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2023年10月16日-19日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。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，聚焦中國能源革命的未來。
本屆大會以“構筑全球穩定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“全球風電產業布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發展前景”“國際風電市場發展動態及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。
10月19日上午，遠景能源有限公司后市場產品解決方案總監吳錦錦在風電機組優化升級專題論壇上發表題為《老舊機組產品升級與深度改造》的主題演講。
以下為發言全文：
大家上午好，今天給大家分享的主題是老舊風電場產品升級和深度改造，主要講三塊內容，第一塊是遠景對行業現狀的分析和產品的定位，第二塊是解決方案的價值重塑，第三塊實踐的案例和方法沉淀。
說到后市場的產品升級，從某種意義上來講，他就是老舊風電技術和新風電文明相遇的結果，也是共享行業政策和技術進步紅利一個很好的業務方式。無論是老舊風電場的產品還是老舊風電場的客戶，他們來時都是荒蕪人煙，現在已經是萬家燈火。他們都是為風電行業做出過特別貢獻的風電前輩，所以說他們是需要共享行業的紅利。遠景現在作為保有量化新增裝機量都比較巨大的整機開發商，也有責任和義務為風電后市場的穩定運行作出努力。
下面我們看一下行業現狀和產品定位，遠景后市場所有產品的開發，行業現狀是關鍵來源之一。圖片顯示（PPT）的是近20年的中國風電的裝機情況，黃色的是累計裝機量，藍色的是單年的裝機量。從這張圖上我解讀出三個趨勢跟后市場相關，第一個中國風電后市場第一次搶裝期是在十一五期間，就是2005年的時候，單年裝機595多臺。到2006年的時候單年裝機臺數超過1392臺，累計3200多臺，累計容量2.5吉瓦。但是這個數字到十一五末期，也就是2010年的時候，一年的裝機量已經到了1.3萬臺，累計臺數在3.5萬左右，累計容量已經到了45吉瓦。
也就是說短短5年時間，風電裝機容量翻了將近20倍，首次搶裝下暴露機組多個問題需要解決，這就決定了這一批風電機組在后續15年后市場的格局是基本確定，它是一個嘗試，摸索，積累的沉默年代，整個知識，技術和意識都是波瀾不驚的，在這么一個大的背景下，這一群機組可能還沒有來得及共享行業技術進步紅利的時候，就已經進入到逐步退役的階段了。中國風電場一般15年是進入退役期，20年進入全面退役，25年進入完成退役階段來看，這一片機組至少當下不是風電后市場產品升級的主力軍，而是深度改造的主力軍，這是第一個解讀。
第二個解讀，有了上一周期的技術沉淀及市場驗證，第二個更加快速的風電高速增長期從十二五開始，十三五由于政策原因裝機穩定有降，這10年時期累計裝機從45G又增上到了290GW，且運行時間普遍在3-10年，依據產品生命周期可靠性規律的盆浴曲線看，部分產品已經開始進入批量損耗性失效期，這批機組就是當下后市場服務的主角，面對已經進入中后場的這么大的保有量機群和陸續出現的問題，對運檢隊伍提出較高要求，如何能做到快速建立、培養和提升運檢隊伍能力來深度匹配市場需求，是一個挑戰。
后面進入十四五期間大兆瓦的新風電文明，后市場涉及不多。
前市場隨著技術的高速發展，風輪直徑從不到70m發展到現在的200+，塔筒高度也在一次次的再創新高，新技術激蕩起伏，經歷了腥風血雨的市場考驗后，風機整機供貨商從10年的70+多家， 到截至22年，有新增訂單的整機供貨商到了13家，消失的60多家整機商的機組已經或即將成為孤兒機組，生命周期備件保障成為后市場的另外一個挑戰4.在這樣背景下，順理成章的進入到了后市場崛起時代，各類風電服務商如雨后春筍般涌入后市場，從最初的10多家快速發展到現在的2000多家，分屬在不同的細分領域，但在能力水平層次不齊、魚龍混雜的背后面臨更大風險：如何保障產品升級方案的安全性和可靠性，又是一個關鍵性挑戰遠景的產品升級方案，除了電量提升，也是要來解決這些挑戰的。
這三個關鍵的問題就是遠景依據現狀來做后續產品定位的三個關鍵因素。
第二遠景整個后服務產品模塊。智慧運維、備品備件和產品升級，產品升級包括深度改造和以大代小。我們要做的就是提升資產的風險識別能力。然后是提升風險識別之后的處置能力，提升透明度和標準化，做全產業鏈的技術。
下一步重點聚焦在升級產品上。我們定義升級產品邊界有四塊，它的下限是原有的風電技術，上限是最新的風電技術文明，也就是他們之間的空間就是產品升級技術維度的生存空間。第二個維度橫坐標，這塊叫價值空間，最左邊叫風險性，是一個它的下限，原來老舊機組的風險性或者是安全性決定了產品升級技改的自我空間。右邊這條線叫性價比，根據現有方案給出去的性價比，可能小風機直接挖掉上8兆瓦的大風機肯定沒問題，但是性價比是決定性的因素。所以說橫坐標里面它們之間產生的區域就是產品升級生存的一個價值空間。這兩個維度，一個技術空間、一個價值空間綜合起來中間區域才是完整的產品升級的一個生存空間。
產品升級的起源，如上我講了很多風電行業的背景，一個行業所有的信息收入會喂養一個行業的認知，行業認知會映射一個業務言行，業務言行最終決定產品品質。所以遠景產品升級方案的起源就是右手邊的四個維度，第一個就是歷史技術的發展歷程，第二個未來新技術的發展趨勢，第三個是收集到的市場上的當下的需求和未來的需求，第四個產品失效的運檢曲線，四個信息量糅合起來最后會全部加到遠景解決方案里面去。
下面我主要挑典型的案例講產品開發的思路和定位和價值，產品升級里面又含了四大類別，第一個是發電量的提升，發電量提升的核心點我們聚焦的是安全性，第二個是穩定性，我們聚焦的是穩定性方案有效性，第三個是市場上的安全性所有產品的提升，安全性里面聚焦的是可靠。第四個是定制化的，針對客戶的需求聚焦的是它的匹配性。第五個是我們做了一個產品升級的流程，圍繞著可控、可靠、可行和可遇性四個維度對所有的有產品升級需求的項目基本流程，第一個是現場的現狀分析，第二個風資源分析，第三個載荷的力度量化，這個是最關鍵的一項，這就是所有項目主要的一個定制流程。
所有項目我們都是要做綜合性的評估。兵馬未動糧草先行，這五大內容里面會有不同的根據市場需求和客戶的要求，會有各種的組合在里面。
下面重點講發電量提升的安全性之痛。我們接觸的市場上好多客戶因為風資源稟賦優異資源和老舊風機配置之間的矛盾，往往客戶測試需要提升發電性能來緩解的，提升發電性能里面一個關鍵項，哪些風機能提升，哪些不能提升，哪些能提升多少，那些不能超過多少，最關鍵的就是載荷力度。再往下走發電量提升里面比較直接有效的就是葉片延長，因為性能的本質是氣動，氣動的本質是異形，葉片延長不管是小翼加延長，還是單純的延長，這個方案在市場上需求量比較大，因為它的效果比較明顯。但是有個問題，近幾年行業里面尤其是大葉片不斷出現葉片斷裂事故，甚至連帶著倒塔事故層出不窮。第二個由于載荷裕度評估不準確，導致的技改方案，帶來的安全隱患是非常大的。所以說發電量提升里面的安全性是我們要考慮的一個重中之重。
以葉片延長為例，遠景是怎么做的。針對這種案例，載荷安全裕度的案例分成四個模塊，第一個現場工況的分析，第二個載荷裕度的量化，第三個延長方案的設計，第四數字孿生的管理。
現場工況的分析，遠景使用現場工況的分析，行業里面大部分還是RANS模型、流體仿真，也叫穩態流場，遠景三年前從RANS仿真已經上升到DNS仿真，就是瞬態流場的仿真，它可以完全模擬出來風場任何一個機位下的真實的風況的流動情況，以前RANS流體仿真是風場區域內兩個定點的位置，比如A點和B點相對位置之間的關系是不變的，最后得出來的剪切、湍流、數據是不變的，。比如說平原風場里面縱向的剪切是有的，但橫向的剪切，比如同高度A點風是5米風，B點哪怕相距10米，B點的風還是一定的，所以它之間是定量關系，但是DNS就不一樣，它是可以捕捉到經精細的流場流動結構，揭示更加復雜的流場流動現象，所以我們把每個機位上的風況全部摸清楚。
第二個機位風況摸清楚之后，最重要就是載荷裕度的量化。有兩個方案，第一個遠景伽利略系統，在四五年前所有的風機上全部部署了。伽利略系統針對幾萬臺風機所有的工況和載荷力度是直接可以量化出來的，就是分分秒秒在機端、站端、云端做運算，這些數據是可以拿來用的。第二個我們根據整機載荷邊界，根據風場實際工況做一次載荷力度的計算，兩個載荷力度有了之后，它們之間會去做校驗、對比。對比完之后載荷力度有了之后，用這個載荷力度作為下一步方案延長的收入，這時候我們才會由遠景的氣動專家做葉片，你到底延長多少米，傾角是多少，小葉是多少。
最后方案部署完之后要做數字孿生的監管模擬，這一塊是重中之重，我提到很多遠景的伽利略系統，伽利略系統是什么，幾年前它的市場上已經全部推廣了，它不同于其他檢測軟件，它是機理模型為主的，就是建立在多個數字孿生模型基礎上的預測、預防、預警系統，以邊緣計算和云邊協同去對風機構建能夠實時感知自身運行工況和趨勢的新感知力，通過數字孿生和自適應控制，去風機的設計載荷和實際工況的載荷實時在對標，出現任何問題它自己會去預警、預測、預防，相當于為風機打開了慧眼，所以這個是兜底的東西，有了這個東西之后，你的設計質量會翻倍的提高，而且即便是有些設計有偏差的情況下，也是會有兜底的系統。
下面具體講一個案例，像這個有一個風場復雜山地20臺110機組，業主一刀切在市場上全部招標，20臺要全部110風流延長到115風流。最后經過遠景的伽利略的風況感知分析之后，分析下來只有5臺風機是可以具備110延長到115風流結構的。大家看左下角這兩張圖，這個圖是用的DES仿真，水平線上的風是不一樣，這是行業里面95%機構在用的RANS的仿真，水平線上是沒有差異，就是沒有剪切的，所以說這個區別還是很大的。有了最后一層兜底之后，伽利略數字孿生實時在做監控，完全是安全、可靠、透明的，這是發電量提升安全性的一些設計的思路和方案。
關于產品的穩定性，我們考慮到兩個維度，第一個是風電場運營的穩定性，第二個才是產品本身的穩定性，運營的穩定性里面。最近這幾年需求量比較大的，像客戶端運檢之痛，比如像這兩臺變頻器是市場里面的變頻器，功率是完全一樣的。但是內部結構、接口、內部的原理和軟件都是不一樣。也就是說我換一個變頻器或者現場換一波人對這個變頻器系統的熟悉是需要一個很長的過程。第二款變槳驅動器，完全接口外觀邏輯也是不一樣的。所以這種情況下就無一例外對風電場的運營成本增加，一個新人如果成長為一個老員工，正常做到現場的檢修維護，這塊門檻是非常高的。從故障手冊、實戰案例的積累，短時間要半年到一年，如果時間長的話會更長，這塊運維成本非常高。
第二個痛點備件的供應，風機不同于像手機定字產品、快銷品，像手機電子產品兩到三年基本全部能換一遍，而且更換的速度是能跟得上技術迭代的速度。但風場風機是不一樣的，正常一款風機國內20年，海上25年，像國外有好多風機是30年壽命。這個時間太長了，期間你產品更新的速度是遠遠要比風場備品備件升級優化改造的速度快的多得多。這時候就會產生一個重大的問題，供應鏈是跟不上的，15年前整機的供應鏈包括附加的一些備件制造商，在15年以后會有很多的變數。比如像這個案例里面，某機型1.5超過1萬臺，但是這個廠家已經很早就停產了，退市了，所以說現在面臨的問題就是市場上雖然可能有一些備件，但價值不菲，而且產能匱乏、供應很不穩定、可靠性差，這種問題也是在產品升級的考慮因素里面。
針對這類問題我們的解決方案。根據剛才兩種問題，一個是運檢能力的問題，一個是備件供應問題。遠景的解決方案第一個是運檢同源，所有的核心部件，全部實現百分之百高度自研。不光是自研，我們做到了所有軟件設計是同源的，機械接口是統一的，運行邏輯是一致的，而且故障診斷系統界面是清晰的，在這種情況下現場的人員不管是更換的頻次還是部件更換的頻次都不影響。以前要檢修變頻器它的軟件是單獨的，機械接口、數據線是單獨的，數據下載的APP是單獨的，甚至有密碼權限，下載之后好多界面是不能分析的，就得發回到后臺一些專家才有特權和能力去分析，所以說戰線特別長，現在什么都不需要，都是一體化的同源設計，連上之后故障拆分到具體的點，而且完全能報出來，直接界面窗口彈出來，這就是產品升級里面改造的關鍵點。
第二塊大到齒輪箱，小到一些振動傳感器，全部是自研覆蓋，比如說像最上面的振動傳感器，我們在做到百分之百自研的同時，對它的性能穩定性進行了全面的升級，比如像振動傳感器它的安裝方式做了簡化，現場調試方式現在是零調試，包括性能靈敏度、穩定性全部做了升級，自研IGBPT可以替代市場上主流變頻器模塊。下面是齒輪箱，齒輪箱代表了風場大部件，主軸和發電機都是一樣的，第一個金額太大，采購周期太難，存儲難，成本較高。面對這些問題，而且好多早期的風場不同品牌的齒輪箱和機型混排。會有這種情況出現，遠景依靠強大的開發團隊和工廠做了萬能備機的設計，用這一款齒輪箱再加上一定量的配件，可以做到2兆瓦3兆瓦齒輪箱的是通用的，最關鍵的兩個因素齒輪箱擋距安裝是可以靈活調節的，第二個它的齒輪箱的配比、轉速的配比可以推動調整高速級來靈活配置，一臺萬能備機外加附件，就能明顯降低大部件儲存成本提升更換效率。
穩定性還有四大系統。四大系統全面改造，主控、變頻、變槳、站端能量管理、后臺監控系。在多年前都是自研化的，任何跟四大系統有關的，不管是各種場景組合產品的升級，遠景是全面可以做，而且有很多技改案例?？偨Y下來就兩點，一個是全產業鏈技術核心的解密，第二個是伽利略測試平臺的驗證和保障。
在這里要重點說伽利略平臺測試的驗證功能的保障，遠景用了四年時間，在2018年投產了全球最先進的，包含了材料、整機、部件到系統，再到批量集群的測試驗證系統。它所有測試驗證的結果能跟研發的產品設計是無縫對接，它要用來做產品設計、設計模型的校驗，測試驗證平臺最終的目的是要校驗數字孿生模型的準確性，確保材料，部件，系統，整機及集群的數字模型和物理模型一致，這樣才能從設計源頭上才能保證這個設計的安全性。
下面一個是有關客戶需求里面的安全性的提升。比如說最近幾年的倒塔、葉片的掃塔、飛車、著火，安全性里面最關鍵是可靠性之痛，所有的安全性提升的方案必須要可靠。這是兩張行業里面的葉片斷裂和倒塔的圖，這一塊我們具體是怎么做的，這塊重點講一下。行業里面流體仿真的四層境界，下面這一層是目前行業里面絕大部分的機構和企業在做的，叫RANS，所有點和點之間的關系定值是不變的。第二層叫風離渦模擬的DES技術也就是混合了RANS、LES仿真技術的混合產物，它是能捕捉更加精細的流場流動結構，揭示更加復雜的流場流動現象。像左上角這張圖，一個復雜山地的山頭，流場流動的情況全部是能完全的模擬出來，包括下面它跟RANS技術的對比是有明顯區別的。這一塊就導致無論是新風場建設還是后市場的升級產品，把所有的風場現象全部模擬清楚，模擬清楚之后它得到有效的風序列是要作為整機的工程仿真軟件，要作為它的輸入，最后完全決定了一款機型的仿真結果以及在風場適應性的結果。要讓同種技術之間相互依存密切協同，讓不同技術間要跨界創新破界化反，產生全新價值。
下面一個就是另外一個產品培訓基地的建設，這塊關于到所有教具，包括VR場站的服務。下一個就是備件的再制造，包括電力電子部件、電氣傳動鏈、機械傳動鏈等都有自己的自研工廠和維修檢測的工廠，這些服務都是有的，包括實訓教具。
最后一個是以大代小，遠景對這塊的業務做了將近兩年時間，我對它的理解以大代小這個業務不是一個產品，也不是一個產業，它是一個產業鏈。要整合從前到后所有的信息，而且它是產品升級的盡頭?？偨Y下來以大代小這個產品的特性，遠景的產品特性有這五點，方案設計、新機型優勢、綠色回收保障、工程組織設計、智慧資產運營。
最后一頁就是我要講的產品升級其他的一些案例，這些常規的信息量全都是有的，這塊總結下來好多技改方案要做都可以，但是要做好都難。很多技改方案之所以未能達到理想效果就是因為沒有從本質出發，在一個落后陳舊的模型中加即便輸入再多信息，也都是在低水平重復，從如上的介紹里面大家看，無論是從產品定位、產品的開發、產品的價值和落地，遠景本質就是格物致知、正本清源，它是從第一性原理打破去重新設計，帶著問題和疑問，一層一層的剝開表象走到下面，找到答案之后再帶著答案和本質一層層爬上來的過程，而且最關鍵的兩點就是既要在原來傳統技術上去做創新，又要擺脫傳統技術路徑依賴的結構性和局限性。在行中知，在知中行，我們要做的就是穩中求進、穩中求智、穩中求新，穩中求贏，這是遠景產品技改最大的本質和特點。
下一步是伽利略系統的預警，現場檢修里面對機械部件的診斷、判斷、分析門檻特別高，小到CMS，大到齒輪箱的部件、軸承的診斷都需要后臺專家去做?，F在有了伽利略系統，它會把復雜留給自己，簡單給到客戶，只用一張體檢報告一句話的提示給到現場，現場需要根據這種提示去檢測，這種就是葉片螺栓的斷裂預警和故障的時間點。我們永遠是做多套方案，讓客戶來一塊選擇，這是針對方案經濟性的對比。
下一個針對資產處置，我們把資產處置對整個項目經濟性的影響量化出來，資產處置的價格和最后收益率比值的關系，量化出來展現給客戶，讓客戶自己來選擇。
這就是整個遠景的產品升級的方案，基于與生俱來的自研基因，用本質顛覆傳統，不斷去創造全新的元素、全新技術、全新空間和全新體驗，為客戶提供更多、更安全、更可靠有效的全生命周期的資產服務。謝謝大家的聆聽。
（根據演講速記整理，未經演講人審核）
