2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在19日上午召開的風電機組技術創新論壇上，中車株洲電力機車研究所有限公司風電事業部技術中心副主任劉紅文發表了《感知驅動的智能控制技術》的主題發言。

　　

　　劉紅文：各位風電的人大家上午好，我是來自中車株洲所風電事業部的劉紅文，很高興在這里跟大家分享感知驅動的智能控制技術，這也是智能風機最為關鍵的一部分。整個分為四個部分，第一是整機產品發展新常態。第二是目前整機產品面臨了一些新挑戰。第三感知驅動的一些智能控制技術去解決這些問題，以及一些案例的分享。第四個是稍微做一個整機和展望。

　　

　　我們做技術是離不開服務的對象，所以控制技術圍繞著整機產品服務的，今年感觸非常明顯，第一是平價時代，整機產品更新換代越來越快，我們是正值常態，市場需求驅動，我們平價之后對我們價格提出了更高要求。第二是技術的創新時代，為什么對市場倒逼也能把這個價格做下來，這個做下來之后第一個手段是功率等級大型化，可以減少整體的費用，減少些機位點。另外目前在一些大型機組研發上面、降載方面取得了不錯的效果。以前覺得可能陸上風電最大功率等級也就3兆瓦可能到4兆瓦左右，到5兆瓦乃至7兆瓦、8兆瓦都已經出來了。第二個新常態就是平價之后的大基地招標，整機價格持續走低。平均的走勢在1月份的時候，平均價格在2800-3000左右，8月份價格已經到了2200左右，個別可能下降到2000以下了。第三個常態是說價格降低下來之后，性能也會降低。這個圖一個是低風速區，另外一塊是高風速區，它這個單位千瓦掃風面積的指標，表征了這個產品先天的發電性能，這個指標其實也是在走高的。這個整機產品往大型化，工業等級高更大，葉片更長，塔筒越高。價格也會越來越低，性能越來越好，這也是符合我們平價之后，來證明3060碳中和大規模的裝機風電是一個必然的趨勢。  

　　

　　第二個部分講大勢，我們整機產品開發的時候，有沒有面臨一些新的問題，那么這個行業目前是輕量化、平臺化，這個事情是降低這個產品的一些成本，無論是大功率、長葉片還是高塔筒，這種產品的研發趨勢它訴求還是要降低我們業主的投資成本，增加它的一些收益率。那么降低這個本質是降低度電成本，就是一升一降，降什么？降主機成本，降塔筒成本，降些運輸成本、吊裝成本，運維成本，是提高可靠性還有一些我們機型適用一些，這一塊就是剛才說的，為什么單位千瓦掃風面積越來越大，可能花費了功夫。

　　

　　我們在產品開發時候會面臨一些什么問題？第一個問題產品開發的時候，首先我們輕量化之后，有些葉片輕量化之后是一個好事情可以降低成本，但是我們也知道葉片第一捕獲能量，第二也是來源，所以它輕量化之后，變柔了之后，產品開發是一個凈空問題，以前更多遇到是1.5功耗，到現在1.5功耗是有附件性的，目前發現葉片有可能他在1.3功耗，1.3功耗是什么功耗？第二個極限載荷，這是永恒的話題，現在更多面臨是1.4功耗，2.X功耗、4.X功耗，除了解決激光設計之后，風機里面還有一個疲勞載荷，所以我們也是通過這個手段，怎么樣來把這個疲勞載荷降低，這個是產品開發的時候首先遇到解決的問題。    

　　

　　我們一款產品開發出來，在風場里面有沒有問題，就是后面有解決的問題，我們性能有沒有應該運行可靠性有沒有影響，有沒有經常發生超速或者超功耗或者振動引起在運行過程中出現的一些故障，尤其是現在往南方復雜地形去增長開發的時候，這里可能時不時停機、超速或者振動、或者誤差不大，這些事件可能大家會面臨的越來越多，這也是說要解決在運行端，要解決的問題，現在進入我們感知驅動的智能控制技術，我們是基本上感知，感知壽命，算法就是智能方面的算法，這個就是智能控制器，前面也有同行講了，從這三個方面構建我們智能控制的一些算法，它的核心也是提升我們的發電量，降低我們的重量，提高我們的產品在風場的運行可靠性。    

　　

　　第一個封面就是剛才說的凈空問題，第二個額定功率附近時可開發一些推力削減的算法，第三個是葉片的結構加強一下，第四個降低些適應等級。有些硬件激光雷達出來之后，也開發了基于硬件激光雷達動態這個控制，右邊這些圖我們做了一個仿真，就是把凈空算法加進來之后，凈空提高1.5。第二塊就是我們所面臨的一些極限載荷，現在可能目前大家如果做整機，大家都清楚，1.4功耗是一個非常難的一點。基于硬件感知，我們開發了激光雷達前饋控制技術，這個技術我們已經在用了，我們可以把這個極限載荷降低到13.4%左右。   

　　

　　除了硬件，因為硬件都會增加一些成本，我們也開發了基于虛擬感知的這個動態削減技術，削減感知就是目前已經已有的傳感器，包括加速度還有發電機轉速，以及發動機功率這些已有的一些所測一些感知的，通過一些算法構建一些虛擬的指令，指向這個載荷。所以在技術層面開發了基于虛擬感知的模型，通過動態的調整我們講具體來，降低我們的一些推力載荷風機。1.4功耗就是集裝箱的部分，集裝箱除了大之外，其實它的風向也是持續變化的，所以我們也是開發了基于虛擬感的穿越技術，比如說在大的功耗，來的時候風向變化的時候根據發電機的加速度以及它的變化率構建一些輔助的速率，降低它在大培養誤差變化的一些載荷。

　　

　　（根據演講速記整理，未經演講人審核）