風(fēng)電涉及空氣動力、結(jié)構(gòu)動力、仿真、電力電子、電氣傳動、控制技術(shù)、人工智能、新材料等前沿和交叉學(xué)科，代表中國科技引領(lǐng)全球進(jìn)步的方向。
隨著“碳中和”目標(biāo)的提出，中國能源結(jié)構(gòu)將被重塑，新能源即將進(jìn)入倍增時代。
作為產(chǎn)業(yè)和技術(shù)革命的制高點，風(fēng)電不僅肩負(fù)著氣候變化的艱巨任務(wù)，也因其作為世界上最大的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)和動力系統(tǒng)，涉及空氣動力、結(jié)構(gòu)動力、仿真、電力電子、電氣傳動、控制技術(shù)、人工智能、新材料等前沿和交叉學(xué)科，代表中國科技引領(lǐng)全球進(jìn)步的方向。
01基礎(chǔ)技術(shù)研究和底層邏輯，
是風(fēng)機(jī)智能升級的基石
2021年，風(fēng)電向平價時代平穩(wěn)過渡。如何提高自身的競爭力、增加電量，通過技術(shù)進(jìn)步降低度電成本，是領(lǐng)軍龍頭企業(yè)思考的問題。
遠(yuǎn)景能源副總裁兼CTO 王曉宇博士
伽利略超感知風(fēng)機(jī)的名稱源于伽利略“實證主義”方法論的理性和科學(xué)精神，是遠(yuǎn)景集團(tuán)CEO張雷對風(fēng)電新機(jī)器的有效踐行，是遠(yuǎn)景創(chuàng)新DNA的傳承和升華。
——遠(yuǎn)景能源副總裁兼CTO王曉宇博士
伽利略超感知風(fēng)機(jī)通過實證的方法，掌握風(fēng)機(jī)所承受的真實壓力條件和應(yīng)力邊界，利用數(shù)字孿生與網(wǎng)絡(luò)智能形成風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的生命周期持續(xù)進(jìn)化技術(shù)，用人工智能技術(shù)賦能新一代超感知風(fēng)電新機(jī)器。
但是，如果僅僅把它理解成風(fēng)機(jī)加上軟件，或者是風(fēng)機(jī)加上硬件傳感器，那就大錯特錯了。
“我們正面臨第四次工業(yè)革命，特點是能源系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步與全社會技術(shù)創(chuàng)新變革相輔相成，風(fēng)電作為高端裝備制造業(yè)與新材料、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)緊密相聯(lián)。”王曉宇博士說。
“但還要看到，基礎(chǔ)技術(shù)研究是歷次工業(yè)革命的科學(xué)源泉，又在歷次工業(yè)革命中得以發(fā)展。脫離了對技術(shù)本質(zhì)的洞察，一切智能手段和技術(shù)都是空中樓閣?！?/p>
遠(yuǎn)景能源是全球最早提出智能風(fēng)機(jī)和智慧風(fēng)場的企業(yè)，也是用技術(shù)穿透產(chǎn)業(yè)鏈、把風(fēng)機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的深刻理解穿透到零部件核心技術(shù)上做得最極致和認(rèn)真的企業(yè)。
這就是為什么遠(yuǎn)景的智能風(fēng)機(jī)使用自研的齒輪箱、葉片等關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品可靠性和發(fā)電量能領(lǐng)先行業(yè)的原因。（點擊鏈接查看《遠(yuǎn)景能源王曉宇博士：技術(shù)穿透供應(yīng)鏈，風(fēng)電走進(jìn)價值重構(gòu)時代》）
寶馬汽車并沒有自產(chǎn)變速器，但掌握自動變速器的控制策略、匹配標(biāo)定等核心技術(shù)，具有超強(qiáng)的自動變速器性能和質(zhì)量管控能力。
汽車發(fā)動機(jī)的變速比無法覆蓋所有車速范圍，因此何時變、怎么變、發(fā)動機(jī)動力如何配合，變速箱控制器最為關(guān)鍵。
可以把汽車的變速箱理解為風(fēng)機(jī)的齒輪箱，汽車的發(fā)動機(jī)就是風(fēng)輪。風(fēng)電機(jī)組由葉片、輪轂、主軸、主軸承、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航、塔筒等硬件組成，每個硬件都連接到工業(yè)控制電腦來控制風(fēng)機(jī)。
——遠(yuǎn)景能源副總裁兼CTO王曉宇博士
技術(shù)是硬件和軟件的結(jié)合。
遠(yuǎn)景從創(chuàng)立之初，就意識到風(fēng)機(jī)設(shè)計、核心控制與制造等底層技術(shù)的重要性，所以從首臺樣機(jī)開始，通過系統(tǒng)控制器承載遠(yuǎn)景對產(chǎn)品系統(tǒng)技術(shù)的理解，此后一路打開了變頻器、變槳系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、葉片、齒輪箱、主軸承等關(guān)鍵部件設(shè)計與制造黑匣子。
硬件與軟件協(xié)同，通過技術(shù)穿透產(chǎn)業(yè)鏈，是“伽利略”超感知系統(tǒng)提升部件和整機(jī)系統(tǒng)效率、改善供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)。
02人工智能賦能超感知風(fēng)機(jī)
多年的基礎(chǔ)技術(shù)研究和底層技術(shù)研發(fā)，使得遠(yuǎn)景的智能風(fēng)機(jī)技術(shù)團(tuán)隊，對于風(fēng)機(jī)運(yùn)行機(jī)理有了更深刻的認(rèn)識。風(fēng)機(jī)信息量的積累，為機(jī)器學(xué)習(xí)、自主決策等人工智能應(yīng)用提供了必要的前提。
遠(yuǎn)景自研部件運(yùn)行數(shù)據(jù)和測試臺架的部件壽命實驗，通過數(shù)字孿生和網(wǎng)絡(luò)智能，可以模擬出風(fēng)機(jī)所承受真實壓力和應(yīng)力的關(guān)系，模擬出部件在實驗臺架上呈現(xiàn)的壽命曲線在風(fēng)機(jī)實際運(yùn)行條件下的真實演進(jìn)狀態(tài)。
——遠(yuǎn)景能源副總裁兼CTO王曉宇博士
王曉宇博士強(qiáng)調(diào)，AI在失效機(jī)理模型上發(fā)揮價值。模型通過線下臺架實驗和風(fēng)機(jī)上實際運(yùn)行迭代，在伽利略系統(tǒng)上進(jìn)行部署。
在線上對數(shù)千臺風(fēng)機(jī)時時刻刻進(jìn)行掃描，實時監(jiān)控在運(yùn)風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件的狀態(tài)、及所處生命周期的具體階段。提前預(yù)警，改變策略，做出決策，防患于未然。
之所以能夠規(guī)?；瘧?yīng)用并產(chǎn)生新的生產(chǎn)力，最重要的原因是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，遠(yuǎn)景EnOSTM為這種實踐提供了數(shù)字化平臺，也是為什么伽利略超感知風(fēng)機(jī)能夠知道風(fēng)機(jī)的風(fēng)險趨勢。
伽利略系統(tǒng)實時監(jiān)控在運(yùn)風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件的狀態(tài)
EnOS?為其提供了數(shù)字化平臺
盡管在風(fēng)機(jī)部件上進(jìn)行的產(chǎn)品線下破壞性實驗、或在運(yùn)實際失效案例僅是少數(shù)場景，但是它們被放到運(yùn)行的數(shù)千臺風(fēng)機(jī)上采集數(shù)據(jù)時，能得到數(shù)千種不同經(jīng)歷過的場景，驗證的目的是閉環(huán)管理。
王曉宇說，比如部件壽命模型，線下加速失效驗證得到的失效模型，與在運(yùn)風(fēng)機(jī)緩慢受力的場景有著明顯的差異。
所以要將線下失效模型部署到大量在運(yùn)風(fēng)機(jī)上，通過運(yùn)行樣本標(biāo)定的驗證方法提升模型的準(zhǔn)確性和精度，確保風(fēng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計輸入是實際驗證過的數(shù)據(jù)。
到2020年底，遠(yuǎn)景能源已在全球各地部署伽利略超感知風(fēng)機(jī)數(shù)千臺。
王曉宇博士介紹說，目前遠(yuǎn)景正在推進(jìn)兩方面的應(yīng)用：一是同機(jī)型在不改變風(fēng)機(jī)物理狀態(tài)的情況下，使風(fēng)機(jī)的使用壽命突破目前的20年時限，甚至超越30年，在更長運(yùn)行生命周期內(nèi)實現(xiàn)發(fā)電效率最優(yōu)，持續(xù)推低度電成本；
二是在確保風(fēng)機(jī)使用壽命的基礎(chǔ)上，基于風(fēng)機(jī)實時疲勞損傷和壽命估計模型，科學(xué)合理“消費和呵護(hù)”疲勞壽命，延長風(fēng)機(jī)使用壽命，通過增值進(jìn)而降低度電成本。
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