2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)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(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)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(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“風(fēng)電設(shè)備智能運維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)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(fēng)電機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新論壇上，中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司風(fēng)電事業(yè)部技術(shù)中心副主任劉紅文發(fā)表了《感知驅(qū)動的智能控制技術(shù)》的主題發(fā)言。
以下為發(fā)言全文：
劉紅文：各位風(fēng)電的人大家上午好，我是來自中車株洲所風(fēng)電事業(yè)部的劉紅文，很高興在這里跟大家分享感知驅(qū)動的智能控制技術(shù)，這也是智能風(fēng)機(jī)最為關(guān)鍵的一部分。整個分為四個部分，第一是整機(jī)產(chǎn)品發(fā)展新常態(tài)。第二是目前整機(jī)產(chǎn)品面臨了一些新挑戰(zhàn)。第三感知驅(qū)動的一些智能控制技術(shù)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(jī)和展望。
我們做技術(shù)是離不開服務(wù)的對象，所以控制技術(shù)圍繞著整機(jī)產(chǎn)品服務(wù)的，今年感觸非常明顯，第一是平價時代，整機(jī)產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快，我們是正值常態(tài)，市場需求驅(qū)動，我們平價之后對我們價格提出了更高要求。第二是技術(shù)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(jī)位點。另外目前在一些大型機(jī)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(fēng)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(jīng)出來了。第二個新常態(tài)就是平價之后的大基地招標(biāo)，整機(jī)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(jīng)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(fēng)速區(qū)，另外一塊是高風(fēng)速區(qū)，它這個單位千瓦掃風(fēng)面積的指標(biāo)，表征了這個產(chǎn)品先天的發(fā)電性能，這個指標(biāo)其實也是在走高的。這個整機(jī)產(chǎn)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(jī)風(fēng)電是一個必然的趨勢。
第二個部分講大勢，我們整機(jī)產(chǎn)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(chǎn)品的一些成本，無論是大功率、長葉片還是高塔筒，這種產(chǎn)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(zhì)是降低度電成本，就是一升一降，降什么？降主機(jī)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(jī)型適用一些，這一塊就是剛才說的，為什么單位千瓦掃風(fēng)面積越來越大，可能花費了功夫。
我們在產(chǎn)品開發(fā)時候會面臨一些什么問題？第一個問題產(chǎn)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?nèi)崃酥?，產(chǎn)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(shè)計之后，風(fēng)機(jī)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(chǎn)品開發(fā)的時候首先遇到解決的問題。
我們一款產(chǎn)品開發(fā)出來，在風(fēng)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(yīng)該運行可靠性有沒有影響，有沒有經(jīng)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(fù)雜地形去增長開發(fā)的時候，這里可能時不時停機(jī)、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(jìn)入我們感知驅(qū)動的智能控制技術(shù)，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(gòu)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(chǎn)品在風(fēng)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(jié)構(gòu)加強一下，第四個降低些適應(yīng)等級。有些硬件激光雷達(dá)出來之后，也開發(fā)了基于硬件激光雷達(dá)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(jìn)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(jī)，大家都清楚，1.4功耗是一個非常難的一點?；谟布兄?，我們開發(fā)了激光雷達(dá)前饋控制技術(shù)，這個技術(shù)我們已經(jīng)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(shù)，削減感知就是目前已經(jīng)已有的傳感器，包括加速度還有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以及發(fā)動機(jī)功率這些已有的一些所測一些感知的，通過一些算法構(gòu)建一些虛擬的指令，指向這個載荷。所以在技術(shù)層面開發(fā)了基于虛擬感知的模型，通過動態(tài)的調(diào)整我們講具體來，降低我們的一些推力載荷風(fēng)機(jī)。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(fēng)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(shù)，比如說在大的功耗，來的時候風(fēng)向變化的時候根據(jù)發(fā)電機(jī)的加速度以及它的變化率構(gòu)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(jīng)演講人審核）
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