王芳

创新是产业永不枯竭的发展动力，创新也是CWP永不落幕的主题。“十四五”期间，风电行业将迎接平价上网的全面考验。在CWP 2020上，来自风电整机企业、开发企业、零部件企业，以及相关机构的代表，围绕降本增效呈上最新的创新成果，涵盖风能资源精细化评估、叶片设计制造及关键部件评估等。

风能资源评估，追求更精细

为了更好地捕捉风能资源，提升发电量，保障收益，测风与评估成为关键环节。来自风电企业和研究机构的代表分享了针对风能资源评估这一世界难题的探索以及相关的创新做法。

在测量方法创新上，粒计算、不确定度等新的测量指标被引入风能资源精细化评估之中。融合雷达数据、中尺度仿真及短期观测验证于一体的组合测风技术，能够更细致地了解测风对发电量的影响。在软件应用上，由法国美迪、美国国家大气研究中心（NCAR）共同研发的御风系统，可为规划与设计、智能运维、风电场运营及海上风电气象预报提供全面支撑。

随着平价时代的到来，新增装机面临着更高的降本增效要求。在微观选址上，机位点的排布优化变得更加重要。北京大學副研究员张日葵认为，高低塔筒混排能够一定程度上提高风电机组在中低风速地区的输出功率。

此外，研究人员还对风功率载荷软件、特定风电场发电量的综合折减系数、测风数据插补方法进行深入分析。

风电叶片设计，追求降本

围绕叶片大型化中的气弹稳定性、噪声、成本等问题，专家们从多个层面提出了下一阶段的技术发展方向。

实现平价上网后，三、四类风能资源区的电价几乎腰斩，通过优化叶片的材料、结构、制造工艺等降低成本，使项目具备开发价值，变得十分迫切。针对大型长柔叶片的气弹振动问题，与会嘉宾从降低发电量损失和确保机组安全性的角度，介绍了叶片气弹模型涉及的计算模块、高比模量玻纤的应用实践。在材料上，有嘉宾认为要加强对碳玻混合、热塑性树脂等新材料，以及拉纤、缠绕等工艺的研究，并呼吁供应商能够配合下游企业，共同降低成本。

来自运达股份的团队分享了他们围绕智能机器人对在役叶片损伤进行检测的创新成果，即用机器人搭载相控阵超声成像、机器视觉，利用算法，实现对叶片裂纹的检测。

此外，生产管理方式的变革也是降低叶片产业链成本的有效方式之一，用于代替人工、提高效率的组装生产，成为智能制造的新尝试。有叶片企业代表强调，要实现叶片与整机有机结合，做到系统性迭代；促进现有技术应用的不断成熟，同时要对新技术进行持续投入，保证业务不间断地发展。

关键零部件，更好、更新、更紧凑

有专家预测，由于平价上网带来的成本挑战，风电机组的价格可能在2021年跌破3000元/千瓦。支撑整个产业发展最核心的动力不仅仅是整机，更依赖于配套的零部件企业。

在塔筒方面，来自三一重能的技术人员展示了其在高柔塔筒技术方案研究方面的最新进展，比如，通过基于数字模型的寿命监测来提高塔筒的安全性，降低成本。而国内构架式预应力钢管塔筒已经突破160米，在安全性、经济性和适应性方面表现良好。

来自维斯塔斯的专家总结了大部件全尺寸测试保证全生命周期可靠性的经验：与零部件企业进行联合测试，提高集成工程师对问题的认识，并将其编写成一部测试规程。同时，通过采集运行数据修正测试规程。

以齿轮箱为核心业务的威能极的代表阐述了3项前沿研发应用：滑动轴承技术在低温、磨损、噪音上表现良好；三级行星技术具有齿轮更小、轴承更小、重量更轻、材料利用率更高的特性；混合驱动潜力巨大。

西门子歌美飒的专家介绍了66千伏交流系统在海上风电中的应用：变压器可在30天内降解；采用真空灭火、洁净空气，使产品更加环保；安装调试在工厂里完成，减少在海上的施工时间。

机组单机容量的快速提高对高效能电气驱动链、电机效能带来新的挑战。来自上海电气的代表在对大兆瓦机型的研究中认识到，优秀高效的电气驱动设计，要做到电气驱动链内部发电机和变流器两个部件更深层次的协同优化，包括协同容错、短路协同保护等。

针对大兆瓦直驱机组冷却系统的创新设计与实现，金风科技开发了自动排气设计、结构减振设计、浸冲式设计、部件的容错和系统的容错设计、水浸及电容传感器的应用等。

随着长叶片、大兆瓦机型的发展，对轻量化的要求会越来越高。来自运达股份的专家从结构智能仿真优化技术、新材料、传动系统一体化设计等方面，介绍了风电机组轻量化设计的最新进展。

在小部件方面，激光传感器、深度学习已经被用于螺栓状态监测。来自挪威、英国的企业代表还介绍了各自在海缆搬运与存储、将PEEK（聚醚醚酮）功能塑料应用于主轴上的经验。

正如有与会嘉宾所言，零部件企业要树立双赢思维，形成深度优化。同时，要跳出当前思维定势，大胆前瞻，形成合理的内部成本分担，助力整个机组竞争力的提升。

分散式风电，开发模式待创新

有专家表示，中东南部地区的风能资源未来技术可开发量接近10亿千瓦，但现在仅开发了其中的11%。福建占比最高，也只有26%，未来发展潜力很大，近三年的总体装机容量规划已经超过2500万千瓦。

针对中东南部地区的风电开发，来自金风科技的专家表示，要加强负荷侧的预测，使发电侧与负荷侧相匹配，尽量减少对电网的依赖，降低电网调度的难度，提高对弱电网的支撑能力。将箱变放置于塔筒内部，升压站采用工厂化设计，现场组装，都可以进一步减少占地面积。针对分散式风电项目开发收益不稳定等问题，该专家认为，在运营时可进行资产托管，提供基于发电量的风险担保，实现风险兜底。

开发分散式风电项目，对机组的安全性、环境友好性要求更高，远景能源研制的超感知智能风电机组，可对可能出现的故障进行趋势预测，实现亚健康报警，并通过增大齿轮箱扭矩降低叶片转速，减小噪音。

中国海装在机组参与电网调频时搭建了仿真模型，发现不同风况下，机组均可以在一定时间内稳定提高有功输出，但若想在最大功率跟踪控制模式下实现风电机组的调频，则需要借助储能设备。其研究认为，目前适合于风电机组调频的主要储能方法之一是压缩空气，它还可以与漂浮式海上机组结合。

针对中部低风速地区，高塔架技术将为平价市场提供很好的支撑。针于高柔塔架，运达股份提出快速穿越转速的共振技术、塔架主动控制技术、动态推力消减技术和载荷最优停止控制策略技术，以及通过运行模式的调整，达到抗涡激效果。

针对融资难问题，华能天成提出“村村通”“厂厂通”“路路通”模式，形成区域成片开发，其规模效应可以有效降低项目成本，提高收益，提升资产的内在价值。