12月21日-22日，由中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會主辦的第二屆風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。
維斯塔斯技術(shù)部經(jīng)理孫樹偉出席會議并發(fā)表了題為“風(fēng)電設(shè)備可靠性的三重境界”的主旨演講。
以下為發(fā)言內(nèi)容：
孫樹偉：大家早上好，我是孫樹偉，來自于維斯塔斯中國技術(shù)部。很遺憾昨天因為時間關(guān)系我沒能來到這個會場，但是通過報道知道第一場是康教授做的，關(guān)于可靠性的長達(dá)一小時的演講。其中提到可靠性的理論，來自于二戰(zhàn)時期，但是在我來看還可以再往前推一點，在我們中國秦始皇就開始有可靠性了，那會兒要修長城，最看重的就是質(zhì)量和可靠性，修不好就殺頭，殺不好就死人，死人就有人哭，一哭長城就倒了。到今天為止，長城還在，但是秦始皇不在了，今天來看長城的質(zhì)量可靠性還是非常好的。
今天我演講的題目是風(fēng)電設(shè)備可靠性的三重境界，王國維大家熟悉中國歷史的都知道，他是清末明初的國學(xué)大事，很理想主義的人。他說做學(xué)問，做人的過程中存在三重境界。我們理解的三重境界，第一重風(fēng)機(jī)設(shè)計的可靠性。在風(fēng)機(jī)廠家自己的責(zé)任身上，本身的質(zhì)量如何，你對可靠性如何理解，如何把控，如何設(shè)計。第二重，風(fēng)電廠的設(shè)計和建設(shè)施工的可靠性，這個時候就要牽扯到業(yè)主，相關(guān)的利益方進(jìn)來。這個時候即使我設(shè)計了一個很好的產(chǎn)品，但是應(yīng)用到不合適的，或者說不準(zhǔn)確的風(fēng)電場里面，建設(shè)施工過程中本身就有質(zhì)量問題，得到的也不會是可靠的風(fēng)電場，也不會有風(fēng)機(jī)的口碑。最后一個，運維的可靠性，同樣的風(fēng)電廠有專業(yè)人來運維，以及不太專業(yè)的人來運維，對于利用率、故障率會造成多大的影響，作為業(yè)主都會有比較深刻的體驗。
對維斯塔斯而言，設(shè)計生產(chǎn)高效可靠性的風(fēng)機(jī)，確保20年不給客戶帶來運維成本。好比說我們坐飛機(jī)一樣，大家都期待平穩(wěn)落地，沒人為了省500塊錢，坐少引擎的飛機(jī)，大家都會很看重可靠性。對維斯塔斯而言，我設(shè)計這個風(fēng)機(jī)并不是賣給你，要長久的做生意，建立伙伴關(guān)系。在前期盡量的做到最好的都做到最好，怎么實現(xiàn)呢？
第一步積累，維斯塔斯在風(fēng)電行業(yè)做了35年了吧，積累了豐富知識。理論來源于實踐，但是實踐好多時候是先于理論的，好多時候大家都是自發(fā)自覺的做一些事情，同時風(fēng)電領(lǐng)域，最開始誰也預(yù)料不到今天，但是這個過程中，我們積累的知識是可以用到今天的。
第二步，在世界各國不同環(huán)境下裝機(jī)的經(jīng)驗。
第三步，基于成熟的基礎(chǔ)創(chuàng)新和漸進(jìn)式的技術(shù)研發(fā)。關(guān)心維斯塔斯的人都知道，維斯塔斯生產(chǎn)產(chǎn)品的速度比較慢的，相對于我們國內(nèi)企業(yè)來說，確實非常慢，就像烏龜一樣的速度。為什么研發(fā)這么慢，并不是說沒有人，沒有團(tuán)隊。是因為他的測試和認(rèn)證流程，有一個固定的期限。無論是五千年前還是今天，人懷孕都得10月生孩子，沒有人說今天大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)，5個月就能當(dāng)?shù)?br />
維斯塔斯做產(chǎn)品，大部分的核心部件和核心系統(tǒng)都由自己測試，這是整體研發(fā)，這樣的好處就是我們了解各個部件，了解自己的產(chǎn)品，更了解這個產(chǎn)品未來可以用在什么地方，哪些地方有問題。
這是我接下來要詳細(xì)講的測試和產(chǎn)品驗證，最后關(guān)于生產(chǎn)過程保障質(zhì)量，維斯塔斯合作供應(yīng)商，維斯塔斯有自己獨特的認(rèn)證體系等等。簡單給大家看一下維斯塔斯裝機(jī)，分布在全球76個國家和區(qū)域，維斯塔斯的風(fēng)機(jī)是裝在世界上許多不同的國家，不同的區(qū)域。在這其中37個國家和區(qū)域，都是由維斯塔斯首先開發(fā)，幫助國家開啟了風(fēng)電事業(yè)的開端，包括中國。在這過程中，我問了一下，裝在最北邊的風(fēng)機(jī)是在哪里，在挪威?；旧嫌腥说牡胤蕉加形覀冿L(fēng)機(jī)的足跡，我又問了另外一個問題，我們裝過的風(fēng)機(jī)最熱最冷的地方有多少，最熱45度，最冷的47度的風(fēng)機(jī)。通過這些圖和數(shù)字想告訴大家，風(fēng)機(jī)本身應(yīng)用環(huán)境是非常復(fù)雜的，既有那么高的海拔，還有那么冷酷的環(huán)境。怎么確保風(fēng)機(jī)的可靠性，面對這個挑戰(zhàn)，介紹一下維斯塔斯關(guān)于可靠性的策略。
所有的維斯塔斯風(fēng)機(jī)在研發(fā)之初都要經(jīng)過一系列的測試，維斯塔斯關(guān)注的價值鏈和行業(yè)內(nèi)大部分廠家都是一樣的，從開始的產(chǎn)品設(shè)計到測試驗證，參與客戶項目選址，零部件采購，生產(chǎn)，運輸，施工，一直到最后的運營和維護(hù)。一個合格靠譜的可靠性戰(zhàn)略才能帶來一個可靠性的產(chǎn)品。
全球化的測試中心，像圖中看到的這樣，我們有世界上最大的團(tuán)隊，差不多150名工程師，有70個獨立的測試單元和超過3萬平測試場地的面積，面積指的是室內(nèi)的面積，丹麥和美國加起來有20個測試場地，場地都是專門選過的，符合標(biāo)準(zhǔn)的，可以和GL、GH、TOA相互合作，直接到場地進(jìn)行測試和認(rèn)證的。也就是說，只要你設(shè)計好的風(fēng)機(jī)把他加工出來，相關(guān)國際團(tuán)隊就可以直接開展測試和認(rèn)證，這是我們積累了比較多的場地。
第二個在丹麥，在我們看來是小城市，但在當(dāng)?shù)氐牡诙蟪鞘?。維斯塔斯的家鄉(xiāng)，在這個地方我們有一個非常大的測試中心，就在維斯塔斯總部大樓地下一層，如果大家可以去維斯塔斯參觀的話，可以看到。在這里我們會做許多核心部件的測試，包括發(fā)電機(jī)，變頻器，電器性能，原部件材料，軟件系統(tǒng)，這是比較大的測試中心，在這里可以得到非常多的關(guān)鍵信息，尤其在設(shè)計之初，早期，產(chǎn)品的升級迭代，都要先去這個地方進(jìn)行測試。另外比較重要的關(guān)于葉片的測試，我們在英國有一個葉片測試中心，這是全尺寸的葉片測試，最長的時候，現(xiàn)在測過的是維斯塔斯80米長的葉片，可以做全尺寸的測試。除此之外也可以做分段測試，其實真正做測試大家知道，不可能真的每一次都拿著80米，或者70米的葉片就測，測壞了不行再重新生產(chǎn)這個，這個成本是非常高的，也不是科學(xué)高效的辦事方法。所以有的時候我們會把葉片分段，分截，把其中的一截做小部分的測試。
在印度有一個比較小的測試，主要是測的零部件，包括偏航系統(tǒng)的測試，還有軟件系統(tǒng)。這是我們在全球的測試中心大概的分布和相關(guān)的內(nèi)容，我們關(guān)注五個方面，第一個功能性，有沒有達(dá)到預(yù)期的功能。第二性能，跟功能是一樣的，第三個健壯性，第四可靠性，第五適應(yīng)性。整個測試流程來說從一開始原件到關(guān)鍵部件，到大部件，再到系統(tǒng)測試，再到整個系統(tǒng)的集成，最后到原型機(jī)以及到最后的量產(chǎn)，整個過程是這樣的。比較重點講一下的就是下面四個，第一個部件測試，我們會測超過20種測試，測發(fā)電機(jī)，葉片，變頻器，控制系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)，所有這些都要一一的測，這主要是在丹麥。前面提到了，測試廠址主要就是丹麥，所以這塊兒是最方便的，第二部分系統(tǒng)測試，我如果說保證每一個零部件都是好的，我把零部件組合到一起是不是還是好的，每一個零部件都能達(dá)到自己這一小部分的功能，組成一個整體，看能不能達(dá)到一個整體的功能，不是我認(rèn)為可以就可以的，這個需要做系統(tǒng)測試。
做系統(tǒng)測試的時候，包括整個風(fēng)場的控制系統(tǒng)，葉輪，輪轂，冷卻系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，對這些測試是為了進(jìn)一步確保核心的系統(tǒng)，能夠完美的發(fā)揮他的性能。最后有系統(tǒng)之后，整個做集成，從全面主軸承到齒輪箱到發(fā)電機(jī)，都要放進(jìn)去，包括變頻器，用發(fā)電機(jī)和變頻器做控制的測試，包括電網(wǎng)合規(guī)性的測試，這些都要去做，除了沒有裝葉片之外，其他的能做的都做了。這個時候，因為你已經(jīng)把整個機(jī)艙都做了測試，這個時候裝上葉片就可以做相應(yīng)的實驗場地。好多東西你不把風(fēng)機(jī)豎起來是沒法測的，你只有把他真正立在那兒去做了才能知道。所以做一些運營措施都是原型機(jī)去做，我們有很多豐富，可以選擇的場地。
測試能力的話，每天可以做超過1500小時的測試，這是因為我們有比較多的測試中心，所以現(xiàn)在有比較大的測試能力，開展很多工作?？梢钥吹?017年，我們測試的小時數(shù)已經(jīng)非常高了，在整個測試過程中，基本上可以分為四個階段，第一階段關(guān)于樣品測試，比如說我用了什么樣的新材料，或者說復(fù)合的材料，或者新的供應(yīng)商的材料，以前從來沒有跟他接觸過，需要對他測試。這個時候測試就是說白了把他搞廢了，想知道這個材料最終壽命在哪里，極限在哪里，這是第一步，樣片零部件全壽命測試，第二加速疲勞測試，現(xiàn)在我們有很多豐富的理論，可以幫助我們進(jìn)行轉(zhuǎn)化，其中一種途徑，做等效的變化，比如說我在測試中用更高的機(jī)械數(shù)據(jù)，或者用更極限的，跟超過他設(shè)計情況的測試條件測試他的壽命，然后我再去反推他在正常的壓力下，正常設(shè)計范圍內(nèi)他的壽命是多少。這個時候想知道他的可靠性以及模式，在什么樣的情況下會發(fā)生斷裂，發(fā)生破壞。
第三個，做多環(huán)境下加速的壽命測試，這是因為什么呢？我們前面提到了，有很多風(fēng)機(jī)，裝在不同的環(huán)境和區(qū)域，在不同環(huán)境和區(qū)域下，現(xiàn)場情況是非常不一樣的，我們要把現(xiàn)場的信息帶到測試中來，把參數(shù)和環(huán)境加進(jìn)去，再加上疲勞壽命測試，最后一個，測試一些極端的情況，在極端變化的情況下，包括溫度振動，看看零部件會發(fā)生那些四退化或者疲勞，以及不可預(yù)見的故障等等。所有這些都是為了確保在風(fēng)機(jī)早期，通過測試手段找清問題，以及摸清楚這個材料部件，這個系統(tǒng)，以及這個風(fēng)機(jī)的極限和設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)到底在哪里。
維斯塔斯的測試環(huán)境，不是仿真的，模擬的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，而是所有數(shù)據(jù)就是現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如說我們在瑞典裝的風(fēng)廠，氣溫是多少，風(fēng)速是多少，我們在測試的時候，都會把這些相應(yīng)的信息，直接輸入進(jìn)去，考察系統(tǒng)，主軸承能否接受住測試。維斯塔斯有77%的風(fēng)機(jī)，都在我們運營監(jiān)控范圍之內(nèi)，尤其在國外。20年或者25年的運維合同是非常常見的，做全生命周期的運維服務(wù)對維斯塔斯也是受益匪淺。
關(guān)于測試的話，基本上就是介紹這些。第二重境界，風(fēng)電廠的設(shè)計和建設(shè)，前面舉了一小部分，維斯塔斯通過自己的努力，建立自己的測試中心，測試系統(tǒng)，不斷檢驗自己的風(fēng)機(jī)。到第二步，就開始和設(shè)計院業(yè)主相互合作，我們相互合作進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)，設(shè)計的話，在評估方面，維斯塔斯有自己的超級計算機(jī)，這是第二代，上一代的產(chǎn)品也是非常領(lǐng)先的，已經(jīng)升級了，速度和運行的能力更強(qiáng)，這塊我們可以開展很多工作，比如說維斯塔斯從2008年自己做的VSU，這是一個平臺軟件，但是這個軟件只在維斯塔斯內(nèi)部用，到目前為止沒有和別的業(yè)主共享過，因為他后面集成了做評估東西，他是經(jīng)過認(rèn)證的，維斯塔斯自己的風(fēng)機(jī)做玩樂評估報告，是直接認(rèn)可的。這就是維斯塔斯為什么在載荷方面做的比較好，第一由量變轉(zhuǎn)變成質(zhì)變，第二個通過合作，認(rèn)可了流程和方法，在這種情況下，維斯塔斯可以很充分的做評估和判斷，而且這個評估和判斷是非常有權(quán)威性的。下面這個圖，這個也是很好的開展了，維斯塔斯是分級的，不同的地形，海上的，或者極端，森林都是不一樣的。
很多第三方公司都有這個功能，大家都有，只是介紹一下，當(dāng)時還領(lǐng)先，現(xiàn)在大家都有這個功能了。最后一個關(guān)于電氣設(shè)計，這塊兒比較領(lǐng)先的，維斯塔斯在新加坡有一個專門研究電網(wǎng)的團(tuán)隊，這個團(tuán)隊參加了歐洲和美國標(biāo)準(zhǔn)制定，以及幫助標(biāo)準(zhǔn)的修改和制定都參與了，國內(nèi)的話，關(guān)于電網(wǎng)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)升級，相對來說是比較保守，或者是比較緩慢的，需要綜合考慮各方的利益，最后才能制定出來大家都滿意的電網(wǎng)規(guī)定，這個進(jìn)展不大。我不是這方面的專家，也不可能像張博士介紹的那么詳細(xì)。
第三重境界，我們作為業(yè)主，作為各方等的是摘果子，未來七八年以后，項目回收期過了以后，剩下的十二年應(yīng)該是有利可圖的，但是這個時候是否有利可圖，這把鑰匙，你的生命交給了整個的運維團(tuán)隊，這個團(tuán)隊如果是負(fù)責(zé)任，懂知識能力的團(tuán)隊，他可以確保你。假如是不負(fù)責(zé)任，漫不經(jīng)心的態(tài)度方法，我估計再好的風(fēng)電廠也可能會搞出事情來。維斯塔斯我們差不多20年前，就幫業(yè)主做運維，有一個AOM的管理，通過我們運維達(dá)到的指標(biāo)，可以量化，可以給出來，不同的等級，不同的效果，不同的成本。關(guān)于維修、成本優(yōu)化、數(shù)據(jù)挖掘等等也是基于這些年經(jīng)驗積累，不斷的摸爬滾打過來的，也有很多經(jīng)驗教訓(xùn)，也有很多失敗情況。大家都經(jīng)歷過這個過程，只不過有的人早一步，晚一步，先走的人摔跤，后面人知道有坑，繞過去，這對整個行業(yè)也是比較好的事情。
最后給大家看一下維斯塔斯比較精彩的片斷，中間這個是3D打印的，也是現(xiàn)在比較潮流的技術(shù)，目的就是為了節(jié)約成本，降低造價，快速批量的生產(chǎn)，做加法。傳統(tǒng)是做切割，做減法，所以會浪費很多東西?？隙ㄊ窍朕k法做成本的降低，但是成本降低，不能犧牲自己的可靠性和質(zhì)量，砸了自己的牌子，畢竟做這么多年就是靠牌子吃飯的，所以要想怎么靠技術(shù)降低成本。后面關(guān)于測試系統(tǒng)，前面已經(jīng)講到了，第一個圖是天津的泰達(dá)工廠，有時間大家可以參觀一下，基本上主要一些大部件都可以在天津工廠生產(chǎn)，除了供中國，中國只是很小一部分，大部分還是運到了澳大利亞，美國，歐洲那邊。相對來說中國的成本低一些，但是這個質(zhì)量，其實是一樣的，因為整個管控體系，維斯塔斯在全國都是同一個體系。
最后一頁，維斯塔斯應(yīng)該有快一兩年了，當(dāng)時我還在另外一家單位的時候就看到這個，多葉輪的風(fēng)機(jī)，這是概念風(fēng)機(jī)，現(xiàn)在在測試中。因為葉輪越來越大，但是你知道你的葉輪不可能無限大，大到一定程度，葉片本身的重量就開始引起了不平衡性或者控制困難，這種情況下怎么進(jìn)一步在下一代中提升風(fēng)機(jī)的性能，怎么樣讓新一代的風(fēng)機(jī)來幫助風(fēng)電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
最后這是維斯塔斯的公眾號，歡迎大家去關(guān)注維斯塔斯的公眾號互動交流，我今天的演講就是這些，謝謝大家。
