一款大風機從概念發布到批量交付

分幾步？

2023年2月

遠景能源在烏魯木齊重磅發布Model T平臺全新EN-220/10MW智能風機，專為新疆及三北中高風速區域和沙戈荒場景設計；

2023年7月

EN-220/10MW樣機下線、吊裝完成，基于遠景獨有的分層測試驗證體系，樣機出廠前已完成了包括傳動鏈、葉片、電氣系統、塔基等在內的超過1500項材料、部件和子系統測試，從設計源頭保證可靠；

2023年7月-2024年10月

長達15個月、共計100多項的樣機測試及傳動鏈、葉片等核心部件掛機測試。超700個傳感器接入測量系統，每天記錄數據量超過40G，月度跟蹤分析并網數據，高效驗證數據管理分析平臺完成了整機系統測試以及關鍵大部件掛機測試驗證，為后續批量機型伽利略模型健康監控奠定基礎；

2020年-至今

事實上，從2020年開始策劃，Model T平臺逐步走過了開發、測試、驗證、樣機測試、樣機吊裝、小批量吊裝、批量吊裝的全流程，為大風機可靠性趟出一條求真務實之路。基于集成傳動鏈、EN220大葉片的技術突破，和遠景多層級全流程的測試驗證系統，Model T平臺通過標準化、模塊化開發實現了技術迭代和產品驗證，同平臺不同產品百花齊放，可靠性和競爭力全面提升，成功獲取了Model T平臺內6.X~10MW多款機型的型式認證，適應低、中、高各個風速段，為沙戈荒，源網荷儲及構網型應用場景提供針對性解決方案；

2023年10月

EN-220/8.5在內蒙古四王子旗小批量吊裝；

2024年10月

51臺EN-220/6.25開始在河北滄縣批量交付，預計2025年初吊裝完成。

遠景能源EN-220/10智能風機

這么久，測什么

截至目前，Model T平臺內機型已獲取訂單超6GW，遍布內蒙古、河北、廣西、甘肅、河南等地。市場認可的背后，是設計、制造、質量流程、測試驗證、風場運行智能監測和自適應控制風險閉環五位一體的全方位保障，其中測試驗證的重要性對于大風機來說不言而喻。

以葉片為例，遠景在江陰和欽州投資建設了兩處自有葉片全尺寸測試試驗室，分別支持最長110米、180米大型化葉片的測試驗證，定制化MTS液壓加載系統，集成靜力、疲勞測試的載荷控制與數據采集，無論控制穩定性還是采集精度都領先行業機械式設備。所有遠景自研葉片都要在此經歷材料-子部件-防雷-全尺寸-樣機-小批量的全流程測試。

在江陰，EN220葉片歷時18個月，逐步驗證了不同運行環境下材料的性能和穩定性；驗證了關鍵子部件的缺陷接受標準；驗證了系統部件及全尺寸葉片的防雷性能；靜力、扭轉、頻率、擺陣、揮舞等標準和非標的全尺寸測試驗證翼型和結構設計有效性；掛機測試和小批量測試則對運輸、吊裝、并網運行階段葉片的結構安全性及功率曲線等性能參數進行了充分驗證。將測試驗證貫穿到設計、制造、運輸、吊裝、運行全流程，大葉片全生命周期的安全可靠和發電效率也就有了保障。

葉片全尺寸結構測試臺

而針對風機傳動鏈大型化、集成化的發展趨勢，以及客戶對高性能、高可靠的需求，遠景建立了傳動鏈從零件、部件、子系統到系統級的測試驗證體系，具備了滑軸多功能、高速集成單電機Demo、IDT高低溫、動態彎扭耦合、多自由度、波動載荷、極限沖擊、全工況動態魯棒性等非常規性測試驗證能力。特別是Run To Failure測試驗證，通過施加各類組合的特殊工況和長時間加速疲勞測試，識別系統中的薄弱點，探索產品使用耐力邊界和設計邊界，為產品優化、技術發展、突破現有邊界提供實證支撐。

據研發人員介紹，EN-220/10樣機集成傳動鏈的廠內測試從2022年底開始，2023年7月完成，現場掛機測試則從2023年7月一直持續到2024年7月。EN-220/10樣機的集成傳動鏈系統使用超過400+高精度傳感器，在測試驗證時間和強度上也數倍于行業標準，實現對傳動鏈從外至內包括溫度、壓力、應變、振動、載荷、系統形變等的全場感知，不斷提升產品性能和突破產品耐力邊界。

中國最大26MW彎扭耦合傳動鏈系統測試臺

接下來，如何用科學證據表明，工藝過程能夠在產品的全生命周期里持續提供符合預期規格和質量標準的產品？在機組大型化快速迭代的場景下，整機工藝經樣機驗證→小批量驗證→批量持續確認的充分驗證是風電機組批量可靠運行的堅實基礎。

首先，整機工藝驗證覆蓋遠景車間裝配、出廠后海陸運輸、過程存儲、現場吊裝、調試并網、維護檢修、部件更換，以及非典型的“三長”場景（長途運輸、長期存儲、長期斷電）。通過全鏈路的工藝設計評估，保證工藝過程、設備、操作技能、原材料、環境壓力全部符合產品生產的需求。其次，在樣機/樣件規劃上，以不遺留測試驗證項和不遺漏問題至批量為終極目標，規劃涵蓋商業規模所涉及的所有單元樣機/樣件測試驗證。遠景深知，樣機驗證僅可證明單次工藝過程是否符合預定要求，但可執行性不等于可靠性。因此，在正式大批量投入前，小批量工藝穩定性的驗證尤為關鍵。至此，整機工藝驗證還剩下“最后一公里”——整機工藝批量持續確認，即機組全生命周期下的過程質量監控和持續改善，以防止隨著時間的延長，工藝出現“漂移”等不穩定情況，讓工藝交付在整個生產周期內持續保持完成驗證的狀態，確保全生命周期品質如一。

小批量驗證完成后，如何進一步保證機組批量安裝在平原、山地、戈壁等多種場景的運行可靠？依托新一代遠景伽利略超感知平臺和先進數字孿生模型，遠景在樣機驗證過程中結合數字孿生的規模化驗證，極大豐富了測試驗證在風況、工況上的廣度深度。安裝在樣機的超過700個傳感器對模型進行了高精度的標定，為數字孿生模型提供了準確的實時數據。而遠景能源已有的數字孿生模型能夠實時計算超過4000種物理量，其高性能的運算能力為規模化驗證提供了大量的數據支持。

在驗證過程中，數字孿生模型能夠在各種極端情況下捕捉到異常工況，確保模型對所有工況的適應性，預防潛在風險。值得注意的是，驗證不限于單一條件，而是覆蓋了風況、電網、溫度等各種情況，確保模型在各種情況下都能達到最優性能。通過分析和利用存量大數據，訓練AI模型，進一步提升數字孿生模型的預測準確性和運行效率。事實上，遠景數字孿生模型已經在多個典型案例中展現了其強大的能力，包括變槳軸承和渦激監測、葉根螺栓斷裂預警、軸承跑圈的自適應降載、變槳軸承的接觸應力監測、變槳電氣的運行工況驗證、動力電纜的溫度預測等。

在測試中發現問題，解決問題，優化產品設計，不僅能夠進一步提升產品可靠性，還可以通過整機關鍵載荷測試與仿真模型對比，驗證數字模型和物理模型的一致性，為后續批量機型伽利略模型健康監控奠定基礎。15個月以來，EN-220/10MW樣機平均故障間隔時間（MTBT）1296小時，遠高于風電行業試運行驗收標準要求的240小時；對應的時間可利用率（TBA）約為99.03%，風機運行表現極為穩定。

三管齊下

優化測試驗證的范圍、時間、標準

當前，中國風電已踏入技術“無人區”，不再有行業經驗和標準可以借鑒參考，需要自己探索、拓寬風電技術邊界。“風機是復雜的、涉及多學科領域的系統，在機組容量不斷增大、葉片不斷變長的過程中，很多技術不僅需要理論驗證，更需要實際測試，在不同環境狀況下充分驗證。測試驗證完成后還要反饋到源頭，建立起更嚴苛、更符合實際工況、更適合大兆瓦風電機組安全邊界的設計標準。”近日，遠景能源高級副總裁、風機產品線總裁婁益民在受訪時建議，大風機在測試驗證的范圍、時間、標準三個方面，還有進一步優化提升的空間。

早在2015年，遠景能源就規劃建設了智慧風電測試驗證中心，并率先打造全球領先的多層級、全流程、全工況測試驗證體系，持續引領風電新技術研發和可持續健康發展。隨著大型化對可靠性提出越來越高的要求，測試驗證中心在測試驗證范圍、時間、標準三個維度進一步優化，為風機持續進化注入高可靠基因。

目前測試驗證中心在運100余套測量系統設備和超過15套大型測試臺架，包括材料分析實驗室、葉片全尺寸結構測試臺、多自由度整機加載測試臺、26MW彎扭耦合傳動鏈系統測試臺、主軸承工藝測試臺、高低溫實驗室、電氣傳動鏈測試臺、滑動軸承測試臺、低速連接測試臺等，完美實現從材料、部件、系統、整機到批量的全鏈條測試。基于遠景伽利略超感知系統數字孿生技術帶來的試驗加載工況設計能力和測試驗證閉環能力，更是遠景智慧風電測試驗證中心全面升級的重中之重。耕耘近十年，遠景智慧風電測試驗證從標準“驗證者”變成“沉淀者”，獲得中國合格評定國家認可委員會（CNAS）頒發的實驗室認可證書。

據婁益民透露，遠景每款新機型的機械傳動鏈、葉片、電氣傳動鏈等在測試中心的測試驗證過程要持續3-8個月，安裝到樣機風場之后再測試一年，以驗證設計可靠性。目前，包括EN-220/10在內的Model T平臺樣機已經通過了中國首個多自由度整機加載測試臺、中國最大26MW彎扭耦合傳動鏈系統測試臺、葉片全尺寸結構測試臺等設備的嚴苛考驗，進行了葉片極限破壞測試、主軸承加速疲勞破壞測試、集成傳動鏈彎扭耦合和超載測試等眾多非標測試驗證，并完成了多次Run to Failure測試，開始在全國各地批量交付。