2018年10月17日-19日，2018北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2018）在北京新國(guó)展隆重召開(kāi)。本次大會(huì)由中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)、全球風(fēng)能理事會(huì)、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)力機(jī)械分會(huì)、國(guó)家可再生能源中心和中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院（賽迪集團(tuán)）六大權(quán)威機(jī)構(gòu)聯(lián)合主辦。

　　

　　大唐可再生能源試驗(yàn)研究院有限公司副總工程師高偉在“風(fēng)電機(jī)組大型化技術(shù)論壇”中發(fā)表主旨演講。

　　

　　他在演講中判斷未來(lái)風(fēng)電4個(gè)發(fā)展方向，大型化、智能化、海工化、儲(chǔ)能化，并判斷在高塔或大葉片，將來(lái)肯定就像飛機(jī)一樣肯定以摔一批機(jī)組為代價(jià)的，而這就涉及到國(guó)內(nèi)整機(jī)商的方法論問(wèn)題，他表示目前整機(jī)商的方法論是一致的，基本上到邊了，理論不是無(wú)限放大的，可能支持兩兆瓦，三兆瓦，5兆瓦設(shè)計(jì)，未必能夠支持10兆瓦、15兆瓦的設(shè)計(jì)。

　　他同時(shí)表示，在海上風(fēng)電發(fā)展過(guò)程中，真正往深海走的話要有新的設(shè)計(jì)方法論，就是飄浮式的方法論。

　　

　　

　　高偉：各位嘉賓，各位朋友，我先刷一個(gè)小廣告，我們大唐集團(tuán)是今年成立的，我們知道現(xiàn)在是搞比較大的改革，我們是由原來(lái)的研究院是負(fù)責(zé)我們大唐這一塊，現(xiàn)在目前為止包括風(fēng)電、光伏、光熱包括其他的一些研究。

　　

　　我的報(bào)告分成兩部分，一部分是理論研究，一部分是驗(yàn)證。我簡(jiǎn)單介紹一下我個(gè)人，我原來(lái)是學(xué)校的老師，2013年的時(shí)候到了華創(chuàng)，從研發(fā)工程師最后做到總工，我自己本人從2兆瓦到10兆瓦直驅(qū)和半直驅(qū)，今天這個(gè)時(shí)點(diǎn)比較敏感，今天玩一點(diǎn)紙上談兵的事情。

　　

　　我個(gè)人判斷未來(lái)風(fēng)電4個(gè)方向，大型化、智能化、海工化、儲(chǔ)能化。今年實(shí)際上是全世界第一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的是2009年的時(shí)候，挪威的，今天已經(jīng)做了一個(gè)商業(yè)化的項(xiàng)目，5兆瓦的飄浮機(jī)組成的，當(dāng)時(shí)我們都是做科技組織的，現(xiàn)在每個(gè)千瓦應(yīng)該是47000，還有一些說(shuō)在未來(lái)三年之內(nèi)有望可以把成本降低75%，假設(shè)風(fēng)電發(fā)電好一點(diǎn)的話，將來(lái)真的是具備很具有發(fā)展前景，因?yàn)槲覀冎赖谝粋€(gè)是從全球來(lái)看，畢竟全世界水比陸地多第二個(gè)中國(guó)資源稟賦決定了發(fā)電是在遙遠(yuǎn)的西部，用電負(fù)荷在東部，為了滿足這個(gè)必須采用遠(yuǎn)距離輸送，如果在東部采用就可以緩解遠(yuǎn)側(cè)和用戶側(cè)相互之間壁壘的問(wèn)題。

　　

　　其實(shí)海上風(fēng)機(jī)是風(fēng)險(xiǎn)非常非常高的，特別是整機(jī)制造企業(yè)，為什么西門(mén)子是分5個(gè)階段，我們中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展比較快，我知道華創(chuàng)直接是下海的，所以說(shuō)問(wèn)題就很多。然后工程設(shè)計(jì)流程整機(jī)是整機(jī)的，設(shè)計(jì)院是設(shè)計(jì)院的，這樣的話問(wèn)題就很多。

　　

　　所以后來(lái)（英文）提出了一體化設(shè)計(jì)思維，把環(huán)境作為一個(gè)矩陣放到模型，實(shí)際上相當(dāng)于把基礎(chǔ)和其他的基礎(chǔ)放在一起作為一體化設(shè)計(jì)，這就是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)。實(shí)際上本質(zhì)是解決這樣一個(gè)方程，再下面現(xiàn)在目前為止近海的應(yīng)該是30米以上采取的設(shè)計(jì)思路，但是實(shí)際上飄浮式這套方法論就行不通了，大概世界上你要真正往深海走的話要有新的設(shè)計(jì)方法論，就是飄浮式的方法論，全世界第一個(gè)提出飄浮式風(fēng)機(jī)是麻省大學(xué)的，他1972年論文提出來(lái)的，當(dāng)時(shí)提了很多種。論文我看過(guò)4、5種，比較有代表性是前面這兩個(gè)，等著到1993年的時(shí)候，英國(guó)實(shí)際上是一個(gè)能源匱乏的國(guó)家，組織了一個(gè)海上飄浮式風(fēng)電機(jī)，基本上擺脫紙上談兵的（英文），這是（英文）文章，大家可以看一下，那個(gè)實(shí)際上包括意大利的學(xué)者他們也做了研究，其實(shí)真正開(kāi)始做的就是下面這幾個(gè)，2007年、2009年，大概整個(gè)從理論到商用這么一個(gè)過(guò)程。

　　

　　我個(gè)人把這個(gè)問(wèn)題分成三個(gè)部分，一個(gè)是結(jié)構(gòu)耦合，一個(gè)是水動(dòng)力耦合，還有一個(gè)流耦合，說(shuō)白了要解下面這個(gè)方程，這個(gè)是根本解不開(kāi)的，我們當(dāng)時(shí)做了一些條件，考慮時(shí)間關(guān)系我不細(xì)說(shuō)了。

　　

　　其中第一部分就是氣動(dòng)，翼型氣動(dòng)是邊界層耦合算數(shù)，所有的研究都用這個(gè)方程，實(shí)際上到目前為止翼型氣動(dòng)研究以后還沒(méi)有用到CFD五計(jì)算方法，咱們現(xiàn)在做翼形也就是這個(gè)水平上。雖然我們搞風(fēng)機(jī)很久，但是現(xiàn)在用這套軟件就用（英文）動(dòng)態(tài)入流，搞直升機(jī)的知道，實(shí)際上是（英文）修正以后，實(shí)際上是一個(gè)華人，1983年的時(shí)候做了一篇論文，后來(lái)是一個(gè)日本人寫(xiě)了一個(gè)程序，還有一些理論，包括我們現(xiàn)在南航的王通光（音）老師做了一個(gè)，博士論文提出了一個(gè)，實(shí)際上海上風(fēng)力機(jī)有一個(gè)問(wèn)題，它一直會(huì)晃，實(shí)際上這個(gè)條件基礎(chǔ)不滿足，后梁麻省有幾個(gè)研究者就把這個(gè)理論和美國(guó)（英文）模型結(jié)出了很好的結(jié)果，基本上可以解決這種東西。

　　

　　另外一個(gè)CFD，我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)整機(jī)廠不景氣就把CFD開(kāi)掉，整機(jī)設(shè)計(jì)載荷6000到一萬(wàn)個(gè)工礦，要是滿足相應(yīng)的條件，我正常情況下我要把風(fēng)機(jī)看成至少是一個(gè)飛行特性捕捉出來(lái)，我用邊界層耦合理論，6到7層網(wǎng)隔，現(xiàn)在目前為止不用做的特別大，5兆瓦的模型，這個(gè)過(guò)程中你引入一些哪怕是現(xiàn)在超算都做不到，用CFD解這個(gè)方程，甚至是歐拉方程都是不大現(xiàn)實(shí)的，我們可能做一些關(guān)鍵的，比如說(shuō)做一些驗(yàn)證還是有辦法的。幾乎所有的模型主要是動(dòng)態(tài)入流理論這個(gè)方法，它現(xiàn)在想用一些這樣的理論。

　　

　　我個(gè)人認(rèn)為，因?yàn)楝F(xiàn)在美國(guó)和歐洲都投了很多錢(qián)，研究新的氣動(dòng)模型，因?yàn)槲覀冎罋鈩?dòng)以現(xiàn)在的做不動(dòng)了，我個(gè)人覺(jué)得加速度式，我們叫攝動(dòng)方法，中國(guó)這方面是有基礎(chǔ)的，我簡(jiǎn)單把氣動(dòng)說(shuō)一下。

　　

　　它是一個(gè)坐標(biāo)，把這個(gè)方程解開(kāi)，細(xì)節(jié)不說(shuō)了，當(dāng)時(shí)我做的，怎么把它做出來(lái)。

　　

　　然后再就是水動(dòng)，現(xiàn)在就是用莫爾斯方程，非常簡(jiǎn)單的方程，考慮了黏性系數(shù)和慣性系數(shù)，這個(gè)系數(shù)不同有不同的理解，看猜哪個(gè)好用，把數(shù)套上去，還要考慮浮力的問(wèn)題，這就是水動(dòng)力學(xué)的公式，再大了做就要復(fù)雜一點(diǎn)，比如說(shuō)線性波理論，現(xiàn)在是用到一階，你也可以考慮二階，我做過(guò)驗(yàn)證，大概就是用一階波的理論，這個(gè)是我在學(xué)校做的，當(dāng)時(shí)（英文）找我麻煩，做的結(jié)果有一個(gè)對(duì)比，區(qū)域上基本上是吻合的，數(shù)量是相當(dāng)?shù)?，基本上現(xiàn)在一階波可以滿足，水動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題，為什么不用更好的東西，為什么還用莫爾斯方程，因?yàn)樗容^保守，我把水動(dòng)力算小，算大肯定沒(méi)有問(wèn)題，但是你風(fēng)機(jī)做的特別大型化，你這個(gè)之后一堆錢(qián)出來(lái)了，還得往更深的地方去做。

　　

　　然后就是耦合，原來(lái)都有動(dòng)畫(huà)效應(yīng)，什么是結(jié)合，前面的方程是三塊東西拼在一起，怎么解下來(lái)了，從那個(gè)理論來(lái)講是在一個(gè)空間，想到高中的物理知識(shí)，我只是在不同的空間里，然后給出不太容易產(chǎn)生跳變的地方把它展開(kāi)，其實(shí)就是把這個(gè)定義在空間系統(tǒng)東西解出來(lái)，說(shuō)的太復(fù)雜了，這就是解耦，這個(gè)是氣動(dòng)這邊是結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在目前這個(gè)理論不那么好支持的原因，我們?cè)谟行┦怯采目抽_(kāi)，你現(xiàn)在不知道發(fā)生大的變形，發(fā)生大的傾斜角，這樣的情況下才能解開(kāi)。

　　

　　然后（英文）就是用的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)的耦合，（英文）是水動(dòng)力學(xué)模型，因?yàn)槲铱催^(guò)的代碼大概是這么一個(gè)方程，驗(yàn)證一下，按照它給定的模型，當(dāng)時(shí)做了一個(gè)，一個(gè)做了輔助，一個(gè)做了（英文），這個(gè)實(shí)際上可以動(dòng)畫(huà)。

　　

　　前面的工作我簡(jiǎn)單把整個(gè)理論做了匯報(bào)，就是把氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、水動(dòng)力學(xué)在一定的條件下，通過(guò)解耦方法然后把它解開(kāi)，這里面有兩個(gè)東西支持，第一個(gè)東西這么做準(zhǔn)不準(zhǔn)，對(duì)不對(duì)。第二個(gè)問(wèn)題你不能靠人，基本上靠編程，我為什么把這個(gè)仿真軟件與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證跟大家做一個(gè)專門(mén)的匯報(bào)，因?yàn)閲?guó)內(nèi)這一塊特別弱。

　　

　　仿真軟件，我看老外做程序，現(xiàn)在做風(fēng)力機(jī)最早的程序就是（英文），是人不斷地去改，修，一直到2000年以后，后面還在不停地改，（英文）當(dāng)時(shí)就是五分之一是注釋，實(shí)際用了很簡(jiǎn)單的幾個(gè)模型，大概有個(gè)30幾號(hào)的程序，然后再加上一個(gè)7號(hào)的程序大概是這樣子的。

　　

　　把它的聲音、阻力做完，這是其中最核心的，下面還有一個(gè)部分，核心代碼就這么一點(diǎn)，但是后來(lái)做到很大，做到后來(lái)大的軟件，做軟件的東西，特別是工業(yè)軟件特別弱的原因，能不能一直盯著認(rèn)真不斷改進(jìn)，傳遞下去做好，我估計(jì)我們現(xiàn)在目前為止整機(jī)廠因?yàn)榉椒ㄕ撌且恢碌?，基本上到邊了，我個(gè)人判斷在高塔或者是大葉片，將來(lái)肯定就像飛機(jī)一樣，在飛機(jī)肯定以摔一批機(jī)組為代價(jià)的。你要知道你的理論不是無(wú)限放大的，可能支持兩兆瓦，三兆瓦，5兆瓦設(shè)計(jì)，未必能夠支持10兆瓦、15兆瓦的設(shè)計(jì)。大概現(xiàn)在是兩個(gè)流派，一個(gè)是美國(guó)派，另外一個(gè)是歐洲的，歐洲是和另外一個(gè)結(jié)合。整個(gè)算法大概就是這么多，時(shí)間關(guān)系就不細(xì)講了。

　　

　　另外一個(gè)問(wèn)題特別不重視的問(wèn)題就是實(shí)驗(yàn)，我知道其實(shí)你在做整個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的參數(shù)是林兆樞（音），就是你的速度乘你特征的半徑除以難度，我把風(fēng)機(jī)尺度放小，現(xiàn)在體積縮小十倍，速度就要放大十倍，不滿足另外一個(gè)馬赫準(zhǔn)則，就進(jìn)入了一個(gè)壓縮狀態(tài)，到目前為止在風(fēng)動(dòng)里面，把特性完全展現(xiàn)出來(lái)，現(xiàn)在目前工程是不滿足的，這是全世界最大的實(shí)驗(yàn)，一個(gè)是歐洲的（英文），是三葉片的做了一個(gè)PIV的測(cè)試，另外一個(gè)是美國(guó)的，這是在風(fēng)場(chǎng)測(cè)試的，這個(gè)我參加過(guò)，盲比數(shù)據(jù)可以隨時(shí)要，看你的模型準(zhǔn)不準(zhǔn)，在準(zhǔn)的情況下不同的模型大概差能差到15%到100%，150%到250%都很正常，現(xiàn)在目前為止我們掌握的氣動(dòng)工具應(yīng)該說(shuō)搞飛機(jī)的差不多，你想掌握理論知識(shí)實(shí)際還不能準(zhǔn)確算出載荷，我這里做一個(gè)宣傳，到目前為止我看了這么多的文獻(xiàn)，不到三千篇，中國(guó)人可以寫(xiě)進(jìn)名字是兩個(gè)人，一個(gè)就是做杜兆輝，還有王濤光（音）老師，我用他的風(fēng)動(dòng)做的。

　　

　　右邊這個(gè)角是全世界第一個(gè)做的，其實(shí)發(fā)現(xiàn)我們水平差不多，大概一百多名，沒(méi)有什么進(jìn)步。這個(gè)是翼形做的，用PIV，這個(gè)就是快速照相，兩幀以后發(fā)出的認(rèn)為是速度，各種場(chǎng)景都捕捉到。為什么把這個(gè)說(shuō)出來(lái)，其實(shí)現(xiàn)在是非常大的挑戰(zhàn)，我把風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和我理論計(jì)算數(shù)據(jù)擺在一起差太厲害了，根本對(duì)不上，博士論文沒(méi)有辦法畢業(yè)了，基本上吻合，只能說(shuō)趨勢(shì)吻合，到目前為止我們知道我們用的理論工具遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到支持我們行業(yè)發(fā)展，技術(shù)員還需要進(jìn)一步努力，另外對(duì)于飄浮式風(fēng)機(jī)是需要這樣那樣的實(shí)驗(yàn)，具體的就匯報(bào)這么多，謝謝。