上海電氣風電集團副總裁繆駿：新材料、新工藝、人工智能等將加速風電行業(yè)變革

2017-10-18 15:14:04 能見　點擊量：評論 (0)

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在中國國際展覽中心（新館）全球風電CTO論壇——未來風電暢想，上海電氣風電集團副總裁繆駿就能源革命下的風電變革議題進行分享。繆總指出

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在中國國際展覽中心（新館）“全球風電CTO論壇——未來風電暢想”，上海電氣風電集團副總裁繆駿就“能源革命下的風電變革”議題進行分享?？娍傊赋鲲L能技術(shù)發(fā)展?jié)摿σ琅f很大，未來新材料、新工藝、人工智能、新結(jié)構(gòu)的使用將大幅度提升風機效率。

以下為演講內(nèi)容：

繆駿：各位同仁上午好，我先介紹一下自己，我叫繆駿，在這個舞臺上可能我是一個新兵，因為我剛接手上海電氣研發(fā)工作不久，我更想講的是下面的副標題，風電未來暢想，我剛到以后事實上有一點難度，難度在哪里？在于暢想這個二字，中文暢想不等于空想，所以說我們既要暢想未來，但提出的一些東西還是要接地氣的，一會在我的PPT，我們在前期準備里頭，我的團隊有很多腦洞大開的東西，他們搜集了全球非常多的非常新穎的方案，但是我覺得好像對于這些企業(yè)來說不太適合，或者說不是我們碗里的菜，就刪掉了，比如說飄浮式的機組這些，盡管概念非常好，但是我覺得好像這個不列在我們暢想的范圍里面。

事實上從技術(shù)風電的技術(shù)來講，我個人有一個感覺，我覺得風電技術(shù)可以有兩點，一點，它是一個遠沒有到達成熟階段的一個技術(shù)。第二點，它是一個非常包容的一個技術(shù)平臺。我看下去在座的各位這個年紀都非常輕，我們從事的這個行業(yè)有一點非常幸運的是，至少我們不用在退休之前擔心我們這個行業(yè)的發(fā)展遇到了技術(shù)瓶頸，因為我本來從事的是火電，傳統(tǒng)的化石能源行業(yè)，在火電里頭搞技術(shù)有一點困難，把煤電效率提升1%，或者說把單位發(fā)電量煤耗去降低幾克那都是難度非常大的事情，非常有挑戰(zhàn)的，是我們的一個夢想，我們需要用十年時間，甚至更長時間才能去提升1%的效率，但是似乎在風電里頭我們并不存在這些問題，我們可以非常輕而易舉的把發(fā)電量提升幾個百分點，把載荷提升幾個百分點以上，一方面說明我們技術(shù)進步很快。第二說明我們這個技術(shù)遠沒有成熟。我們把所有的技術(shù)打開來看，是否發(fā)覺每一個技術(shù)點都是非常成熟的，這是第一點。第二點，每一個技術(shù)點我們?nèi)ジ鷦e的行業(yè)，技術(shù)是共用的嗎，我們比較以后是否發(fā)現(xiàn)，在我們所用的技術(shù)點上面，在風電里頭似乎它又不是最為領(lǐng)先，最為先進的，它被引入到這個行業(yè)里頭來，我們介入鋒利發(fā)電機這個平臺，非常好的整合在一起，體現(xiàn)了它非常大的包容性，跟我后面所要講PPT的內(nèi)容有關(guān)，我在團隊中提倡不講究原創(chuàng)性的創(chuàng)新，我們時刻也在問我們?nèi)绾稳?chuàng)新，我們不想強調(diào)在這個行業(yè)里要做非常突破性的原創(chuàng)性的創(chuàng)新，我們更應該講究拿來主意，我們要時刻關(guān)注別的行業(yè)的發(fā)展，關(guān)注其他領(lǐng)域內(nèi)一些最新的科研成果，待到它成熟的時候，我們可以直接引入到這個行業(yè)來，本身我們風力發(fā)電機組的包容性決定我們可以這樣的方式去做，我們在技術(shù)上面遠沒有成熟。

我們當然從工業(yè)革命開始講起，從蒸汽動力到電氣化時代，到自動化時代，或者信息化時代，以及到現(xiàn)在推動的第四次工業(yè)革命，我們風電現(xiàn)在是處于第三次以及第四次工業(yè)革命之間，我們還在接受信息化時代帶來技術(shù)的紅利的沖擊，為什么這么講，我們看到展會上面有非常多的是信息化，第三次工業(yè)革命在別的領(lǐng)域里頭所應用成熟的技術(shù)，不斷地在被帶入到這個產(chǎn)業(yè)里面來，但是同時我們也接收到了第四次工業(yè)革命許多技術(shù)點的沖擊，包括AR，VR，包括無人控制技術(shù)，包括點點滴滴，或者是納米技術(shù)，我不知道有沒有在座各位，最近國內(nèi)非常熱門的量子通訊技術(shù)，不知道未來是否會被我們風電行業(yè)所引用，但是我前面看到清華大學實教授也看到量子通訊技術(shù)的突飛猛進，有一篇文章還是非常地有意思，有可能也會給我們這個行業(yè)帶來一些革命吧。

當然在座的各位都希望技術(shù)的變革能夠給我們這些所從事新能源產(chǎn)業(yè)的人帶來一些生機，帶來一些新的機會，毫無疑問我們現(xiàn)在所有的人都希望未來的能源能夠是百分百的可再生能源。

因為我剛才提到了，我們從技術(shù)上面來說，希望更多的去借鑒別的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展成熟的技術(shù)，對于風電來說在這個領(lǐng)域來說，從這個點看下去會有非常多的點，我今天主要講三個方面。一個是超大葉片設計和生產(chǎn)，第二方面精細化風場設計。第三方面是機組智能化。右下角風電面臨的挑戰(zhàn)LCOE這是我團隊加在上面的，如果我們說技術(shù)暢想的話，是從技術(shù)的發(fā)展角度來說，從一開始我們特別去關(guān)注這個技術(shù)或者關(guān)注成本的話，我們很有可能就會抑制了技術(shù)發(fā)展，技術(shù)發(fā)展跟經(jīng)濟的關(guān)系有它的脈絡，在初期肯定是高成本的，我們?nèi)绻f一味地追求低成本的話，我們就不要暢想了，這也是我本人的另外一個觀點。

第一點，風電變革之超大葉片設計和生產(chǎn)，有三個小點，新材料新工藝，新的結(jié)構(gòu)形式，新的翼型和氣動附件，新材料和新工藝我主要想講碳纖維，我估計設計研發(fā)機構(gòu)的話，最近碳纖維的應用非常熱門，我們關(guān)注到國際上面差不多也就在這個等級上面已經(jīng)逐步推出了，包括在陸上風場的低風俗區(qū)域，我們現(xiàn)在似乎是近似于摩爾定律，每一到兩年發(fā)展提升一倍的這種性能的速度在發(fā)展我們的風力發(fā)電機，每半年的時間基本上風能直徑會更新迭代一次，隨之而來我們需要更長的葉片，我們對于設計供應商上的挑戰(zhàn)更大。這個也是我說的碳纖維材料在別的行業(yè)應用已經(jīng)非常普及了，近年來的比例也已經(jīng)是上升的比較快，對于風電來說我們有應用，包括上海電氣我們最近也在研究碳纖維的葉片，我記得國家有一個規(guī)劃，到2022年，玻纖應用的極限也就是在80米左右，再往上漲除非玻纖再有一次突飛猛進的變化，似乎已經(jīng)達到了它性能的極限，我們要應用新的碳纖材料來提高韌性。這是新材料應用，因為碳纖對樹脂的浸潤度都有影響，使得我們并不容易利用現(xiàn)在的技術(shù)能夠完全的澆鑄透，可能會有常見的白斑多發(fā)，我們要研究新的工藝，新的輔材，這些都是新的研究的領(lǐng)域和方向。

新的結(jié)構(gòu)形式，有兩張圖，左邊這張圖展示的是一個欲彎技術(shù)，我們在制的時候需要去把這個葉片，夜間遠離塔桶壁，但是隨著新的耦合葉片的思路推出，右邊這張圖似乎看起來更有意思，這也是前幾天我們看到的是丹麥大學的一個副教授做的一個葉片結(jié)構(gòu)的一個迭代，他做了40次，利用高度的數(shù)字仿真，以及自動巡游技術(shù)，迭代以后的結(jié)果使得我們看起來這個葉片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常像鳥類的骨骼，我們現(xiàn)在傳統(tǒng)葉片的結(jié)構(gòu)當中是單副板或者雙副板的，從理論上面來說，我們一不得不驚嘆大自然的進化神奇的力量。二是我們不得不驚嘆人類的技術(shù)，尤其數(shù)學的發(fā)展，大自然的自然進化規(guī)律逐步的被我們用數(shù)學模型可以完整地去模擬出來，得益于現(xiàn)在真材技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在真材技術(shù)，包括3D打印技術(shù)在高度發(fā)展，我們未嘗不可知五年或者十年以后我們就能研發(fā)出類似這樣結(jié)構(gòu)的葉片，或者在我們?nèi)~片哪怕不是整張葉片去利用這樣的結(jié)構(gòu)，在某些強度要求特別高的地方，我們是否可以應用類似的結(jié)構(gòu)來降低我們載荷，減輕我們?nèi)~片的重量。

第三是新翼型和氣動附件，大家應該很熟悉這幾張圖片，第三張是澳大利亞研究的一個低噪聲的風輪，我覺得就風電來說，我們對氣動翼型的研究不如我研究的火電，就火電來說，汽輪機和燃氣輪機，我們對于翼型的研究不夠，沒有關(guān)注它翼型的本身，這上面三個是典型的氣動領(lǐng)域去關(guān)注的，尤其前天下午大會上面很多分布式風能發(fā)電的發(fā)展，風力發(fā)電機離居民的距離保持在500米以上，如果我們今天有一款低噪聲風機，我們這個噪聲水平可以控制的非常低，我們是否又可以有更多的資源，比如說家用空調(diào)，家用電器行業(yè)里頭，各位回想一下我們的空調(diào)機，十幾年前甚至二十年前的窗式機，到了現(xiàn)在的空調(diào)，我們噪聲水平大幅的下降了，這里面承載了很多我們的技術(shù)，當初是簡單的像家里頭三葉大的電扇一樣是橢圓形的楓葉，現(xiàn)在的楓葉有一個小尾巴鉤在那兒，再看葉片上面是布滿密密麻麻坑的，但是這些技術(shù)減噪的技術(shù)，因為我們剛剛開始這個行業(yè)，所以我們投入關(guān)注的很少，當然我建議我們?nèi)タ纯磩e的行業(yè)一些成功的案例和經(jīng)驗，有些技術(shù)是非常成熟的，可以快速被拿到風電行業(yè)里面來。

下一個風電變革的精細化風場設計，題目很多人都在談，這里主要講三個，更準確的風資源評估，更精確的風電廠分析和驗證，以及更個性化的選址。有三個圖，這是一個鏈條需要串起來來看，第一個是用3D打印技術(shù)來打印出來的數(shù)字的地形的沙盤。第二個是一個風動。第三個是數(shù)字仿真流場的分析。因為我們很多時候在考慮的是需要去立兩個側(cè)風塔，現(xiàn)在路上一左一右有兩個，但是在多山丘陵地區(qū)，或者地形表面狀況比較復雜的情況下，兩個側(cè)風塔是不夠的，我們還會結(jié)合當?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，或者是衛(wèi)星數(shù)據(jù)，或者是哪里的數(shù)據(jù)，但是這些數(shù)據(jù)都不夠準確，現(xiàn)在我們是否可以把這三個圖片串起來設想一下，我們可以把一個復雜地表通過3D圖形打印出來，結(jié)合我們現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟的風動技術(shù)，再結(jié)合我們現(xiàn)在高度發(fā)達的數(shù)字仿真技術(shù)，我們以相似的原理，以合適的流體把它模擬出來，我們是不是做得會更加準確，做得會更加好。

第三個是個性化的選址，或者叫個性化的風場的設計方案，里面提三個，一個是不同的塔桶高度，一個是不同的設計方案，一個是不同的基礎的控制策略，這三點技術(shù)上面來說我們現(xiàn)在全部能夠做得到，無非是時間長短的問題，但是我們現(xiàn)在在投標的過程當中，業(yè)主往往要求我們希望精確到某個機位，設想非常好，現(xiàn)在一個風場里頭可以做到兩種不同高度的塔桶（音），但是如果出現(xiàn)三種塔桶，三種基礎，四種基礎，或者都有自己的對應的控制策略，對于工程師團隊來說他們會碰到一個非常苦惱的問題，他要不斷地修改他的設計，或者我們的供應鏈條線上面，包括質(zhì)量這些都會碰到問題，每個塔桶出來圖紙都不一樣怎么辦，我們這里強調(diào)的是個性化，但是我想在個性化之前我們先要去做好標準化，這個標準化不是一個簡單的模式單一，統(tǒng)統(tǒng)做成一個塔桶，這不是我們做出終極的標準化，我們的標準化希望把這個設計過程變成參數(shù)化，變成有一定的規(guī)律和規(guī)?？梢匀ふ业?，希望通過我們設計程序，仿真軟件，能夠?qū)ふ宜顑?yōu)的參數(shù)，比如說我們現(xiàn)在在推的塔桶的設計，就可以減輕工程師的工作量，可以快速按照業(yè)主的要求不同塔桶高度的要求，提出最新的塔桶圖紙，結(jié)合塔桶廠的敏捷化的供應鏈，我們還是完全有可能去跟，我要設計出，并且制造出完全個性化的塔桶方案的。

第三點，風電機組的智能化，同樣三小點。第一自我診斷，自我修復和自我感知。這里上面畫的是一個汽車的發(fā)電機，同樣我們也來看看行業(yè)外的發(fā)展情況，自我診斷技術(shù)對于我們來說并不陌生，最基本的現(xiàn)在可以去看到齒輪箱里面的裂縫，非常輕微的裂縫，通過振動分析檢測能夠出來，漏油，泄漏，或者是結(jié)冰，超溫，我們安排了非常多傳感器去進行檢測出來，但是根據(jù)我們實踐經(jīng)驗的結(jié)果是，我們設計了這么多傳感器之后，它經(jīng)常會誤報警，這里就帶來一個問題是我們沒有拿系統(tǒng)化的角度去看待一個病癥，我們是不是可以借鑒傳統(tǒng)中醫(yī)的理論，系統(tǒng)的角度去確診這個疾病，望聞問切，同樣一個疾病，西醫(yī)很簡單，但是中國通過望聞問切，是不是通過這樣系統(tǒng)的角度，系統(tǒng)的診斷，通過一個病灶的發(fā)生，我們要去相互印證不同的技術(shù)，不同的傳感器相互印證，最后來更精確的確定這個病灶的部位，使得我們誤報警的幾率大部分的降低，以便于節(jié)約我們的人工和成本。

第二點自我修復。同樣來自于汽車行業(yè)，自我修復的輪胎，事實上在我車后備箱里頭我放了兩個液體，高壓充氣液體，液體是用于什么呢？輪胎萬一被扎了的時候，把這個罐子直接沖到輪胎里頭就可以。左邊這個是復合材料的關(guān)結(jié)構(gòu)，對于葉片來說它是典型的復合材料結(jié)構(gòu)，如果葉片上面出現(xiàn)細小裂紋幾率還是非常大的，這個裂縫出現(xiàn)以后很容易進入濕氣，如果我們遭到雷擊的話，葉片就會被撕裂掉，我們可以在比較容易發(fā)生這些裂縫的地方去應用一些這樣的技術(shù)，右邊這張圖同樣的也是自我修復技術(shù)，這張圖是國外的F15吧，當然我前幾天看到我們殲20的總工程師，他在談我們中國自己設計的第五代戰(zhàn)機的時候，很重要的是，我們第五代戰(zhàn)機具有一個自動修復功能，我去網(wǎng)上查了一下，這個概念不是最新的，英國的公司在他的戰(zhàn)機里面也是同樣具備了一定的自我修復功能，這個功能還不是針對復合材料，是針對金屬以及合金的，我不知道具體的原理是什么？但是從這個思路開去的話，我們風機如果在遠海的風機在某些關(guān)鍵部位具有一定的自我修復能力，這個還是非常有意義的。

第四點自我感知，我們嘆了很多場控的技術(shù)，我們現(xiàn)在不再以單臺風機的角度來提升效率，從這個角度來講，風機它有自我的思維，本來它就是一個高度智能化的產(chǎn)品，是不是我們可以這樣講，它已經(jīng)具備了一個社會的初級形態(tài)，在這個風電廠里面，不同的每一個風機盡管是一個單元，但是它具備了分工和協(xié)調(diào)，第一臺風機會考慮我的哥們發(fā)電量是不是好，這是典型的分工合作，我們?nèi)祟愰_始研究群體化的這些方式，一個是螞蟻，一個是蜂群，我們中國最厲害的是無人機技術(shù)，但是里面最厲害的是無人機的蜂群戰(zhàn)術(shù)，我看到已經(jīng)被我們攻克掉了，我們戰(zhàn)時的時候可以出動無人機去攻擊其他的目標，同樣引入到我們風電里面來，每一臺風機擔任不同的業(yè)務，我們的發(fā)電量我想應該是可以有很大提升空間的。好，就這些，我這些暢想純粹是暢想吧，我希望未來十年能夠看到部分的技術(shù)在我們風電業(yè)務里頭，風電行業(yè)產(chǎn)業(yè)里頭能夠得到實現(xiàn)，謝謝各位的聆聽，謝謝。

（發(fā)言為現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審核）