2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
在19日上午召開的風電機組技術創(chuàng)新論壇上，中車株洲電力機車研究所有限公司風電事業(yè)部技術中心副主任劉紅文發(fā)表了《感知驅動的智能控制技術》的主題發(fā)言。
以下為發(fā)言全文：
劉紅文：各位風電的人大家上午好，我是來自中車株洲所風電事業(yè)部的劉紅文，很高興在這里跟大家分享感知驅動的智能控制技術，這也是智能風機最為關鍵的一部分。整個分為四個部分，第一是整機產品發(fā)展新常態(tài)。第二是目前整機產品面臨了一些新挑戰(zhàn)。第三感知驅動的一些智能控制技術去解決這些問題，以及一些案例的分享。第四個是稍微做一個整機和展望。
我們做技術是離不開服務的對象，所以控制技術圍繞著整機產品服務的，今年感觸非常明顯，第一是平價時代，整機產品更新?lián)Q代越來越快，我們是正值常態(tài)，市場需求驅動，我們平價之后對我們價格提出了更高要求。第二是技術的創(chuàng)新時代，為什么對市場倒逼也能把這個價格做下來，這個做下來之后第一個手段是功率等級大型化，可以減少整體的費用，減少些機位點。另外目前在一些大型機組研發(fā)上面、降載方面取得了不錯的效果。以前覺得可能陸上風電最大功率等級也就3兆瓦可能到4兆瓦左右，到5兆瓦乃至7兆瓦、8兆瓦都已經出來了。第二個新常態(tài)就是平價之后的大基地招標，整機價格持續(xù)走低。平均的走勢在1月份的時候，平均價格在2800-3000左右，8月份價格已經到了2200左右，個別可能下降到2000以下了。第三個常態(tài)是說價格降低下來之后，性能也會降低。這個圖一個是低風速區(qū)，另外一塊是高風速區(qū)，它這個單位千瓦掃風面積的指標，表征了這個產品先天的發(fā)電性能，這個指標其實也是在走高的。這個整機產品往大型化，工業(yè)等級高更大，葉片更長，塔筒越高。價格也會越來越低，性能越來越好，這也是符合我們平價之后，來證明3060碳中和大規(guī)模的裝機風電是一個必然的趨勢。
第二個部分講大勢，我們整機產品開發(fā)的時候，有沒有面臨一些新的問題，那么這個行業(yè)目前是輕量化、平臺化，這個事情是降低這個產品的一些成本，無論是大功率、長葉片還是高塔筒，這種產品的研發(fā)趨勢它訴求還是要降低我們業(yè)主的投資成本，增加它的一些收益率。那么降低這個本質是降低度電成本，就是一升一降，降什么？降主機成本，降塔筒成本，降些運輸成本、吊裝成本，運維成本，是提高可靠性還有一些我們機型適用一些，這一塊就是剛才說的，為什么單位千瓦掃風面積越來越大，可能花費了功夫。
我們在產品開發(fā)時候會面臨一些什么問題？第一個問題產品開發(fā)的時候，首先我們輕量化之后，有些葉片輕量化之后是一個好事情可以降低成本，但是我們也知道葉片第一捕獲能量，第二也是來源，所以它輕量化之后，變柔了之后，產品開發(fā)是一個凈空問題，以前更多遇到是1.5功耗，到現(xiàn)在1.5功耗是有附件性的，目前發(fā)現(xiàn)葉片有可能他在1.3功耗，1.3功耗是什么功耗？第二個極限載荷，這是永恒的話題，現(xiàn)在更多面臨是1.4功耗，2.X功耗、4.X功耗，除了解決激光設計之后，風機里面還有一個疲勞載荷，所以我們也是通過這個手段，怎么樣來把這個疲勞載荷降低，這個是產品開發(fā)的時候首先遇到解決的問題。
我們一款產品開發(fā)出來，在風場里面有沒有問題，就是后面有解決的問題，我們性能有沒有應該運行可靠性有沒有影響，有沒有經常發(fā)生超速或者超功耗或者振動引起在運行過程中出現(xiàn)的一些故障，尤其是現(xiàn)在往南方復雜地形去增長開發(fā)的時候，這里可能時不時停機、超速或者振動、或者誤差不大，這些事件可能大家會面臨的越來越多，這也是說要解決在運行端，要解決的問題，現(xiàn)在進入我們感知驅動的智能控制技術，我們是基本上感知，感知壽命，算法就是智能方面的算法，這個就是智能控制器，前面也有同行講了，從這三個方面構建我們智能控制的一些算法，它的核心也是提升我們的發(fā)電量，降低我們的重量，提高我們的產品在風場的運行可靠性。
第一個封面就是剛才說的凈空問題，第二個額定功率附近時可開發(fā)一些推力削減的算法，第三個是葉片的結構加強一下，第四個降低些適應等級。有些硬件激光雷達出來之后，也開發(fā)了基于硬件激光雷達動態(tài)這個控制，右邊這些圖我們做了一個仿真，就是把凈空算法加進來之后，凈空提高1.5。第二塊就是我們所面臨的一些極限載荷，現(xiàn)在可能目前大家如果做整機，大家都清楚，1.4功耗是一個非常難的一點?；谟布兄覀冮_發(fā)了激光雷達前饋控制技術，這個技術我們已經在用了，我們可以把這個極限載荷降低到13.4%左右。
除了硬件，因為硬件都會增加一些成本，我們也開發(fā)了基于虛擬感知的這個動態(tài)削減技術，削減感知就是目前已經已有的傳感器，包括加速度還有發(fā)電機轉速，以及發(fā)動機功率這些已有的一些所測一些感知的，通過一些算法構建一些虛擬的指令，指向這個載荷。所以在技術層面開發(fā)了基于虛擬感知的模型，通過動態(tài)的調整我們講具體來，降低我們的一些推力載荷風機。1.4功耗就是集裝箱的部分，集裝箱除了大之外，其實它的風向也是持續(xù)變化的，所以我們也是開發(fā)了基于虛擬感的穿越技術，比如說在大的功耗，來的時候風向變化的時候根據(jù)發(fā)電機的加速度以及它的變化率構建一些輔助的速率，降低它在大培養(yǎng)誤差變化的一些載荷。
（根據(jù)演講速記整理，未經演講人審核）
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