這似乎是一個簡單的問題，但遠景卻給出了更負責任的答案。

 

　　中國風機市場正快速向大兆瓦進化。數據顯示，2021年，中國市場新增吊裝主流機型是陸上3MW、海上6MW。但2022年前十個月，目前交付的最大機型已經達到陸上6.7MW，海上11MW。投標機型更大，陸上最大出現7.77MW，海上最大16MW。

 

　　快速迭代的風機如何又大又可靠？

 

　　“風機變大，看似簡單的數字量變，實則是機械傳動結構、部件和系統的質變，需要特別重視風機的可靠性。單靠部件質量不能保證風機可靠性，遠景建立了從材料、部件、系統、整機、到批量機群的全流程、多層級測試驗證體系，以空間換時間，從設計源頭保證風機可靠性。”遠景能源總工程師朱宏棟博士說。

 

　　

 

　　多自由度系統加載測試臺

 

　　2015年開始，遠景規劃籌建全球領先的智慧風電測試驗證中心，總面積6500平方米，總投資超過3億元，已先后建成了齒輪箱彎扭耦合系統測試臺、多自由度系統加載測試臺、自研原材料實驗室等，目前共計完成了超100次新品項目測試，驗證了全球獨有的齒輪修型、主軸承等核心部件設計，以及高品質葉片復合材料、齒輪和結構件材料性能，并具備50MNm整機加載能力，可以驗證整機系統設計的優化空間。

 

　　

 

　　“風機技術創新迭代源于硬件技術的積累和信息數據的閉環。全流程多層級測試的終極目的，是完成風機數字孿生模型的‘驗證’，實現風機部件子系統、整機系統‘數字模型與物理實體’的一致性。”朱宏棟博士說。

 

　　風機設計是仿真的過程，仿真模型越接近真實模型，設計結果越精確。測試驗證的作用，就是讓仿真模型無限接近于真實物理模型。伴隨機組快速大型化的，是從設計、制造到運維全鏈條的新場景，是產品新設計、新結構、新材料、新工藝的快速進步。遠景工程師認為，這些新場景、新技術需要依托全流程、多層級的測試驗證體系，保證優良的設計基因。

 

　　以齒輪箱為例，齒輪箱是風機重要的功率傳輸部件，與整機設計和控制有強耦合關系，是穩定運行和可靠性提升的核心部件。齒輪箱運行過程中，承受的扭矩和彎矩都會產生變形影響，但過去行業里由于缺乏足夠的高保真數據積累和模型驗證能力，無法理解彎矩對齒輪箱的變形影響，只能做基本扭矩的測試，不做彎矩測試。遠景獨家設計齒輪箱彎扭耦合系統級測試臺，測試扭矩和彎矩對齒輪箱的共同影響，通過系統試驗臺、現場測試相結合，精準校驗仿真模型里的齒輪修型設計，實現測試和驗證的閉環。

 

　　

 

　　遠景齒輪箱彎扭耦合系統測試臺

 

　　朱宏棟博士表示，雖然現實中批量工業產品不能保證100%完美，但測試和驗證卻能有效保障風機設計的可靠性，即風機不因設計缺陷而出現系統性問題。“保障可靠性的關鍵，不僅在于測試，更在于測試數據的閉環和仿真模型的驗證，兩者缺一不可。”經過充分測試驗證迭代出來的仿真模型，能夠保證風機新品的設計在全生命周期20甚至25年之中運行無憂。測試驗證，不僅是批量投放風機之前的安全屏障，更是遠景的技術工程師建立產品認知（Knowhow）的重要基礎，是風電技術和可靠性提升的必由之路。

 

　　驗證做得足夠好，未來即使不做更大的測試臺架，也可以直接通過已經閉環校準過的數字孿生仿真模型，在現有臺架上加載各種虛擬的、臺架條件所限無法實現的工況。這種可以閉環的測試驗證體系能夠實現技術的創新迭代，對未來產品研發和風電可持續健康發展有意義。

 

　　修正數字模型，探索物理邊界

 

　　智能風機的技術進步取決于兩個底層邏輯。一是風機設計與制造底層核心技術，遠景能源不僅最早打開了風機控制的“黑匣子”，并且通過技術穿透產業鏈，實現變頻器、變槳系統、發電機、葉片、齒輪箱、主軸承等關鍵部件自研設計與制造,為數字化奠定了物理基礎。二是基于遠景EnOSTM智能物聯操作系統的伽利略系統，反哺風機關鍵部件及整機系統的數字化設計,其數字孿生模型與實體風機一體化進化,成為促進風電數字化轉型的新動力。

 

　　

 

　　遠景齒輪箱批量測試臺

 

　　完備的測試驗證體系必須同時具備三個關鍵能力：試驗加載工況的設計能力、試驗臺架的設計和加載能力、測試驗證的閉環能力。尤其是其中最核心的系統級測試，更需要深入了解部件、系統的核心技術和相互耦合關系。高保真數據的獲取和處理、體現耦合關系的仿真模型都需要長期的資金、時間和人才投入，遠非一日之功。

 

　　作為最早提出生產智能風機的企業，遠景在多年積累的基礎上，從2018年開始，“秘密”開展了“冬季攻勢”行動：對三北、山地、平原、海上四個場景的風機進行為期超過兩年的高保真數據積累。遠景工程師為每臺風機樣機配置超700個傳感器，每天傳輸數據超20G字節，比起普通的IEC標準只有十幾個傳感器的要求，對整機做了更加深度的測試，為測試中心的建立和智能風機認知打下堅實基礎。2020年左右，在此基礎上，伽利略超感知風機的多場景運行數據再次和測試、設計、制造形成信息流閉環，實現風機部件子系統、整機系統“數字模型與物理實體”的一致性。這也是遠景構建多層級測試驗證體系的先決優勢。

 

　　

 

　　在全球能源乃至工業領域，這都是一項“前無古人”的創舉，海量數據的搜集、清理、統一接口、規律挖掘……背后是遠景對“技術進步推低新能源度電成本”的信心和堅守。

 

　　兩年來，近萬臺伽利略風機經歷的各種工況，利用數字孿生技術重構上傳到云端，不僅優化設計、智能運維，更構建出完整的技術模擬艙加速新技術的驗證和應用，原先需要長時間搜集運行工況驗證的先進軟件算法，現在幾周就可以驗證完成并同步到每一臺風機。遠景數字孿生技術的大規模應用，正在加速實現各項風機關鍵部件技術的數字化、網絡化和自進化。

 

　　測試，尤其是驗證對于風電行業的回饋，短期內不易見。遠景建立全流程、多層級測試驗證體系的初心，源自于對智能風機技術進步的渴望和堅持，對風機快速大型化風險的把控和對風電市場激烈競爭的研判。

 

　　朱宏棟博士表示，剛剛組建測試驗證中心時，經常遇到公司內外部關于投資回報率的挑戰，但慢慢大家都形成了共識——通過測試驗證迭代模型，保證現場受載情況和仿真模型結果一模一樣，才能更好保證風機從設計源頭是安全的。

 

　　

 

　　江陰遠景智慧風電測試驗證中心