十年成城，中車株所風電再啟程

本刊|賴雅文，趙靚

十年成城，中車株所風電再啟程

本刊|賴雅文，趙靚

自誕生之日起，中車株所風電便鐫刻著“同心多元化”的烙印，攜帶著技術先導的戰略基因，歷經十年拼搏成長，其背后的確有著非同尋常的故事。

“萌渚風庫”要數“江華的風”。2007年10月22日，一臺兆瓦級風電機組矗立在湖南省江華縣萌渚嶺這片茫茫群山之中。一個月后，這臺WT1650樣機成功并網發電，即成為了書寫湖南省風電歷史的開篇之作。意外的是，其制造商卻是一個此前名不見經傳的新進入者——中國中車株洲電力機車研究所風電事業部（下文簡稱“中車株所風電”）。

對其母公司中國中車股份有限公司來說，這是一次突破之舉，昭示了這家全球領先的軌道交通裝備供應商進軍風電產業的雄心。

回溯至2006年，在中國《可再生能源法》頒布的關鍵時點，中車株所風電應運而生，沒有任何儀式，顯得異常低調與簡樸。十年后的今天，中車株所風電已在我國12個省份的45座風電場中實現了裝機，一個技術先導與專業化制造并重的風電整機供應商傲然崛起。兩個不同的歷史節點，一家砥礪前行的風電整機制造企業，恰恰是中國風電十年發展歷程的縮影。

應運而生：“高原”概念變現實

2006年，中車株所風電正式啟動風電裝備整機制造項目。彼時，中國《可再生能源法》剛剛頒布，這一年前后，隨著國產化率要求、風電全額上網、電價分攤和財稅扶持等一系列利好政策出臺，催生了一批新興的風電制造企業。作為一家在軌道交通裝備牽引電傳動、變流控制領域享有盛譽的知名企業，中車株所風電為何瞄準了風電行業的發展機會？又如何搶占風電市場制高點？

中車株所風電總經理彭華文的答案是：“中車自進軍風電行業之日起，就抱定了要把風電做成除軌道交通外的第二大支柱產業的決心?！?/p>

2016年12月，中車株所風電與歐洲知名設計公司WINDTECH簽訂WT1650型風電機組許可制造引進合同。次年11月10日，國內單機功率最大的雙饋型樣機在江華縣成功樹立，11天后成功并網發電。

此后的中車株所風電，一發而不可收，先后獲得了該款機組的小批量、大批量供應合同，市場反響熱烈。向來不缺敏銳嗅覺的決策層決定趁熱打鐵，通過引進消化吸收再創新，與國際知名風電整機商的技術合作，在很短的時間內掌握了風電整機設計與制造技術，并實現了多項再創新技術，成功開發了WT1650常溫型（低溫型）系列化機組。

動力來自于WT1650樣機的成功并網發電——培養了一批人才，積累了有關整機技術開發、采購、生產、調試、微觀選址、基礎施工、電網接入、現場管理、維護與服務等全過程的第一手資料和經驗。與此同時，利用株洲所在軌道交通行業形成的強大的技術檢驗檢測能力，承襲和搭建風電機組技術開發試驗平臺和測試平臺，為后續機組的持續改進提供了可能。

2009年，國內首臺兆瓦級WT1500高海拔型風電機組在株洲所下線。這是一款早在2008年起即開始潛心研發一種專門的、商業化的兆瓦級變速恒頻高原型風電機組。據介紹，該機型運行環境溫度在-30℃到35℃之間，適用于海拔4000米以下環境，基本覆蓋了國內絕大部分可開發風電的高原地區。

而在此之前，在陸上風電三峽建設熱火朝天，“三北”資源搶奪戰愈演愈烈的形勢下，高海拔風電是一個被人忽視的市場。有關數據顯示，中國海拔1000米以上的土地面積占全國陸地面積的60%左右，海拔2000米以上面積約占33%，3000米以上面積約占16%。這些地區可開發風電場面積超過9000平方公里，預計裝機容量可達4700萬千瓦。

在業內率先提出高原型風電機組概念容易，但打造出一款真正的高海拔機組卻并非易事。由于地理和氣候環境的特殊性，高原地區使用的風電機組必須具有良好的環境適應性和采取適當的防護措施來保證機組各系統的正常運轉。

憑借株洲所的鐵路產品在青藏高原地區鐵路設計與運行方面積累的經驗，中車株所風電在“以我為主”的基礎上，引入了IPD集成產品開發模式，完成了整機系統設計和環境適應性設計，包括高海拔型變流器、發電機、變槳驅動系統、偏航系統等核心電氣部件和防雷系統的優化設計，并通過大量設計校核，保證該機型在高海拔環境下保持較好性能。最終順利完成了能夠適應不同地區高原環境要求的高海拔型系列風電機組的開發，于2010年向市場推出，開始在云南大理、洱源以及貴州韭菜坪、烏江源等地進行批量裝機，并于2011年在甘肅阿克塞建成國內首個高原型風電場。

以變流器設計為例，“將高海拔電力機車的電氣系統設計經驗拓展到風電領域，研制出功率等級為1.5兆瓦的高原變流器，不僅適用于國內90%的高原風電場，并且可以保證風電機組在高原地區惡劣的環境下能夠長期可靠穩定運行?！敝熊囍晁L電市場開發部部長李棒告訴《風能》記者。

事實上，得益于株洲所在軌道交通牽引電傳動、變流控制數十年的浸潤，早在2006年，中車株所風電就已拿到了“兆瓦級風力發電機組變流系統高技術產業化示范工程”的金字招牌，獲得了國家發改委的專項支持。此后，這項其自主研發的風電變流器技術一直保持在國際領先水平。

工欲善其事，必先利其器。一家制造企業要在激烈的市場競爭中脫穎而出，擁有核心的技術實力是其成功的必要條件之一?！罢莆兆灾髦R產權，意味著可以進行二次開發和優化，能夠根據市場需求和機組實際運行情況進行及時調整，從而降低成本，提升設備發電量與可靠性?！敝熊囍晁L電副總經理朱建成說道。比如，在WT1500高海拔型系列風電機組的優化改進過程中，摒棄了可靠性較差的發電機供應商產品，獲得了母公司下屬子公司南車電機的支持，為該款機組生產發電機，成為保障其可靠性、屢獲市場好評的關鍵之舉。

談及中車高原型機組的性能表現，就不能不提到其在華能云南五子坡風電場的出色成績。數據顯示，在2011年五子坡風電場首期項目的33臺1.5兆瓦機組投運后的連續4年，其滿發小時數均穩居在3500小時以上。

據統計，2012年五子坡風電場年利用小時數為3796小時，名列全國第一。當時，高海拔風電場年利用小時數能在全國所有風電場中排名第一，這已大大超出業內人士的預料。2013年，該風電場機組可利用率高達99.44%，滿發小時數達到3593小時，年發電量為53353.65萬千瓦時，在全國近600家單位參與的“2013年度全國風電場生產運行統計指標對標競賽”中脫穎而出，榮獲一等獎。

截至目前，中車株所風電在云貴、甘肅等地共安裝高原型風電機組近600臺，其中近500臺實現并網運行，從主要客戶的反饋情況來看，機組運行成績大大超乎預期，優良的發電效率和售后服務水平得到業主高度認可。

值得一提的是，2015年4月，中車株所風電作為唯一整機商參與編制的《高海拔風力發電機組使用導則》已作為國家能源行業標準正式發布，不僅對各開發企業機組選型具有重要參考價值，也為高海拔機組的規范化使用和可靠運行提供技術依據。

進階之路：搶占“低風速”先機

隨著我國風電規模化發展，“三北”地區的棄風問題開始逐漸顯現。不包括國外廠商在內，國內風電整機制造商從2006年的10余家猛增到2010年底的80多家，競爭呈白熱化態勢。幾乎所有整機制造商都認同國內市場可以大有作為，需要盡早布局，但在具體開發哪種機型上卻存在分歧。

“后來居上”的中車株所風電，在2010年成功開發WT2500陸地及海上風電機組機型后，亦需要迅速調整重點產品的研發方向。如何在差異化競爭中尋找突破點，是當時決策層苦苦思索的問題。

這一次，中車株所風電作出的選擇是將目光投向了當時還少有人問津的低風速地區?！爸袞|部地區風能資源雖然不及‘三北’地區，但隨著低風速機組技術不斷進步，目前低風速地區的風能資源已具備較好的開發價值。與此同時，這些地區更加接近我國經濟發展中心，可以實現風電就地消納?！崩畎舴治?。

考慮到低風速地區風資源分散、地形復雜，運輸和吊裝的難度非常大，2.5兆瓦機型顯然不是合適選擇。而2兆瓦機型，無論是從葉輪直徑、塔筒高度、整體重量，還是發電效率來說，都比較適宜低風速地區。由此，中車株所風電早在2010年即確定了研發2兆瓦機型的主攻方向，也成為國內最早一批開發低風速機組的企業。

第一臺自主研制的WT2000系列風電機組于2012年12月下線。這是國內首款通過北京鑒衡認證中心型式、設計認證和低電壓穿越測試的低風速機型，采用雙饋風力發電技術，具有輕量化、絕緣等級高、防潮能力強等特性，額定功率2兆瓦轉子開路電壓低，有利于更低風速并網。此后，通過兩次降本和進一步研發、匹配116米乃至更大風輪直徑的產品，2兆瓦機型的市場競爭力得以持續凸顯。

通過技術優化來降低成本看似簡單但實則十分復雜。“因為降本的前提是保證安全，而載荷的優化不是線性的，如果是單純進行技術改造，反而會帶來一些安全隱患和成本增加。一項性能的提升，帶來的可能是另一項性能的降低，甚至弊大于利。技術人員通過計算、校核等過程的無數次迭代，才設計出特殊的結構，使得主機架比較小巧，結構簡單，制造方便?！崩畎艚忉?。

“如今，當我們站在天津基地寬敞、明亮的廠房中，已很難想象2年前的開拓者們，半年內完成200臺2兆瓦機組生產的景象。毛井項目是2.0兆瓦機型真正贏得市場的助推器?！敝熊囍晁L電天津公司副總經理李龍回憶。

華電毛井風電場位于甘肅和寧夏的交界處，僅一期項目的200臺風電機組就將分布于223平方公里的范圍內，整個風電場裝機容量將達到100萬千瓦，或成為全國乃至世界最大的風電場。“如此體量的項目通過審批并不容易，受邊際條件所限，業主要求必須在半年內完成機組供貨?！崩铨堉两袢噪y以忘懷當時的情形。

這是中車天津基地的首個大批量市場項目。李龍坦言，“基地設計時并未以生產2兆瓦機組為主要目標，并且產能設計也遠遠達不到毛井項目的需要。我們清楚地意識到這項生產任務幾乎需要從零開始?！?/p>

為解決這項難題，目標管理、工時制、青年突擊隊等頗具創新精神的生產管理方式被迅速、有效地應用。模塊化生產經集思廣益后被大膽嘗試，即改變以往串行生產的方式，在排產時采取主副線分離的并行方式，將預裝工作在主裝配線以外完成，之后作為一個模塊再進入主裝配線。每個部門和每項工作因此都獲得了持續地改善。與此同時，株洲基地也承擔了很多預裝工序，在完成一定的預裝后發至天津基地，參與到模塊化生產中來，配合改進后的工裝設備使機組的生產周期由60小時縮短到19小時，生產效率也由此前的7天縮短到2.5天。

天津基地最終通過布局優化、工藝改進、模塊生產以及專人專崗的設置，全部解決瓶頸工裝和瓶頸工序，自2014年5月至12月的半年時間內，為該項目異地生產的200臺2兆瓦風電機組，已經全部入庫，并有接近一半吊裝完成，可謂創造了一項奇跡?！斑@個工程進度快，但質量是跟得上的，從卸貨到安裝調試，我們全部跟蹤到位，每個環節都要保證有追溯，形成閉環。”李龍說。

至此，中車株所風電不但通過毛井項目向行業展示了其年產1600兆瓦的生產能力，還成功摸索出了一套多基地生產制造管理模式，即使在行業發展放緩的日子里，也憑借實力屢屢成功“搶單”。

目前，WT2000系列機型已經在湖南、湖北、云南、貴州等低風速地區實現批量投運。其中，WT2000-D110機型訂單量達580多臺，裝機量達400臺。

以太平里風電場一期項目為例，據介紹，該項目總裝機規模為49.5兆瓦，安裝25臺WT2000-D110風電機組，創造了湖南省已建和在建風電項目建設工期最短、造價最低、當年建設當年投產三項佳績。

華電福新能源股份有限公司湖南分公司總經理關然在接受《風能》記者采訪時表示，南方低風速、山地風場最大的問題就是造價的控制，這是關系風電場盈利目標的實現。而在風電場的整個造價中，主機設備占整個造價的70%左右。“太平里一期是華電南方山地標桿風電場，中車為我們提供了高可靠性且性價比較高的設備，也包括快速的服務響應、有力的技術支持和高效的配件供應，使風電場的整場發電量得到可靠保障?！标P然說。

數據顯示，該風電場2015年發電量累計完成8282萬千瓦時，全年設備平均利用小時數達2618.5小時，遠遠高于設計值2022小時。

除了太平里一期已安裝的110米葉輪直徑的機型外，WT2000系列機型也在不斷加速升級，通過高效率發電性能保障設計、環境適應性專項設計與嚴格的安全保障設計，葉輪直徑增至為116米、121米的2兆瓦機型也相繼投入研發。

據透露，太平里風電場二期將安裝WT2000-D121機組和WT2500-D121機組各一臺。其中，WT2000-D121機型在年平均風速5.5m/s下，等效滿發小時數可達2100小時以上。而WT2500機型以“設備全生命周期度電成本最小”為設計目標，依托先進的ecoPowerTM技術平臺，實現產品的平臺化和模塊化設計，可定制適應3000米至3500米海拔高度的風電場。

下一十年：“穩”字當先重品質

自上一輪行業調整和洗牌之后，風電行業逐漸步入理性發展的調整轉型期。據統計，截至2015年年底，有新增裝機的整機企業從原來的80多家減少到了28家。而歷經十年攻關的中車株所風電，攜帶著高端裝備制造能力的基因，憑借長期沉淀下來的技術優勢，逐漸完善1.5兆瓦至5兆瓦功率區間的風電機組系列族譜，形成了對陸地、濱海及海洋等風電場區域類型的全覆蓋，并在風電自主技術領域打造了“齒輪箱—發電機—葉片—變流器—電氣控制系統系統—整機”這樣一條完整的產業鏈。

如今，站在風電行業風生水起的浪潮中，總結過去十年中車的“得”與“失”，彭華文坦言，“作為央企，負責任的擔當與優質的資產，是中車的‘門臉’。但在決策審批、產品配置等方面也存在不夠靈活的問題，‘門檻’也相對較高。值得一提的是，我們的核心員工對企業精神有著高度的認同，幾乎沒有流動。”

在談到未來十年中車株所風電發展時，“穩健”一詞是彭華文口中出現的頻率最高的詞匯。在他看來，風電是一個可持續發展的行業，相對市場化，透明度很強，即將面臨進一步的深度調整，逐漸步入‘實力為王’的時代。彭華文強調，“中車株所風電一直堅持穩字當先，做強遠比做大更為重要?？梢哉f，這也是作為央企的一種責任擔當。風電產業投資回報周期較長，一些民企不愿意做的，還是需要靠央企來做?！?/p>

“要想抓住市場趨勢，走在市場的前頭，必須扎實練好內功，提升自身的效率，不僅要站在今天去把握明天的機會，還要站在明天來選擇今天的機會。提供可靠的產品與優質的服務是為客戶創造價值的具體途徑。而創造價值，必須先要清楚地認識價值是什么?！迸砣A文這樣詮釋中車株所風電把握戰略機遇的發展理念。

由此，今年8月中車株所風電投資5億元在江蘇板浦鎮建設的5萬千瓦風電項目被賦予了“特殊”的使命——將在覆蓋風電場開發、設備生產制造、后期運維等產品全生命周期過程中，設身處地深挖價值，加快技術創新升級。而這也只是其撬動市場的著力點之一。

據介紹，中車株所風電在“十三五”時期的全新戰略，主要包括五大發展方向：一是拓展商業模式，堅定“綜合系統解決方案提供商”的定位，推進風電機組開發生產銷售、風能資源獲取、風電場開發、運維服務、提供融資支持等多個板塊發展。二是在“三北”、東南地區等五至六個區域布局平臺公司，為多樣化模式發展作支撐。三是持續打造技術研發與產品開發能力，導入IPD、CMMI、RAMS等管理工具，在提升經營管理能力的同時，積極拓展外部資源，提升試驗驗證能力。四是深度挖掘市場需求，加快新產品開發，著力打造主力機型，保持“南風服務”與技術、制造聯動。五是培養專業化、高素質人才隊伍。

“一直以來，我們密切關注市場需求，保持在平均每年推出一款新機型的節奏。未來，中車將采用成熟可靠的雙饋高速永磁全功率變流技術路線，推進3兆瓦系列機型與8兆瓦海上風電機組研發?！睋畎艚榻B，經過十年攻關，中車株所風電的整機產品形成了四大技術優勢：一是基于先進的控制技術，發電性能更為優越；二是“多約束超功率發電運行技術”，可在滿足風電場總容量、機組載荷及部件等多重約束的前提下，令部分機組處于超發狀態，從而提升發電量；三是整體優化的高海拔整機技術；四是優異的抗冰凍整機技術。

據透露，中車株所風電還將通過并購或整合歐洲研發設計機構，挖掘和引進突破性風電技術，打造匹配全產業鏈需求的產品質量管理、內部經營、資源配置及人才培養體系，構筑產業發展平臺。

現在來看，過去十年，中車株所風電歷經幾番磨煉，破繭成蝶；但其如何實現“綠色裝備世界”的夢想，關鍵還看下一十年。