本刊 | 夏云峰

這款機(jī)型為何能有如此優(yōu)異的表現(xiàn)？

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在內(nèi)蒙古克什克騰旗的茫茫大草原中，有這樣一座安裝了17臺(tái)3.0兆瓦機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)，自并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)，取得了較好的成績(jī)。

它是內(nèi)蒙古明陽(yáng)新能源公司的第一個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目——紅土井子風(fēng)電場(chǎng)。這座風(fēng)電場(chǎng)的特殊之處在于，它還是明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司（簡(jiǎn)稱“明陽(yáng)智能”）的主力機(jī)型之一——MySE半直驅(qū)機(jī)組的示范性標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)。

明陽(yáng)智能一位MySE系列機(jī)組研發(fā)人員告訴《風(fēng)能》雜志記者，該風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)了MySE3.0-121和MySE3.0-135兩種機(jī)型?！凹t土井子風(fēng)電場(chǎng)的良好運(yùn)行表現(xiàn)，也佐證了我們當(dāng)初的選擇是對(duì)的。”

他提到的“選擇”，指的是該公司在2008年對(duì)風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)技術(shù)路線發(fā)展的預(yù)判。當(dāng)時(shí)，雙饋和直驅(qū)作為兩大成熟的技術(shù)，在業(yè)內(nèi)被廣泛采用，但它們也有各自不完美的地方。經(jīng)過(guò)充分調(diào)研，并結(jié)合我國(guó)風(fēng)況特征，明陽(yáng)智能決定走半直驅(qū)傳動(dòng)技術(shù)路線，這才有了后來(lái)專門針對(duì)低風(fēng)速、山地、海上等特殊自然環(huán)境研發(fā)設(shè)計(jì)的MySE系列風(fēng)電機(jī)組。

據(jù)悉，在借鑒直驅(qū)和雙饋技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，該機(jī)型采用將兩級(jí)行星低傳動(dòng)比齒輪箱與中速永磁發(fā)電機(jī)混合的傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)和主軸一體化設(shè)計(jì)，具有高效率、高可靠性、小體積、低重量、高環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)。

據(jù)相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，該機(jī)型的調(diào)速范圍較寬，因此風(fēng)輪可以在更寬的風(fēng)速范圍內(nèi)追蹤最佳Cp值，實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電。再加上它應(yīng)用了基于模型控制的策略（Model Based Control，MBC），運(yùn)行時(shí)可根據(jù)所處位置的外部條件變化進(jìn)行自尋優(yōu)調(diào)整，從而確保了機(jī)組能夠運(yùn)行在最佳效率點(diǎn)。

為了保障發(fā)電量，明陽(yáng)智能在設(shè)計(jì)MySE系列機(jī)組時(shí)充分考慮了可靠性這一因素。中速發(fā)電單元的使用，大大減少了傳動(dòng)系統(tǒng)部件數(shù)量，使得發(fā)生故障的可能性大幅降低。同時(shí)，相對(duì)于高傳動(dòng)比齒輪箱來(lái)說(shuō)，中速發(fā)電單元中輸出軸的轉(zhuǎn)速低，減輕了高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦和沖擊，進(jìn)而減少對(duì)軸承帶來(lái)的損害。此外，傳統(tǒng)的整流罩和機(jī)艙罩設(shè)計(jì)被取消，輪轂和機(jī)艙均使用鑄件外殼直接密封，擁有優(yōu)異的防腐性能。

“通過(guò)應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)軟件，我們還對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行了冗余安全設(shè)計(jì)，避免因其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障而影響整機(jī)的運(yùn)行?！鄙鲜鯩ySE系列機(jī)組研發(fā)人員強(qiáng)調(diào)。

采訪中，記者注意到了一個(gè)有趣的細(xì)節(jié)。雖然同屬大容量機(jī)型，但是通過(guò)超緊湊型設(shè)計(jì)，MySE3.0系列機(jī)組的整體重量遠(yuǎn)低于市場(chǎng)中的其他3.0兆瓦機(jī)組，運(yùn)輸高度和寬度僅相當(dāng)于2.0兆瓦機(jī)組，運(yùn)輸和吊裝方面的優(yōu)勢(shì)十分明顯。尤其是隨著風(fēng)電場(chǎng)越來(lái)越多地位于復(fù)雜山地環(huán)境中，運(yùn)輸?shù)缆犯悠閸?，這種優(yōu)勢(shì)將會(huì)凸顯。

上述研發(fā)人員認(rèn)為，這也是研發(fā)MySE3.0系列機(jī)組的初衷所在?！拔覀冎酝瞥龃笕萘康?.0兆瓦機(jī)組，就是為了提升發(fā)電效率，并努力降低度電成本，使業(yè)主有更好的收益，也為平價(jià)上網(wǎng)的早日到來(lái)助一臂之力?！?/p>

海上風(fēng)電機(jī)組則是明陽(yáng)智能布局的另一個(gè)重點(diǎn)，并已經(jīng)推出了MySE5.5-155抗臺(tái)風(fēng)機(jī)組。

據(jù)了解，針對(duì)海上的特殊自然環(huán)境，除了采用密封設(shè)計(jì)，該機(jī)組的發(fā)電機(jī)和機(jī)艙都采用獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，將發(fā)電機(jī)內(nèi)部與外界環(huán)境完全隔離，減少了水汽、鹽霧對(duì)內(nèi)部零部件和電氣部件的影響，解決了海上風(fēng)電機(jī)組防鹽霧、防潮濕的難題，大大提高了可靠性。

作為一款抗臺(tái)風(fēng)機(jī)組，MySE5.5-155機(jī)型還配備了多重抵御臺(tái)風(fēng)的安全措施。它采用經(jīng)過(guò)多年抗臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)的超緊湊型傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)，機(jī)艙彎頭采用一體化鑄件制造，有效增加了機(jī)艙的剛度。這種設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，由臺(tái)風(fēng)引起的載荷通過(guò)風(fēng)輪，將以最短的路徑依次傳遞到主軸承、傳動(dòng)鏈、偏航、塔架。其傳動(dòng)鏈也是一體化設(shè)計(jì)，主軸承能夠直接將載荷通過(guò)發(fā)電單元外殼傳遞到鑄造的主機(jī)架，避免了彎矩傳遞到齒輪和發(fā)電機(jī)上。

另外，明陽(yáng)智能還對(duì)機(jī)艙外形進(jìn)行減阻設(shè)計(jì)，減少了迎風(fēng)面積，優(yōu)化了機(jī)組和基礎(chǔ)載荷。

運(yùn)用控制策略則是提升機(jī)組抗臺(tái)風(fēng)性能的重要手段之一。借助遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)以及機(jī)組自身的控制系統(tǒng)，MySE5.5-155機(jī)型擁有兩種抗臺(tái)風(fēng)模式——手動(dòng)和自動(dòng)。在手動(dòng)模式下，當(dāng)接收到臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)后，風(fēng)電場(chǎng)中央監(jiān)控室通過(guò)登錄機(jī)組控制系統(tǒng)，再通過(guò)人機(jī)交互界面手動(dòng)操作，使其進(jìn)入臺(tái)風(fēng)控制模式。自動(dòng)模式則是指，通過(guò)機(jī)組傳感器對(duì)風(fēng)速的實(shí)時(shí)測(cè)量，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到預(yù)設(shè)值，機(jī)組自動(dòng)激活抗臺(tái)模式，進(jìn)入自我保護(hù)狀態(tài)。

值得一提的是，對(duì)臺(tái)風(fēng)未來(lái)的登陸區(qū)域、平均風(fēng)速和極大風(fēng)速以及降雨量，明陽(yáng)智能能夠利用大數(shù)據(jù)手段實(shí)現(xiàn)超前48小時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。根據(jù)全球氣象監(jiān)測(cè)平臺(tái)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，明陽(yáng)智能迅速對(duì)臺(tái)風(fēng)的影響程度進(jìn)行分析，然后依據(jù)受影響程度的不同對(duì)相關(guān)風(fēng)電場(chǎng)定制最優(yōu)抗臺(tái)方案，不僅保證風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行，還能夠有效利用臺(tái)風(fēng)風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)可觀收益。

在MySE系列機(jī)組的研發(fā)人員看來(lái)，MySE5.5-155機(jī)組的成功為明陽(yáng)智能的海上風(fēng)電機(jī)組研發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)。下一步，這家公司還將陸續(xù)推出適用于高風(fēng)速的福建區(qū)域的MySE7.0-155抗臺(tái)風(fēng)機(jī)組以及應(yīng)用于長(zhǎng)江以北非臺(tái)風(fēng)地區(qū)的MySE5.5-18X機(jī)組。

“未來(lái)，我們將堅(jiān)持陸海并進(jìn)的戰(zhàn)略，重點(diǎn)開(kāi)拓陸上低風(fēng)速、超低風(fēng)速和海上風(fēng)電市場(chǎng)，不斷豐富MySE系列機(jī)組的譜系，讓更多地區(qū)的風(fēng)能資源實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性開(kāi)發(fā)?！边@位研發(fā)人員表示。