厉害了！中国企业攻克世界最严苛风电并网标准

在新增装机连续多年居全球首位之后，中国风电行业正加速全球产业布局，成为我国企业服务“一带一路”建设最为活跃的领域之一。

更可贵的是，我国风电企业也把最高端的技术带到了“一带一路”沿线国家。

就在今年年初，国电联合动力技术有限公司(以下简称“联合动力”)获得南非国家电网公司(ESKOM)签发的并网模型及测试一致性验证报告，一次性通过南非电网验收。至此，联合动力完成了我国出口海外最大风电项目——龙源南非德阿风电场的并网模型仿真、现场测试、实测与模型的一致性验证工作，标志着我国风电并网技术步入国际先进水平。

在业内看来，作为整机供应商，联合动力一次性通过南非电网验收，再次表明了中国资本带动中国装备、技术、标准、服务“走出去”这一模式的优越性。

高标管理、严格质控

保障项目如期完成

龙源南非德阿项目是龙源电力首个海外EPC总承包工程。作为整机提供商，该项目同样考验着联合动力的项目管理能力和质量管控能力。

联合动力连云港公司自2015 年9 月开始启动南非项目前期准备工作， 2016 年1 月22 日首批10 台套风电机组顺利通过BV 监造方、联合动力总部、思达公司、和业主委托的运输方的验收，完成工厂交付。

联合动力相关负责人告诉记者，南非项目执行初期，不仅对所有采购部件进行了100% 检验、产品100% 联调，还对关键部件进行了监造、新增识别并控制装配过程关键点31 项，对所有技改项目进行了重点检查、50%全功率实验。

“根据当时收到的现场问题反馈，我们发现60% 以上问题均为产品细节问题。” 联合动力相关负责人回忆说。

以此为契机，联合动力重新梳理了在产品细节方面的要求，分别从设计细节、工艺细节、操作细节、零部件检验标准及产品包装细节方面做出改进30 余项，很大程度上改变了联合动力的产品形象，为出口项目奠定了基础。

功夫在细节里。联合动力相关负责人说，以螺栓防腐喷涂为例，改进前，某些高强度螺栓、螺母、垫片，在安装过程中容易发生涂层破损，不美观且易生锈;使用冷镀锌涂料进行改进后追加防腐，防锈又美观。

质量管控只是一个缩影。联合动力相关负责人告诉记者，在整个项目实施过程中，以客户需求为导向，围绕打造样板工程目标，成立南非项目部，运用大项目管理模式打破部门壁垒，加强协同运作，从生产、质量、技术、调试、并网、运维等各个环节高水平管理、精细化推进，最终确保项目强有力执行。

因地制宜、定制开发

最大程度发挥机组效能

龙源南非德阿项目是中国海外单体容量最大风电项目，总容量为244.5MW，均采用联合动力自主研发制造风电机组，共计163台。

风电机组特别讲究适宜性。如何针对南非德阿的风资源条件和气候条件，进行优化改进是摆在联合动力技术团队面前的首要难题。

技术负责人告诉记者，联合动力结合多年国内成熟风电机组设计运营的经验，首次对该机型从安全性设计、可靠性设计、可维护性设计、经济型设计四大板块进行了多达100余项的重要设计优化，保证最新出厂机组应用全部优化设计方案。

安全性是前提。相关负责人表示，进行了机舱罩顶部吊装孔盖固定改进、吊物孔护栏改进、吊物孔方形盖板易脱落处理方案等多项优化，增强了现场人员作业时的安全保证。

可靠性关系着机组的发电量表现。联合动力通过一系列工艺改造，可靠性设计优化，持续提升风电机组可靠性，不断刷新风机的平均无故障间隔时间。

在安全性和可靠性的基础上，技术团队还对机组经济性、可维护性等方面进行了改进，进一步优化了机组发电效能，助力全生命周期度电成本的降低。

反复测试、联合攻关

攻克世界最严苛并网标准

据介绍，南非国家电网新能源并网标准源自欧洲并网标准，2016年7月发布的最新并网导则更是世界最严苛的并网导则之一，远远高于中国国内标准。

那么，南非国家电网新能源并网标准到底苛刻到什么程度?

相关负责人告诉记者，根据南非标准，要求提供整场并网仿真模型，并且必须包括针对全部电网故障工况的高穿零穿仿真、暂态稳定性仿真和小扰动稳定域仿真等；风电场的频率响应控制、并网点电压控制以及风电机组的高电压穿越和零电压穿越的响应时间控制和精度标准极高。

在无经验可借鉴的情况下，联合动力技术攻关团队，历时一年，攻克了风电机组及风电场电磁暂态模型的机理描述准确性和大型风电场功率-电压-频率的弱电网智能主动支撑等世界性难题，实现多项技术创新。

特别值得一提的是，相对于南非其他同期项目均经历多次测试和延期豁免才能并网的现实，联合动力一次性先后通过了项目的并网模型仿真评估、并网试运行现场测试、运行测试数据与模型的一致性验证等工作，体现了中国企业核心技术创新优势和研发实力。

通过Digsilent建模仿真，实现电网32个故障工况仿真模拟，验证了整场设备在弱电网条件下的并网友好性，尤其是机组在零穿和无功支撑方面的性能表现优异。“提前取得了南非电网对于联合动力整场仿真模型验证的书面认可，这在国内风电设备制造厂家中尚属首例。” 联合动力相关负责人在向记者讲述时难掩自豪之情。

联合动力负责人表示，南非德阿项目为联合动力积累了海外电网环境的并网技术经验，提升了海外服务技术力量，也标志着中国企业具备了世界先进的风电场并网评估能力，为中国风电装备“走出去”提供了坚实的技术支撑和可供参照的模板。

扩展阅读

解剖联合动力的创新基因

（《风能》杂志 2018年第1期）

在风电产业更加注重追求效益、市场竞争日趋激烈的当下，装备制造企业壮大的立足点在哪里?联合动力经过长期探索，将答案锁定在创新上，视之为自己的灵魂所在。

↑ 联合动力的整机分厂

2017 年，一则新闻在风电行业内掀起不小的波澜。这一年，中国电力企业联合会依照惯例评选出了年度全国优秀风电场，其中有53个风电场(风电企业)选用联合动力的风电机组，占全部获奖风电场(风电企业)的近五分之一。数据说明一切，这家企业的产品凭借高效和高可靠性，已经深受业主的认可。

而在2017 年度中国电力科学技术奖颁奖仪式上，外界得以管窥联合动力取得上述成绩的背后原因。该公司的“基于柔性多体动力学的风电机组载荷耦合机理及控制关键技术与应用”项目被授予2017 年度中国电力科学技术进步奖一等奖。

公开资料显示，“中国电力科学技术奖”由中国电机工程学会设立并组织评奖，旨在推动对中国电力工业科技进步具有重要作用的科技项目，是中国电力领域最具影响力和权威性的奖项。联合动力本次在电力行业众多企业中脱颖而出，成为唯一获得一等奖的新能源企业，体现了其自主创新能力和核心竞争力。

那么，这家企业是如何走向如今的创新高度的?带着这个问题，本刊记者日前深入联合动力，寻找其将创新基因根植于自身发展的每个足迹。

在走访中，联合动力办公楼荣誉室内的各类证书和奖章令记者应接不暇，彰显了这家企业的雄厚实力。据联合动力相关负责人介绍，2017 年，该公司新增申请专利107 项，发明专利61 项，发表学术论文14 篇，制定国家标准5 项。截至目前，累计获得了国家科技进步奖二等奖、国家能源科技进步奖一等奖、中国电力创新奖一等奖等57 项奖励荣誉。“创新驱动发展的活力已经全面被激发。”

美国著名咨询机构Totaro & Associates于2017 年1 月发布的《全球风能创新趋势报告》则成为了最好的注脚。报告显示，联合动力在风电整机制造商技术创新能力排名中位居国内全球第四。

在联合动力的管理层看来，这一切绝非偶然。“我们建有‘风电设备及控制国家重点实验室’和‘国家能源潮汐海洋能发电技术重点实验室’，拥有8 个省部级科研平台，已经构建起科技创新的‘一平台、三体系’，有效聚合了科研资源。近三年来，我们累计投入研发费用14.88 亿元。”

依托于此，联合动力的决策者将构建活力涌动、兼容并蓄的科技创新体系，作为确立先发优势的关键一招，并由此形成了一套完善的创新模式，包括国际先进的集成产品开发(IPD)模式、矩阵式项目组织结构、平台化产品开发策略等。

为了让这套体系发挥出最大功用，该公司在管理模式上做了大量创新。“我们深刻把握行业趋势，确定了建设智慧企业新目标，推动企业由经验式决策到数据化决策，全面提升企业的市场洞察力、灵敏决策力和战略执行力，构筑起未来竞争的新优势。”上述负责人表示。

在实践中，联合动力建立了以客户需求为导向、面向产品全生命周期的协同管理机制，围绕及时供货、质量保障、服务时效、新产品研发等重点工作进行有效横向分解，加强各部门协同联动，逐步打破“部门墙”，形成“1+1> 2”的工作效能。

例如，2017 年，公司积极动员全员参与发明、创新活动，共开展了108 个质量控制课题，节约工时5882 小时，改进成果获全国二等奖2 个、三等奖2 个，荣获“全国优秀质量管理”称号。

目前来看，这些举措取得了不错的效果。比如，2017 年，这家企业首创基于高精度仿真和多学科协同的风电机组一体化设计平台，一批设计冗余得到优化，关键部件载荷降低5%~20%。

同时，创新还促使产品的质量大幅提升。记者拿到的数据显示，2017 年，该公司在运机组的故障率为0.015 次/ 台天，同比下降37.5%。

当然，机组的可靠运行与运维服务的高效率休戚相关。为此，联合动力将创新精神延伸到运维环节。

记者在采访中获悉，该公司基于标准化的运维服务体系，实现一站式和标准化服务体系，服务质量达到国际标准，探索建立“故障树”和“缺陷树”检修管理办法。目前，“故障树”已经可以覆盖95% 以上的故障。

此外，2017 年，联合动力完成WindEYE智慧风电场服务新系统的开发，风电场数据传输速度提高50 倍。

“我们还率先在行业内提出‘台套检修’思路，严格控制停机时间，大大加快服务响应速度，单次故障处理时间三年累计下降67%。”该公司运维服务的负责人指出。

这也让联合动力的服务赢得市场青睐。2017 年，这家企业在风电服务市场中新签合同额同比增长28.4%，创历史新高。

创新离不开人才，从某种意义上来说，企业的技术创新实力是其人才深度的直接体现。联合动力作为一家以技术立身的企业，自然深知这一点。

据了解，目前，这家公司共有技术研发人员260 人，其中，拥有硕士以上学历的人员占72.9%，包括“国家百千万人才工程”人才1 人。仅2017 年，就引进28 名技术、质量高端人才，已经组建起一支面向国际风电科技前沿的优秀团队。

↑ 吊装3 3台联合动力机组的广西桂林燕子山风电场

基于为这些人才创造良好发展环境的考虑，联合动力十分注重激励机制和培训体系的搭建，已经制定了科技项目奖、科技成果转化奖、科技创新成果奖、总经理奖组成的“四奖励一考核”机制，并深入推进技术要素参与收益分配，给予项目参与人员专项奖励;仅2017 年就组织了1458 人次的一线人才参与培训学习，培养中级工程师34 人和高级工程师15 人。

高素质的人才团队和高效率的研发体系有效确保联合动力可以灵活应对产业发展重心的转变。

“我们很早就提出了‘上山、下海、进军低风速’的发展战略。‘十三五’期间，我们会紧紧把握这一主旋律。”技术部门负责人强调。他透露，联合动力瞄准大功率、高塔架等技术方向持续发力，实现了低风速风电机组设计、制造、检测一体化和系统性的自主创新，已从技术跟随走向引领全球低风速风电技术发展阶段。“2017 年，低风速风电机组的销售收入在我们公司全部销售额中的占比超过了90%。”

早在2013 年，该公司就专门针对低风速风电市场推出了UP1500-97 机型，是当时同系列机组中扫风面积最大的风电机组，在实际运行中发电量超过同系列竞争对手机型的8%。该机型一经推出，迅速受到南方地区项目业主的欢迎，让联合动力在低风速市场中占得了先机。

此后， 这家企业并未放慢低风速风电机组研发的步伐，陆续推出UP2000-115、UP2000-121 等多款经典机型。其中的UP2000-121 机组具有卓越性能，将可经济开发的风速下探到5 米/ 秒，极大提升了我国低风速风能资源的开发价值。

2017 年，联合动力集中推出2MW-121-120m 柔性塔筒、2MW-129、3MW-136 和3MW-146 四款风电机组。其中，2MW-129、3MW-146 机组还分别是全球2MW、3MW 风电机组中单位千瓦扫风面积最大的机型。

据相关技术负责人介绍，2MW-121-120m 柔性塔筒风电机组在同等条件下可大幅提升发电量达8% 以上，重量比同高度钢塔可下降35%~40% ;3MW-136 风电机组适用于中低风速区，可大幅降低度电成本;2MW-129 和3MW-146 风电机组具有较大的单位千瓦扫风面积，能显著提高发电效率。后者的研发还充分考虑了海外业务需要，可以满足“一带一路”沿线国家的电网标准要求。

说起联合动力的高海拔型机组，业内一定还记得这家企业的超高海拔型风电机组巍然屹立于“世界屋脊”的历史时刻。2013 年8 月8 日，联合动力通过成功采用一系列创新技术，自主研发首批5 台1.5MW 超高海拔型风电机组在西藏那曲完成吊装。具有深远意义的是，那曲超高海拔试验风电场是迄今世界上海拔最高的风电项目，在验证联合动力高海拔型机组的研发实力的同时，也实现了西藏高原风电“零”的突破。

海拔约4786 米的那曲，气压低、日照强度高、雷暴多发、空气密度极低、温差幅度较大，这样特殊的环境对于机组的考验非同寻常。一是超低的空气密度会导致额定功率下降，风电机组存在提前失速的可能;二是稀薄的空气介质会给所有的电气设备带来绝缘等问题。在这种恶劣环境下，联合动力的1.5MW 超高海拔型风电机组投运后依然实现了安全稳定运行。

一直以来，联合动力秉承稳健发展的本色，从陆上走向海上，一步一个脚印，扎实推进海上风电业务。

2017 年8 月4 日，在广东省珠海桂山项目中，联合动力自主研发的3MW 海上风电机组正式启动吊装，这是广东省的第一个海上风电项目。“桂山项目中，我们采用多项新的工艺技术，顺利完成了机组的设计、生产制造、实验测试、运输吊装。”联合动力的项目经理说道。

就在2017 年8 月23 日12 时50 分左右，2017 年以来登陆我国的最强台风——第13 号台风“天鸽”在珠海金湾区沿海登陆，中心附近最大风力14 级(45 米/ 秒)，瞬时大风打破当地风速纪录，来势凶猛。

虽然适逢珠海桂山海上风电项目的作业期间，但“天鸽”的来袭并没有对联合动力的设备造成任何损失，待超强台风过后，机组全部岿然屹立。

上述项目经理表示，“我们成立抗台风应急小组，启动自然灾害应急响应机制，时时追踪台风走向，指导现场有序开展抗台风工作，确保现场设备安全。”

针对南方海域台风频发的特点，联合动力依托多年的海上风电机组研发经验，对3MW机组进行了针对性设计，从多方面提高该机型的环境适应性，从而确保机组的MTBF (平均故障间隔时间)在 4400 小时以上，免维护周期长达 6 个月之久。

“我们在该机型中引入可抵抗极限风速70米/ 秒的抗台技术。控制系统中也增加了台风运行模式，可在台风登陆风电场前一天(通过气象预报)进入台风模式运行，确保控制安全，为机组完美表现提供可靠保证。”相关技术研发负责人进一步指出。

在布局国内风电市场的同时，联合动力还积极进军国际市场，不断实现核心关键技术的突破。以国电集团在非洲第一个集投资、建设、整机设备供应、运营为一体的风电项目——龙源南非德阿风电项目为例，联合动力对标全球标准，用25 天时间完成了原定需要3 个月的南非并网符合性测试工作。这在推动国电集团海外风电板块的跨越式发展的同时，也有效带动了我国风电装备、技术、标准、服务的“走出去”。

南非当地时间2017 年8 月31 日，随着龙源南非德阿风电项目最后一台风电机组调试完成，该项目采用联合动力自主研发的163 台1.5MW 风电机组全部成功并网，这是该公司第二个实现整机批量出口的风电项目，也成为目前我国风电设备出口单个项目最大的订单。

2017 年9 月28 日凌晨两点四十五分和10 月10 日凌晨零点四十四分，分别位于南非北开普省德阿镇西南和东北处的龙源南非德阿一期、二期项目顺利通过南非电网公司的并网复合型测试，成功并入南非国家电网，这标志着联合动力自主研发制造的风电机组通过了最严格的欧洲并网验收标准，达到国际先进水平，再次彰显了联合动力雄厚的技术实力、卓越的机组品质以及优秀的并网友好性能。

同时，这与联合动力对南非风电项目的高度重视是分不开的。针对德阿项目，该公司专门成立了领导小组，由一把手担任组长。他向记者介绍：“南非项目部制定针对性的风电机组安装调试、运行维护方案，通过科学组织严格管理，为项目顺利开展提供有力组织保障。”

由于南非电网更新速度快，需要企业不断提高并网技术。面对这一问题，联合动力成立了专门的技术攻坚团队。“我们组织国网南瑞、南高齿、湘电和华电天仁等核心部件供应商组成强大的技术团队，攻克了在弱电网条件下高电压耐受、高无功支撑、高调节速率、高调节精度的‘四高’并网控制策略，顺利覆盖了最严苛欧洲标准制定的南非电网2.9 新版并网导则，针对南非电网特性，对现有机型进行三十多项升级与优化。”上述领导小组组长补充道。

↑ 2017年11月17日，联合动力南非德阿24.45万千瓦项目竣工投产

最终，联合动力成功研发出适应南非市场的新机型，确保了项目的顺利并网发电，项目如期投入商业运行。在整个项目合作过程中，联合动力以客户需求为导向，以雄厚技术实力、卓越的产品及服务品质逐步赢得业主和当地政府的认可，成为业主稳定可靠的战略合作伙伴。

风雨兼程，砥砺前行。关于未来，联合动力将一如既往聚焦绿色发展，实施科技创新战略。该公司相关负责人展望：“下一步，联合动力将以勇于担当的历史责任感，认真贯彻落实集团公司各项战略性部署和全局性举措，以更大决心和更加扎实的工作作风，全力以赴打好提质增效攻坚战，为新时代国家能源集团风电发展提供高质量供给，推动企业在新征程实现新发展，力争为我国新能源事业发展作出新的更大贡献。”