一个风电技术官的行业价值观

2021-08-28 19:14  来源:《风能》杂志  浏览:  

到今年7月,万宇宾博士在中车株洲所风电事业部做机组研发已超过11个年头,这段人生轨迹差不多是一款机型的半个生命周期。“一款款机型的意义不仅仅是送出更多的绿色电力,还在于知识和技术的传承。”也正因此,他和机组形成了一种“老铁”的关系。

说到中车,人们自然会想到中国高铁。万宇宾说,作为株洲所风电事业部技术中心主任,他的幸运在于一直受益于中车集团的技术价值观。

从中车集团到株洲所,再到风电事业部,都坚定地认为风电产业值得长期深耕。风电产业受政策影响明显,“双碳”目标给全行业带来长期信心和希望。在中车看来,衡量一件事情或一个产业是否应该坚持,关键看它有没有价值,在化石能源不可持续的情景下,风电、光伏等可再生能源成为主体能源是大势所趋,关乎全人类命运,其价值毋庸置疑。

最重要的是理解和把握趋势。万宇宾提到,风电项目有趣的地方在于,仅占项目50%投资的机组在很大程度上决定了全部投资的最终价值。从这个意义上讲,提供满足平价风电市场需求的产品和解决方案是最有效、最根本的降本路径。基于对技术趋势的深刻理解和把握,作为系统解决方案提供商,中车株洲所风电事业部一直坚持高度活跃的产品研发和科学的产品阵列布局,以及对关键技术指标先进性的追求,为产业上下游创造更多价值。

然而,由于风能转化理论极限的制约,加之材料及基础学科缺乏突破性进展,以及机组运动部件多,且又处于不同的地域场景,技术降本的难度越来越大,这就是为什么中车株洲所致力于风电数据科学与智能化的动因。

“风电是数据科学与智能化的绝佳应用场景。”万宇宾解释说,风电项目宏观及微观特征的复杂性和多样性,风电机组设备与其所处环境的强耦合,也为数据科学与智能化技术提供了绝佳的应用场景和广阔的施展空间,相关技术可在风电领域得到最好的孵化,并赋能风电产业链可持续进步与发展。

“这需要更加紧密的战略供应链深度协同,这种协同得益于中车雄厚的轨道交通产业基础和风电产业链的支撑。”万宇宾强调说。

实际上,中车产业集群覆盖了整机、子系统与基础器件多个层次,并长期推动整机与供应链的深度协同。在此机制下,系统与部件的关系超越了通常意义的应用接口和选型集成,相互之间不再局限于固定的边界、确定的参数和指标,而是深入到设计阶段,所有的可能性、变数和灵活性被充分探讨和挖掘,必须遵守的准则与允许灵活处理的定制化设计被区别对待,部件和系统的成本构成被充分打开。通过这种方式,整机产品不再是有限的方案比选,而是不断逼近真正意义上的全局最优。深度协同的价值还体现在“1+1>2”的技术创新。万宇宾举例说,中车将轨道交通领域以变频器为载体的健康管理技术移植到风电变流器产品中,实现了基于高频电信号的传动链特征在线辨识,在几乎不增加成本的情形下,实现了常规CMS产品难以提供的实时监测保护功能。

万宇宾透露,中车株洲所正在积极布局风电机组设备的全新应用概念及配套技术,新的应用概念将把机组设备整体看作耗材,全面审视生命期不同工况下设备的寿命消耗、电量产出及相应的价值转化效率,并以全生命期价值转化效率为优化目标,重新定义机组设备的应用模式,从而实现度电成本的跨越式降低。

提及技术理念,万宇宾说,设计和制造安全可靠的机组,不负项目和客户是一种荣光。一旦一款机型是一个不良资产,那就是一种耻辱。这样的荣辱观,也提升了机组设计工程师的精品设计意识。

万宇宾要求自己做好承上启下的工作,落地到新产品上,不但要植入先进技术,还应从此前机型的运行轨迹中挖掘新的应用知识,以便能对新款机型研发提供帮助。

万宇宾回忆说,“从最初引进技术的消化和吸收,到自行研发设计机组,我们建立了自己的知识管理平台,一个重要的功能就是积累设计准则,这也成为每个工程师必做的功课,来自于机组运行和实验室验证的知识与发现都会累计到知识库,由技术委员会统一评审,以确定哪些知识、信息和数据形成哪些应遵循的设计准则。”

历经15年的积累和发展,目前中车株洲所风电事业部的知识平台已由整机设计扩展到包括关键零部件、风电场运维在内的全产业链、全生命周期,成为引领行业产品创新的基础。

一款好机型踏准了节奏,且赶上一个繁荣的大市场,带来令人惊喜的业绩也是很自然的事情。中车株洲所WT2500D146就是这样一款机型。该机型于2018年10月推向市场,到2020年年底累计收入超过百亿元,被称为“百亿”机型。

一款机型优质与否是由两个条件决定的,一个是较高的捕风效率,另一个是可靠性、安全性优良基因的有效继承。基于IPD设计理念,WT2500D146机型更好地满足了这两个条件。

“但在平价时代,面对差异化的区域市场以及特定场址的混排需求,即便是最优秀的机型也不能单打独斗了。于是,我们就有了面向中低风速区域的3.x、4.x平台产品以及面向高风速区域的5.x、6.x平台产品,顺应市场,水到渠成。”万宇宾开心的是,今年上半年,3.x平台产品赢得了不错的业绩。但他也提醒研发设计团队,“在产品多样化、快迭代的趋势下,更要坚持设计准则的一致性,这样才能以不变应万变。”

万宇宾认为,在风电平价竞争环境下,技术越发凸显其本真的面目,一是技术本身的成熟性和适用性,二是技术组合的经济性和可持续性。“无论是产品规划、技术路线选择,还是技术创新点的确定,都需要有清晰的技术逻辑和价值论证,这是中车研发体系一贯坚持的指导思想,也是当前和未来在风电行业取得成功的关键。”

万宇宾清醒地意识到,在风电所依赖的基础学科未见实质性突破的情景下,全流程多维度降本提效是当下风电发展的客观要求和必然选择。

就固有技术属性而言,风电其实走得很苦,更复杂的系统构成、更多的运动部件、几乎不可能模块化的能量捕获单元(风轮),整个行业渐进式发展,也就是一步一步地爬坡,一点点地去发现、去挖掘、去实现能为行业带来进步的知识和技术优化。这是所有风能人承受的“苦其心志,劳其筋骨”,也是他们承担的“天降大任”。
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