APP下载

刘杰:我的使命是让风电机组更聪明

2020-04-19夏云峰

风能 2020年7期
关键词:低电压中国海刘杰

夏云峰

如果风电机组可以开口说话,言及自己的生存条件时它或许会感慨,“我太难了”。身处茫茫原野之中,风总是飘忽不定,其他影响因素又复杂多变。在超过20年的生命周期中,为保持稳定运行以及高效产出,风电机组必须时刻敏锐感知环境变化,迅速做出调整。这既离不开各类高精度传感器,更需要一个“聪明的大脑”,主控系统就扮演着后者的角色。它是风电机组整个控制系统的核心,通过与监控系统、变桨系统、变流器系统互联,监测风况、机组运行状态、电网,在综合分析数据的基础上发出控制指令,完成系统启停、并网与脱网、开桨与收桨、偏航与解缆等动作。

历经数十年的发展,风电机组主控技术获得长足进步,持续驱动整机的智能化升级,而这背后凝结着几代控制技术人员的努力与智慧。

刘杰? 中国海装研究院智能控制技术研究所所长,拥有典型“80后”踏实、勤奋的性格特征以及“技术男”严谨、专注的做事风格。进入中国海装的14年间,他将全部精力放在控制技术的开发与优化上,带领团队取得一系列重要突破。在刘杰的世界里,这已经成为不可或缺的一部分,“如果能把主控系统与智能化两个方向的工作进一步做扎实,我也没什么遗憾了”。

小白的快速进阶路

虽然早已是同事们眼中的技术“大拿”,但刘杰心里很清楚,一路走来自己经历了什么。

2006年,在西华大学顺利完成学业后,刘杰怀揣梦想进入位于山城重庆的中国海装。考虑到主修的电气工程及其自动化专业“学的就是控制”,他的岗位自然而然被定在了风电机组主控软件开发,成為公司的第一批“技术男”。

“当时,风电属于新兴产业,自己比较感兴趣。面试后,我了解到,公司人员整体比较年轻,很有活力,氛围也非常好,所以决定加入这个团队。”被问及最初的选择动机时,刘杰如是说。

然而,眼前的现实却不容乐观。彼时,中国风电刚刚开启大规模开发,产业链十分不成熟。中国海装也仅仅成立2年时间,没有形成核心产品,更谈不上具备关键技术的自主研发能力,只得依靠与国外企业开展合作,引进技术。

更让刘杰倍感压力的是,自己属于风电“小白”,此前从未接触过这一领域。而设计主控软件时,既需深入理解风的特性,也要掌握机械、电气方面的原理知识。

为了尽快攻克难题,让公司真正掌握风电核心技术,刘杰决定采用“土办法”? 啃书本,大量查阅国内外的文献资料,并利用各种途径与国外专家交流,从零开始学习风电知识。

在他看来,这段经历很有纪念意义,“我过得特别充实、快乐,完全沉浸在技术攻关的氛围中,没有其他的杂念”。

2007年,经过一年的积累,刘杰迎来职业生涯的第一次重大挑战? 参与研发2MW风电机组。据悉,这是中国海装开发的首个具有自主知识产权的兆瓦级风电机组,也是这家企业日后在市场中攻城略地的主打产品之一。针对该机型,公司层面投入了大量的人力、物力资源。

刘杰主要负责主控软件的开发,以及样机软件在车间与风电场现场的测试。他至今仍对期间的艰辛记忆犹新,“在车间与电气人员一起进行调试时,为了保证质量和进度,我们经常通宵达旦干活,工作做得很细致”。

尤其是现场调试,更是让他这个土生土长的南方人对北方的酷寒有了真切体会。样机调试的地点位于内蒙古乌兰察布辉腾锡勒风电场,当时正值隆冬时节,最低气温接近-30℃。有时为了充分利用满足条件的有利风况,只能连夜组织测试。

“现场非常冷,大家都穿着厚厚的连体服,行动不方便。一爬塔,衣服里全是汗水;停下来,又会觉得很冷。”刘杰回忆道。

克服重重困难,2008年3月,中国海装的2MW机组顺利并网发电。那一刻,刘杰身上的疲劳感一扫而空,取而代之的是内心满满的自豪感。

此后,他相继攻克“风电机组转矩控制技术”“风电机组偏航控制技术”“风电机组转速稳定性技术”等关键技术,并建立了软件编写制度以及车间、风电场调试流程,为后续风电机组设计奠定坚实基础,也由此被誉为中国海装风电机组主控软件设计第一人。

四天完成低穿测试

由于表现突出,刘杰迅速晋升为技术部主管工程师,破解技术难题则成为他的工作常态。

2011年,一个棘手的紧急任务摆到刘杰的案头。

这一年,全国部分地区发生风电机组大规模脱网事故,风电机组低电压穿越能力缺陷问题引发广泛关注。随后,国家能源局下文提出,新核准并网的风电机组应具备低电压穿越能力,并通过有关机构的检测认证。已并网运行的风电机组和风电场,具备低电压穿越能力的应在当年年底前完成调试,确保该功能正常开放;不具备低电压穿越能力的机组和风电场,相关企业必须限期完成改造,未按照规定完成改造的机组和风电场,不得并网运行。

这意味着,如果不能在规定的时间前尽快完成认证,整机厂商的机组将丧失参加项目投标的资格,直接关乎企业的生死存亡。

解决问题的一大关键就在于整机控制技术,刘杰当仁不让担当起低电压穿越小组的主控软件负责人。

但是,对于当时的多数风电企业而言,低电压穿越都是一项全新的课题。

“技术难度大,我们对它完全没什么概念,也无太多经验可供借鉴。”刘杰指出。

在这种情况下,他决定与团队从基础做起,细致研究国内外的先进技术,共同探讨低电压穿越技术的实施方案。由于无法开展实物测试,小组只能通过假设多种低电压穿越运行工况,模拟控制运行,并提前分析、处理仿真过程中出现的问题,将之解决在设计初期。由于前期准备充分,现场测试时,中国海装仅用时4天就完成了2MW机组全部型式的检测项目,它也成为国内最快通过低电压穿越并网检测的整机企业。

“测试要求非常严格,期间不允许对机组性能做任何修改,塔筒也被锁起来。出现任何问题都算测试失败,必须一次性通过。”刘杰说,“时间也特别紧张,测试设备只有两三套,其他厂家都在排队等着用。”

及时拿到低电压穿越认证证书,确保了中国海装风电机组具备参与风电项目投标的资格,间接实现经济效益上亿元。刘杰的团队据此荣获集团公司科学技术三等奖。

让团队保持愉悦性

实际上,在十多年的科研生涯中,刘杰斩获过诸多荣誉,“2MW双馈式风电机组关键技术及系列产品产业化”“2MW风电机组关键技术研究及再工程化设计”“在役风电机组发电量提升控制技术研究”等项目,先后获得重庆市、集团公司的多个科学技术奖。此外,他还被中国海装连续评为年度“标兵”。

刘杰认为,这一切均归功于公司营造的良好工作氛围以及团队成员间的密切合作。

每每回想起最初的抉择,他总是觉得很荣幸,“幸好当时选择进入中国海装,有幸见证了公司的发展历程和创造的多个行业第一”。

作为中国船舶集团旗下专注于风力发电的企业,中国海装的产品与服务所具有的军工品质一直为业界称道。自2004年成立以来,它依靠持续的创新,始终跻身于国内风电市场重要参与者之列。在刘杰的眼中,这是“一家非常上进、踏实的公司,我个人算是跟着中国海装成长,也被改变了很多”。

他认为,一方面,自己属于迎难而上的那类人,“无论是在最初的2MW样机现场调试过程中,还是为了攻克低电压穿越技术,该加班的加班,该熬夜的熬夜,我和团队没有任何怨言”。

另一方面,自己做事比较踏实,“每个环节都要做好、做细致,也不会半途甩手不干”。

细致,可以说是编程人员必须坚持的基本职业操守。如果因为疏忽大意导致主控程序存在瑕疵,批量应用于风电场后导致机组频繁误报故障,就只能进行分析,找出根源的过程会花费不少时间。

“原本在编程中或许只用一分钟就可以处理的问题,到風电场后常常得耗费几天的时间,这还取决于现场条件是否满足测试要求。”刘杰表示。

走上管理岗位后,团队建设成为刘杰关注的一个重点。目前,其领导的智能控制技术研究所,共有接近30名员工。如何调动所有人的积极性,是他不得不思考的问题。

刘杰的秘诀就在于,让大家更快地融入团队,在其中找准各自的定位,发挥所长。“只有不断在工作中体会到愉悦性,队员才有持久的动力。一旦他们觉得工作只是按部就班的事情,就会感到很枯燥,从而失去动力。”

此外,考虑到大家的出差任务多,刘杰还经常与队员谈心,并帮助他们与家庭成员加强沟通,增进彼此之间的理解包容。

风机还可以更聪明

交谈中,刘杰坦承,面对主控技术的日益成熟,自己曾经历过一段彷徨期,“内心始终感觉有一股劲使不上来”。对此,他经常与团队成员谈心聊天,在交流中慢慢改变自己的想法,重新锁定前行方向。

目前,根据公司的整体战略规划,刘杰与团队确立了下一个奋斗目标? 研发智能风电机组平台。

本质上,风电机组是一种高度集成的自动化装备,已经具有智能化的基础。近几年,伴随大数据、人工智能等技术应用的兴起,开发智能风电机组成为各家整机企业的发力点。

刘杰深知这项工作的关键所在,“应该一步步把技术做得更加扎实,要能落地。推动机组的智能化,主要围绕降低成本和提升发电量两个方面;同时,对于制造业而言,还必须兼顾投入与产出的平衡。”

任务明确后,他带领团队展开全面研究,并结合公司特点定义了智能风电机组的内涵,确定全域感知、智慧学习、智能控制、环境友好等四大智能方向,致力于打造具有自感知、自适应、自学习和自控能力的“高智商”风电机组,旨在为客户提供更高收益、更高安全性、更高可靠性的风电机组产品。

值得一提的是,在单机级的基础上,中国海装还着手探索场站级的数字化解决方案,加快建设智慧风电场的技术储备,“不少技术已经初显出来,未来还需要解决适用性的问题,让它们能够应用于各种环境中,这个过程或许会较为漫长。”刘杰强调。

刘杰坚信,虽然任务依然十分艰巨,但只要踏实走好每一步,路就会越走越宽。

猜你喜欢

低电压中国海刘杰
以实例浅谈低压变频器低电压穿越的控制与预防
借条风波
李梅梅、刘杰作品
基于WXH—822A线路保护测控装置的三段经低电压闭锁的方向电流保护测试
一张二寸照