实现了变桨系统整体的国产化。2018年推出的一款新产品便是核心部件全部实现国产化的“永磁同步驱动系统+超级电容”技术路线的变桨系统。

做技术出身的余康在谈到变桨系统时，总能侃侃而谈。他介绍道，“风电机组里面的控制系统实现国产化最慢，如PLC、驱动、超级电容，以及电机，在以前都是进口的。但是近几年来，华电天仁已经将这些部件全部国产化了。最后一个关卡——驱动器，也在2017年实现了国产化，今年已经小批量应用，明年将会批量应用。”

变桨产品的高可靠性、强适应性、易维护性等目标的实现，都基于过硬的产品质量，这离不开全面的质量管理。华电天仁也深知在变桨国产化进程中，质量保证是决定成败的关键因素。随着行业的发展步调，华电天仁出货量自2016年趋于平稳，之后如何持续发展则要看企业自身有多少内功了。

据固安华电天仁副总经济师兼运营管理部经理陈坤介绍，华电天仁坚持走市场化道路的理念决定了其非常重视集团外部的市场。由此带来的多样化客户需求使得华电天仁意识到，提高公司管理水平和整体效率迫在眉睫。

改变原有的集群式生产方式，进行生产流程的再造，实行全面流动管理，在保证质量的前提下较大幅度提高劳动生产率，加快生产流转等，这些目标在固安生产基地进行了五期精益生产之后均得到了实现。

陈坤介绍说，精益生产一期是从无到有的过程，效果显著。产品交付时间缩短了86%、在制品现场库存量下降了39%、生产面积下降了64%、产能则提升了114%。在精益生产二期，固安生产基地将精益生产理念与信息化管理相结合：之前平铺式摆放的库房改为立体货架，并采用二维码扫码追溯，提高了库房物料周转效率。精益生产三期将重心放在了线缆车间的改善上，解决了之前线缆车间跟不上组装进度的问题，在人员没有增加的前提下能够与组装车间匹配。在基本梳理了产线之后，固安工厂精益生产四期开展了全流程质量管控体系建设。为了更好地满足市场复杂多变的小批量和定制化需求，固安生产基地在精益生产五期以“柔性化产线建设”为主题开展，卓有成效。

此外，固安生产基地还启动了变桨产线“智能制造系统”，一期工程以生产中心装配线数字化改造为核心，以信息化和自动化为导向，通过在装配线导入MES（生产制造执行）系统与现有ERP（企业资源计划）系统相结合共同构成华电天仁信息化平台。现已完成MES系统功能模块、eSOP电子作业指导书、电子看板程序设计开发。

谈到接下来的研发重点，余康表示，风电机组朝大型化趋势发展，变桨系统也会随之更新换代。同时，存量市场上有大批需替换的变桨系统，华电天仁正在研制一套可以直接到轮毂里面去更换的变桨系统，这样可以避免动用吊车带来的大额成本花费。

由于变桨系统安装在轮毂里，对变桨系统进行功能拓展也成为了华电天仁考虑的一个未来研发方向，比如将叶片在线监测或其他一些风电机组相关的功能与变桨系统集成起来。