可靠性打造Step 1
融合十余年海上風(fēng)電成熟經(jīng)驗 鍛造風(fēng)機(jī)優(yōu)良DNA 風(fēng)機(jī)設(shè)計仿真與樣機(jī)運行校核高度一致 源頭上保障可靠性
優(yōu)秀的風(fēng)機(jī)設(shè)計，是風(fēng)機(jī)的DNA，能從源頭上確保機(jī)組的可靠性。風(fēng)機(jī)設(shè)計階段的仿真模型，與產(chǎn)品實際運行的數(shù)據(jù)越接近，說明設(shè)計結(jié)果越精準(zhǔn)。
EW13.0-252機(jī)組在設(shè)計階段進(jìn)行了充分的、高標(biāo)準(zhǔn)的仿真和校核。 在深入理解EN、ISO、IEC、GL、GB等國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，基于電氣風(fēng)電自有的中國最大海上風(fēng)電樣本庫的運行經(jīng)驗，額外針對高于標(biāo)準(zhǔn)條件的極端條件和故障工況，如實際風(fēng)場出現(xiàn)過的負(fù)剪切工況和高尾流工況等，進(jìn)行專項設(shè)計仿真校核并制定了針對性的控制策略。從樣機(jī)運行表現(xiàn)來看，實際運行數(shù)據(jù)與設(shè)計階段的仿真數(shù)據(jù)高度一致。
在整機(jī)環(huán)境上 ，除了標(biāo)準(zhǔn)的冷卻計算，還進(jìn)行了基于三維模型的整機(jī)流場仿真和溫度場仿真，并基于大量實際運行數(shù)據(jù)，修正了仿真模型和系數(shù)，保證了風(fēng)速測量計算和溫度計算的高保真度。
針對機(jī)組大型化特性， 在設(shè)計階段進(jìn)行了額外的整機(jī)模態(tài)分析和動力學(xué)分析校核，如葉片有限元強(qiáng)度、變形計算外的整機(jī)頻率模態(tài)分析、阻尼分析、flutter分析以及大攻角振動分析等，最大限度保證120米以上葉片的高效氣動特性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和動力學(xué)穩(wěn)定性;機(jī)組的驅(qū)動鏈、整機(jī)結(jié)構(gòu)件不僅完成了有限元強(qiáng)度校核，還進(jìn)行了整機(jī)動力學(xué)分析，避免了大型化結(jié)構(gòu)件在特殊工況下的異常振動。
可靠性打造Step 2
全方位顆粒度測試：從材料、關(guān)鍵部件、車間到風(fēng)場
僅僅是經(jīng)樣機(jī)運行校核的優(yōu)秀風(fēng)機(jī)設(shè)計，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。電氣風(fēng)電通過從材料、關(guān)鍵部件、車間到風(fēng)場的全方位顆粒度測試，實現(xiàn)質(zhì)量保障的關(guān)鍵一環(huán)。
在材料、關(guān)鍵部件端， 電氣風(fēng)電通過產(chǎn)品保證計劃、制造工藝計劃，提前識別每個部件的關(guān)鍵控制點及工藝控制措施，制定檢測機(jī)制，同時從產(chǎn)品設(shè)計、原材料、生產(chǎn)、測試、運輸、服務(wù)等多角度提前識別潛在的風(fēng)險，并制定響應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對措施，最大程度消減對部件可靠性的影響。
·葉片 參考國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61400-23，開展全尺寸測試，對葉片頻率、模特、阻尼等物理固有特性，揮舞和擺陣方向累計載荷分別進(jìn)行前靜載、疲勞和后靜載測試，驗證葉片承受極限載荷的能力以及全生命周期過程中的可靠性。
齒輪箱 作為半直驅(qū)機(jī)組的傳動鏈核心部件，承受著復(fù)雜多變的載荷和惡劣的工作環(huán)境，其可靠性設(shè)計顯得尤為重要。為了確保齒輪箱的設(shè)計和工藝可靠性，電氣風(fēng)電在整體可靠性設(shè)計過程中，充分開展了失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)，及時發(fā)現(xiàn)并解決齒輪箱設(shè)計中的潛在問題，從而提高其整體可靠性。除了FMEA分析外，電氣風(fēng)電還進(jìn)行了多項驗證試驗來驗證齒輪箱的設(shè)計和工藝可靠性。這些試驗包括效率測試、應(yīng)力LDM測試、密封性測試等。
發(fā)電機(jī) 作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的另一個核心部件，其性能及環(huán)境適應(yīng)性同樣對整機(jī)的可靠性產(chǎn)生重要影響。為了確保發(fā)電機(jī)在設(shè)計、制造、安裝和運行的過程中都能夠達(dá)到預(yù)期的性能標(biāo)準(zhǔn)，電氣風(fēng)電與供應(yīng)商合作針對發(fā)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電磁性能進(jìn)行全面的系統(tǒng)優(yōu)化匹配設(shè)計，并進(jìn)行全方位的嚴(yán)格測試，其中，模擬惡劣工作環(huán)境下不同負(fù)載、容錯運行等運行狀態(tài)，監(jiān)測其內(nèi)部溫度分布，并評估其散熱系統(tǒng)的性能，規(guī)避機(jī)組超溫風(fēng)險，同時還進(jìn)行了絕緣系統(tǒng)熱老化試驗、耐壓試驗等耐候性試驗確保海上高鹽霧環(huán)境下的絕緣長期穩(wěn)定可靠，規(guī)避電氣風(fēng)險。
同時，為了保證一體化集成驅(qū)動鏈技術(shù)的成熟應(yīng)用，除了上述葉片、齒輪箱與發(fā)電機(jī)的部件測試及匹配性優(yōu)化設(shè)計外，電氣風(fēng)電還對整個傳動系統(tǒng)進(jìn)行了多維度的測試，如：動態(tài)響應(yīng)測試、振動和噪聲測試等，以確保其在各種復(fù)雜環(huán)境下都能穩(wěn)定可靠地運行。
在車間生產(chǎn)端， 電氣風(fēng)電對驅(qū)動鏈、機(jī)艙、輪轂三大裝配體的上百個裝配工序進(jìn)行全過程記錄。整機(jī)裝配完成后，車間在每一臺整機(jī)出廠前對30多個零部件及系統(tǒng)進(jìn)行多達(dá)近500項測試，以驗證車間裝配準(zhǔn)確完成、各部件運行邏輯符合設(shè)計要求，最大程度減少風(fēng)場端的調(diào)試步驟，保障海上風(fēng)機(jī)吊裝完成后可一鍵啟機(jī)。
在風(fēng)場端， 先進(jìn)的數(shù)字化智慧風(fēng)場解決方案為風(fēng)電場配置完善的智能主控系統(tǒng)、場控系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、智能終端，搭配云端的智能診斷平臺、遠(yuǎn)程聽診系統(tǒng)、故障預(yù)測及健康管理系統(tǒng)，為風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運行進(jìn)一步保駕護(hù)航。
可靠性打造Step 3
100+智能傳感器，精細(xì)化監(jiān)測運行狀態(tài)，實現(xiàn)驗證閉環(huán) 優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計，轉(zhuǎn)化為可靠的產(chǎn)品 樣機(jī)運行的經(jīng)驗，轉(zhuǎn)化為批量產(chǎn)品的穩(wěn)定運行
為了精細(xì)化監(jiān)測機(jī)組各系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對開創(chuàng)性采用的各項新技術(shù)進(jìn)行驗證閉環(huán)，EW13.0-252樣機(jī)上配置了上百個智能傳感器測點。
其中，除了機(jī)組的溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、轉(zhuǎn)速等機(jī)組常規(guī)狀態(tài)測點外，同時拓展涵蓋了各項針對風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)運行狀態(tài)的測點，為實現(xiàn)超長葉片的葉片運行驗證，機(jī)組在葉身，葉根多處內(nèi)嵌應(yīng)變傳感設(shè)備，同時在每一支葉片內(nèi)部安裝了微型攝像機(jī)實時可視化監(jiān)測葉片在旋轉(zhuǎn)中的亮度視頻和形變音頻，經(jīng)驗證，葉片運行與仿真結(jié)果高度一致。
上述測點的信號除了實現(xiàn)了風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件各項參數(shù)實時變化狀況的監(jiān)測，其所形成的海量數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗與分析，可進(jìn)一步對風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計進(jìn)行后評估閉環(huán)，完整驗證各項創(chuàng)新性技術(shù)。
可靠性打造Step 4
通過所有安全與功能性測試，獲得型式認(rèn)證報告
目前，EW13.0-252機(jī)組已經(jīng)成功通過包括安全與功能，機(jī)械載荷和功率曲線等測試，并獲得權(quán)威機(jī)構(gòu)出具的型式認(rèn)證證書和報告。
電氣風(fēng)電在發(fā)展歷程中，積淀了中國最大的海上風(fēng)電樣本庫，以多個項目為依托，開創(chuàng)性地引領(lǐng)中國海上風(fēng)電步入3MW+時代、7MW時代、8MW時代、11MW時代……
EW13.0-252機(jī)組的穩(wěn)定運行，意味著電氣風(fēng)電在海上機(jī)組大型化道路上再次踏出了堅實一步，以實際運行表現(xiàn)檢驗了半直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的開發(fā)設(shè)計與測試驗證能力 ，為電氣風(fēng)電大容量半直驅(qū)機(jī)組的批量應(yīng)用及下一代產(chǎn)品的優(yōu)化迭代打下堅實基礎(chǔ)。
