“新機型出臺到應(yīng)用的速度太快了，一年漲兩個兆瓦，每年新出機型的速度比手機出新速度還快。”在近期召開的2022全球海上風(fēng)電大會上，中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖感嘆道。
有人用“夾縫中初生，混亂中崛起”來形容中國風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展史。2001年至2020年近20年間，中國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，累計裝機容量從40萬kw增至2.81億kw，年復(fù)合增長率超過41%，是同期全球年復(fù)合增長率的2倍。（數(shù)據(jù)來源：中國可再生能源協(xié)會風(fēng)能專業(yè)委員會調(diào)研報告、中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計報表）
中國風(fēng)電行業(yè)飛針走線般的快速發(fā)展，一方面縫補了國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的缺口，實現(xiàn)了從無到有；一方面也留下了一些“粗針腳”：如何從有到強？如何又快又穩(wěn)？
答案其實是公開的秘密：以全面布局的測試驗證體系來保障可靠性。
一份風(fēng)機測試的高分答卷
近日，電氣風(fēng)電海燕平臺11MW風(fēng)電機組在廣東省風(fēng)電臨海試驗基地完成測試，作為國內(nèi)已測試的最大單機容量機組，開創(chuàng)性地首次在國內(nèi)采用兩個6MW測試設(shè)備并聯(lián)方式進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性檢測，在試驗基地目前還是弱電網(wǎng)的環(huán)境下僅用兩個多月便完成了并網(wǎng)相關(guān)的5個測試認(rèn)證。測試期間，其單日最高發(fā)電量達(dá)到了232000度電，單日等效滿發(fā)小時數(shù)達(dá)到了21小時，充分驗證了機組優(yōu)異的發(fā)電性能。
值得一提的是，廣東省風(fēng)電臨海試驗基地是國內(nèi)首個風(fēng)電臨海試驗基地，單機最大檢測容量可達(dá)24MW。作為國內(nèi)海上風(fēng)電大容量機組的“認(rèn)證檢測服務(wù)平臺”與“公共試驗平臺”，電氣風(fēng)電在該試驗基地?fù)碛?個自有產(chǎn)權(quán)的測試機位點。試驗基地鄰近電氣風(fēng)電廣東汕頭制造基地，未來，在一個園區(qū)內(nèi)完成風(fēng)機“生產(chǎn)-組裝-認(rèn)證”將成為現(xiàn)實， “一站式”生產(chǎn)測試認(rèn)證將進(jìn)一步提升交付效率。
管中窺豹，從點到線，從線到面
能“考”出如此亮眼的成績，并非偶然，這是電氣風(fēng)電全流程、全體系規(guī)劃布局測試驗證能力的一個必然事件。
2007 萌芽
早在2007年，電氣風(fēng)電與Aerodyn合作伊始，就吸收了行業(yè)最前沿的一整套全生命周期解決方案的理念和經(jīng)驗，當(dāng)然也包括：先進(jìn)的測試驗證方法論。同步，即開始了測試驗證體系的規(guī)劃，與TUV、DNV等國際認(rèn)證機構(gòu)開展合作，并率先與國際一流測試機構(gòu)德國DEWI、中國電科院及鑒衡開展功率特性、載荷測試和并網(wǎng)測試的研究，獲得了整機測試驗證的經(jīng)驗，構(gòu)建了電氣風(fēng)電的測試驗證體系的雛形。
2012 發(fā)展
電氣風(fēng)電測試驗證體系全面規(guī)劃及發(fā)展的契機，始于2012年與西門子開展全面合作時期。在合資合作過程中，電氣風(fēng)電在PDT產(chǎn)品開發(fā)各個環(huán)節(jié)，全面引入西門子的測試驗證標(biāo)準(zhǔn)。測試團(tuán)隊多次赴西門子風(fēng)電丹麥總部參與部件及整機的各項測試，進(jìn)一步吸收了風(fēng)電行業(yè)最前沿的領(lǐng)先經(jīng)驗，形成了電氣風(fēng)電獨有的、國內(nèi)領(lǐng)先的測試驗證體系。
2018 布局
歷經(jīng)10余年的建設(shè)及發(fā)展，電氣風(fēng)電的測試驗證能力繪就了風(fēng)電全生命周期解決方案各環(huán)節(jié)的可靠性“保障網(wǎng)”。
從原材料、部件、系統(tǒng)、整機到風(fēng)場
覆蓋風(fēng)電全生命周期
電氣風(fēng)電副總工程師、工程與技術(shù)研究院副院長朱志權(quán)說道：“大型試驗平臺的投入巨大，建設(shè)周期長，且要保證測試節(jié)點和新產(chǎn)品開發(fā)驗證同步，我們克服了方案設(shè)計、設(shè)備采購、專用工具工裝開發(fā)、安裝調(diào)試等一系列難題，完成測試體系建設(shè)中最重要的一環(huán)，最終建立了從原材料、部件、系統(tǒng)、整機到風(fēng)場的測試體系，覆蓋風(fēng)電全生命周期。”
在摸索過程中，電氣風(fēng)電組建了自己的V&V（Verification&Validation）團(tuán)隊，為前期測試驗證體系的建立打下了堅實的基礎(chǔ)，但測試驗證體系的最終建立還要通過建立試驗平臺、配置測試設(shè)備來落地實現(xiàn)。
電氣風(fēng)電擁有20MW大型風(fēng)力發(fā)電機試驗臺，國內(nèi)最大容量的10MW/20MW故障穿越測試設(shè)備，測試能力在國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)處于領(lǐng)先。此外，還擁有發(fā)電機旋轉(zhuǎn)試驗臺、三軸向振動實驗臺、電控系統(tǒng)半實物仿真實驗臺、恒溫恒濕液壓變槳實驗臺、中小部件電網(wǎng)模擬電源系統(tǒng)、機艙全功率試驗臺、激光雷達(dá)測風(fēng)儀、電能質(zhì)量分析儀等設(shè)施。
發(fā)電機旋轉(zhuǎn)試驗臺
大型發(fā)電機試驗臺
并網(wǎng)測試裝置
除此以外，電氣風(fēng)電的多項測試能力均已獲得CNAS認(rèn)可，如：風(fēng)電機組整機功率特性曲線、噪聲、電能質(zhì)量、機械載荷、零部件振動試驗等。
4大測試驗證基地、多個樣機試驗基地
更多基地建設(shè)規(guī)劃中……
電氣風(fēng)電通過和業(yè)主及第三方機構(gòu)的合作，在上海臨港、江蘇東臺、福建莆田、廣東汕頭布局有4大測試驗證基地。為了充分驗證樣機的性能和可靠性，電氣風(fēng)電還在張北試驗基地、福建南日島布局了多個樣機試驗場地，將測試驗證的理念和先進(jìn)的測試驗證技術(shù)融入風(fēng)電全生命周期，帶動電氣風(fēng)電測試能力的提升。
除了常規(guī)的測試驗證，電氣風(fēng)電聚焦業(yè)內(nèi)關(guān)注的測試難題、難點，還將布局規(guī)劃漂浮式機組的測試驗證。同時，為了驗證大容量海上風(fēng)電機組的電網(wǎng)友好性能，電氣風(fēng)電還開發(fā)了10MW+電網(wǎng)適應(yīng)性測試設(shè)備，以及國內(nèi)最大的單機10MW并聯(lián)20MW的并網(wǎng)測試設(shè)備。
合作共贏，整合內(nèi)外部資源
電氣風(fēng)電的測試驗證體系，始于外部合作，萌芽于當(dāng)時一整套全球領(lǐng)先的理論和方法論。而今，測試驗證能力的升級迭代，既基于自身技術(shù)研發(fā)、項目經(jīng)驗的積淀，也通過外部合作交流不斷深化。
電氣風(fēng)電依托自身擁有的全國最大海上風(fēng)電樣本庫，利用最豐富的海上風(fēng)電樣本數(shù)據(jù)，同時充分利用外部測試資源，與國內(nèi)外一流測試認(rèn)證機構(gòu)如DNV、CQC、鑒衡等建立良好的合作關(guān)系，積累了豐富的測試數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
以測試反哺設(shè)計、以測試迭代設(shè)計
測試是“終點”更是起點
“在測試言測試”是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。站在局部看全局，測試是階段性的可靠性驗證的終點，更是全流程、全生命周期解決方案不斷升級迭代的起點。
更為重要的是，測試驗證可以反哺設(shè)計、倒逼設(shè)計迭代，乃至反哺各流程、各環(huán)節(jié)的優(yōu)化提升。
以電氣風(fēng)電近期完成的11MW機組測試為例，機組測試驗證十分嚴(yán)苛，除常規(guī)型式測試，還額外進(jìn)行了40+項的特殊驗證項目。通過機組安裝的100+個傳感器進(jìn)行信號輸入，驗證機組整機及部件的設(shè)計性能，包括整機的冷卻系統(tǒng)、變流器控制系統(tǒng)、臺風(fēng)模式下的臺風(fēng)策略等，保障機組在極端惡劣工況下也能可靠運行。
測試完成后，在完成既定目標(biāo)的基礎(chǔ)上持續(xù)優(yōu)化方案，開展其它專題研究以優(yōu)化提升整機性能，電氣風(fēng)電額外列出了20+個專題，每周定期進(jìn)行專題分析和方案推進(jìn)。也就意味著：每一次測試，都是風(fēng)機設(shè)計的再出發(fā)，在不斷迭代中，最終達(dá)到可靠性和成本最佳平衡點的設(shè)計閾值。
長坡厚雪，久久為功。電氣風(fēng)電深耕行業(yè)十余載，始終以務(wù)實的態(tài)度、理性的節(jié)奏，不斷積淀。如前文所述：以全面布局的測試驗證體系來保障可靠性其實是公開的秘密。知易行難，測試驗證是一個長期積累、不斷投入的浩大工程，短期內(nèi)無法驗證產(chǎn)出。然而，這樣難而正確的事，電氣風(fēng)電一直在堅持。在堅持中，構(gòu)筑“高可靠、可信賴”的護(hù)城河。在堅持中，塑造更堅實的風(fēng)電未來。
