匯川技術(shù)：引領(lǐng)風電變槳偏航發(fā)展之潮流

王芳

在風力發(fā)電中，變槳和偏航控制系統(tǒng)決定著葉片的捕風效能，是機組安全運行的關(guān)鍵部件。該系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)含量高，且應(yīng)用場景復雜，目前存在著傳統(tǒng)偏航方案應(yīng)用于大功率風電機組痛點多，變槳系統(tǒng)長期被國外品牌壟斷等問題。國產(chǎn)品牌要想突出重圍，難！

痛定思痛，知難而上，有著工控界“小華為”之稱的深圳市匯川技術(shù)股份有限公司（下稱“匯川技術(shù)”），憑借17年的根植厚土，咬定目標不放松，持續(xù)創(chuàng)新，在風電控制領(lǐng)域結(jié)出了豐碩之果。

根深葉茂

一株樹苗只有將根深深扎入土壤，吸取營養(yǎng)，才能長成參天大樹。制造企業(yè)的成長，也具有這樣的特點，正所謂源浚者流長，根深者葉茂。

自2003年成立起，匯川技術(shù)就致力于成為國內(nèi)工業(yè)自動化技術(shù)的引領(lǐng)者。依靠較強的團隊能力，深入分析客戶需求，從技術(shù)含量較高的細分市場—— 工業(yè)自動化驅(qū)動與控制技術(shù)入手，匯川技術(shù)掌握了矢量變頻、伺服系統(tǒng)、可編程邏輯控制器、編碼器、永磁同步電機等產(chǎn)品的核心技術(shù)。同時，深入洞察行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢，貼近中國本地化的應(yīng)用場景，不斷研發(fā)迭代產(chǎn)品和方案，最終實現(xiàn)技術(shù)上的超越。成立7年后，2010年，匯川技術(shù)在深圳創(chuàng)業(yè)板成功上市。

此后，匯川技術(shù)以工業(yè)自動化控制與驅(qū)動技術(shù)為核心，不斷夯實基礎(chǔ)，并向多個應(yīng)用領(lǐng)域擴展延伸。伺服系統(tǒng)在手機、鋰電、包裝、工業(yè)機器人等，變頻器在空壓機、大巴空調(diào)、電動汽車、注塑機等方面的市場占有率都遙遙領(lǐng)先。PLC控制器與變頻驅(qū)動融合為一體機，更是在電梯行業(yè)大顯身手，年銷售收入達20多億元。2019年，匯川技術(shù)實現(xiàn)銷售收入73.9億元，連續(xù)7年增長率超20%，發(fā)明專利307項。風電變槳和偏航系統(tǒng)正是匯川技術(shù)在工業(yè)自動化控制這棵“大樹”上結(jié)出的豐碩果實。

機不可失

談起進入風電領(lǐng)域，匯川技術(shù)風電總經(jīng)理郭立鵬向本刊記者回憶道，“2016 年，風電行業(yè)成本競爭壓力增大，中美貿(mào)易戰(zhàn)進一步加大了整機廠商對風電核心部件國產(chǎn)化的訴求。不少大型整機廠商和客戶主動上門，尋求合作開發(fā)?！被趯κ袌霏h(huán)境的準確預判，有著長期技術(shù)積累、喜愛挑戰(zhàn)的匯川人，決定啃下這塊技術(shù)門檻較高、市場容量較大的“硬骨頭”。經(jīng)過半年多的調(diào)研，2016年上半年，風電變槳項目正式立項，開始做樣機、試機，小批量掛機，從而正式進軍風電市場。

機不可失，倍道而行。

“既然選擇了這一行，就不是淺嘗輒止，而是與其他業(yè)務(wù)板塊的目標一致—— 爭做行業(yè)第一?！闭劶按?，郭立鵬豪情滿懷。

至2020年，4年時間，匯川技術(shù)的風電變槳系統(tǒng)已經(jīng)占到中國約25% 的市場份額。

“這是基于匯川技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域深耕17年成熟的研發(fā)、生產(chǎn)、市場平臺，以及對產(chǎn)品，包括PLC控制器、驅(qū)動器、伺服電機等核心技術(shù)的積累。在此基礎(chǔ)上，通過對風電行業(yè)的特殊應(yīng)用場景分段解讀，嚴格按照IPD流程開發(fā)。通過在電動汽車、電梯等特種行業(yè)長期廣泛的應(yīng)用，匯川技術(shù)的產(chǎn)品安全可靠性得到了市場的驗證。因此，在風電領(lǐng)域具備一定的先天優(yōu)勢?！惫Ⅸi分析道。

別具匠心

引領(lǐng)變槳國產(chǎn)化，提升偏航可靠性，匯川技術(shù)優(yōu)勢明顯，又別具匠心。

DFMEA/PFMEA—— 設(shè)計/制造失效模式影響分析，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。郭立鵬解釋說：“這其實是一個大工程，具體到如何設(shè)計產(chǎn)品，怎樣體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的控制點；生產(chǎn)階段如何制造產(chǎn)品，對可能發(fā)生的風險如何識別、發(fā)生概率、影響程度、應(yīng)急處理、解決辦法等，要建立完善的模型分析體系，需要企業(yè)下很大功夫。”

基于CoDeSys完全開放平臺的可編程PLC，是驅(qū)控一體的控制平臺，客戶可以根據(jù)需求在此平臺上進行二次開發(fā)，實現(xiàn)變槳系統(tǒng)的差異化，并且很容易通過平臺上的軟件程序保護客戶的知識產(chǎn)權(quán)和備件市場。

匯川技術(shù)的PD800/802變槳驅(qū)動器通過了高加速壽命試驗（Highly Accelerated Life Testing，簡稱HALT試驗），HALT是一種利用快速高、低溫變換的震蕩體系來揭示電子和機械裝配件設(shè)計缺陷和不足的過程。利用HALT，可以在開發(fā)的早期階段就識別出產(chǎn)品的功能和破壞極限，從而優(yōu)化產(chǎn)品的可靠性。

在安全方面，匯川技術(shù)將變槳控制“兵分兩路”，采用“硬件冗余+軟件冗余”的安全順槳策略，將驅(qū)動底層保護起來，即使出現(xiàn)一些緊急狀況，也能保障葉片安全順槳。

通過高壓變槳系統(tǒng)集成化設(shè)計，極大優(yōu)化了產(chǎn)品的系統(tǒng)部件及結(jié)構(gòu)，成柜體積大幅縮小。與傳統(tǒng)的低壓變槳系統(tǒng)方案相比，系統(tǒng)的安裝工時減少35%以上，由此卻能帶來一系列的連鎖反應(yīng)—— 部件的故障率大幅縮減，運維人員檢查和更新部件的時間縮短，停機時間減少。時間成本的節(jié)省，也提高了整個產(chǎn)業(yè)鏈的運營效率。

匯川技術(shù)基于強大的平臺實力，以及成熟的系統(tǒng)解決方案能力，配套其自主研發(fā)生產(chǎn)的PLC、HMI、伺服驅(qū)動、伺服電機、視覺機器人等，打造出一條可以滿足風電行業(yè)產(chǎn)品高質(zhì)量需求的定制化生產(chǎn)線，幫助客戶在未來風電行業(yè)擴張的市場空間里，找到能應(yīng)對復雜挑戰(zhàn)的創(chuàng)新解決方案。通過該自動化線體，風電變槳驅(qū)動器產(chǎn)品實現(xiàn)年產(chǎn)3萬臺。

PD800/802變槳驅(qū)動器，已應(yīng)用于多個排名前十的整機企業(yè)的風電場，安全無故障運行、并網(wǎng)發(fā)電超過1000天！基于年銷量超過100萬臺經(jīng)驗設(shè)計和生產(chǎn)的永磁同步電機，其內(nèi)置式IPM設(shè)計比傳統(tǒng)表貼式SPM 的設(shè)計溫升低15℃，損耗更小，效率更高，壽命更長，并且經(jīng)受住了超強臺風“山竹”“瑪莉亞”“白鹿”的考驗。

匯川技術(shù)MD810偏航控制系統(tǒng)內(nèi)置總線同步控制算法、模塊化和系統(tǒng)容錯設(shè)計、電磁阻尼等方案優(yōu)勢，有效提升了產(chǎn)品的可靠性和發(fā)電能效，通過一拖一變頻方案，以傳統(tǒng)的接觸器直接啟動方案，減少了停機時間，從而提高機組利用效率，促進海上風電度電成本降低。

匯川技術(shù)為全球最大的清潔能源基地—— 青海海南州項目、低溫高風速的內(nèi)蒙古赤峰項目、高原戈壁的青海大柴旦項目等，提供了全套變槳系統(tǒng)方案。偏航系統(tǒng)則覆蓋3～10MW風電機組，已在海上風電領(lǐng)域大批量應(yīng)用。明陽智能廣東陽江南鵬島項目、東方風電福建興化灣項目、上海電氣江蘇如東項目等，都有匯川技術(shù)的智能偏航系統(tǒng)助力抗臺風型大風電機組。

貼近市場

“以成就客戶為先”，是匯川人始終堅持的核心價值觀和踐行守則，這一理念同樣貫穿于匯川產(chǎn)品的全流程中。在產(chǎn)品調(diào)研和開發(fā)階段，相關(guān)的行業(yè)線、產(chǎn)品線，以及研發(fā)、采購、質(zhì)量、測試、全流程參與，對行業(yè)、設(shè)備、方案、工藝、客戶、上下游、橫向競爭等都在項目初期進行深入調(diào)研并形成報告，管理好線索和機會點。

這也是匯川技術(shù)公司推行IPD集成開發(fā)模式的優(yōu)勢?！吧钊攵床煊脩粜枨螅ヅ溆脩舻慕鉀Q方案，能夠保障產(chǎn)品在開發(fā)的各環(huán)節(jié)中始終不偏離市場需求?！惫Ⅸi表示，目前，不少風電客戶為此專程到匯川技術(shù)“取經(jīng)”。

制造業(yè)是一個國家的脊梁，工業(yè)自動化控制與驅(qū)動技術(shù)則是先進制造業(yè)、重大裝備制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容之一。匯川技術(shù)以推進工業(yè)文明為己任，依靠領(lǐng)先的智能制造體系平臺支撐，持續(xù)性的高額研發(fā)投入和貼近客戶的行業(yè)解決方案，在風電控制系統(tǒng)領(lǐng)域不斷實現(xiàn)突破。郭立鵬表示：“進入平價時代后，基于客戶需求和中國實際的風電應(yīng)用場景，匯川技術(shù)正在開發(fā)下一代風電專用變槳驅(qū)動器平臺、雙驅(qū)同步變槳技術(shù)、配套儲能和黑啟動技術(shù)，助力海上抗臺風型大功率風電機組。為客戶提供更安全、更可靠、更易用的解決方案，為整個風電行業(yè)提質(zhì)、降本、增效?！?/p>