如何守住中国风电的底线？

慧聪工程机械网 2024-07-05 18:53 来源：三一重能

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如今，中国风电大兆瓦发展势如破竹，实现从关键技术受制于人到引领全球风电大型化的“逆袭”。如果说创新推动中国风电突破技术边界、为风电产业开疆拓土，试验验证体系则守护着风电可持续发展的生命线。

当中国风电加速驶入大兆瓦技术“无人区”，在技术路线、产品设计等方面已无太多成熟经验可借鉴，只能在摸索中前进，途中充满了不确定性。当可靠性无法保障，所有技术成就都只能是昙花一现。以多层级试验体系论证技术可行性与产品可靠性，并以试验反哺设计的优化与迭代，是在实现技术持续创新的同时，守住中国风电底线、保障风电行业高质量发展的关键所在。

因此，在国产机组单机容量“一路狂飙”领跑世界的同时，也亟需“势均力敌”的试验平台为其保驾护航。但是，大兆瓦试验平台的升级或重建绝非易事，一方面前期投入高昂、投资回报率却难以测算，另一方面试验平台的设计本身也是一项巨大的挑战。大兆瓦机组的迭代，看似是兆瓦数层面的简单更迭，其背后却是材料、部件与整机系统的一系列质变，这无疑对现有试验平台的验证能力提出了新的要求，甚至需要推倒重来。

因此，不论是设计研发大兆瓦风电机组，还是自研自建具有大兆瓦机组验证能力的试验平台，都需要勇气与实力。

作为中国风电整机商中的“后起之秀”，三一重能以数字智慧赋能大兆瓦机组研发，先后推出陆上6.25MW、10MW、15MW等大兆瓦风电机组，屡次改写中国陆上风电历史。在成为中国陆上大兆瓦领航者的同时，三一重能凭借对机组大型化的前置风险把控、以及对风电市场激烈竞争的研判，选择先人一步布局大兆瓦机组的试验验证，投入大量人力物力，只为将机组的安全牢牢把握在自己手中。

通过自建南口综合试验中心、张家口叶片试验基地、韶山材料试验室和通榆试验风场四大测试基地，三一重能建立起涵盖风机材料、部件、子系统、整机及批量机群的全方位验证体系。通过深入分析行业失效案例，形成包含上千条试验子项的整机测试大纲，建立材料理化试验室，自研百米级超长叶片试验设备、超大功率主轴承试验台、发电机试验台及35兆瓦六自由度整机试验台，依靠严苛的试验标准，充分论证部件与整机可靠性。

“全”风电场背后的秘密

以大兆瓦主轴系统的试验为例。主轴系统作为风电机组核心大部件之一，承担传动及承重功能，相当于人类的“脊梁骨”，是将叶片旋转的机械能转化为电能的关键，一旦发生故障将导致风电机组整体“瘫痪”。

为了保障主轴系统在长达20年的服役生涯中的可靠性，需要依靠前置的加速寿命试验，以速度换时间，在试验台完成等效风场运行20年的性能验证。因此，三一重能自研自建大兆瓦单列锥主轴承试验台，开创性采用一体式承载结构、无地基设计，通过开发算法和液压吸能，实现稳定加载。

在三一重能大兆瓦主轴承试验台，主轴系统将在远大于风场实际运行工况的载荷下，持续超负荷加速转动，每运行1小时约等效风场1天，整个试验过程共计旋转数百万圈，以验证在疲劳工况下主轴系统的长期稳定性。期间，试验人员通过各类传感器对轴系温度、振动以及油液情况实时监测，并将试验数据用于产品的优化及迭代。就这样以高强度试验验证机组部件性能与质量，同时又以试验数据反哺设计，实现从试验到优化的闭环。