9月19日，“2019第三届中国风电设备质量与可靠性论坛”在株洲召开。
李成良：大家好，我现在我给大家汇报一下新形势下的叶子可靠性开发，我的报告分为两个方面：风电叶片面临新形势，大叶片的可跑应开发，气动设计、结构设计、制造工艺和认证，现在我们叶片的发展面临的常态，就像刚才赵总提到的，进入平价上网的时代，现在中国的风电价格一直在走低，特别今年五月份，风电电价的政策落地，我们首次调整了海上的电价，原来是0.85，现在不到0.75，特别是一类风电电价，在2015年，就实现了最低风价，所以现在风电价格的影响，对整个行业的影响是非常大的，大家都在做相关的努力。风电的下降，就带来了多电成本的追逐，面对这种趋势，这里面我简单说一下我的理解。
从度电成本来看，有三个部分，叶片占了20%左右，从敏感性分析来看，低度电影响主要是发电量，其次是主机的成本，如何提高AEP发电量，这要考虑风能转化的核心部件叶片，叶片它对整个低度电的敏感性非常高，从我们的公式上可以看出来，基本上它的CP，直径，我们现在的叶片数量，年发电量最大化，同时我们在设计的时候，同时也要考虑降本增效，最后实现整个低度电成本。
叶片发展出现的新趋势，现在都往大方向发展，运行也非常复杂，最长的一片超过了150，最长是85.6，这个叶片比我们A380还要长一点，叶片整个表面积，已经达到了560平方，重量达到了32.5吨，密度是270挖每平米，海上的数据是在300到350之间，所以这也是直线下降。重量成本，现在客户提出，都是在65元每千克，按照重量来核算的，实际上这个成本，都是之前的两三倍。同时，提出了可靠性的要求，随着度电成本的降低，叶片轻量化的发展，随着长度持续减少，不断推动轻量化发展，都在2或者2以上，我我们现在的叶片只要认为是超过1，那这些标准的要求就认为是可靠的，所以现在的叶片一方面越来越大，另一方面越来越轻。随着叶片，实际上叶片本身增加了，但是轻量化对材料提出了新的要求，碳纤维的用量在持续增加，对材料的要求，也是在加快，这样才能跟上面临的形势，发展和变化。新形势下，面临整个风电变化新形势，我们叶片高新开发也成为行业关注的一个重点。
下面就讲一下高新开发的几个关键环节。
首先看一下气动。气动，提一下翼型，翼型在开发过程中，首先要考虑它的高清效率，带来高的发电量，发电性能更可靠，比如说叶片的前沿，发电量下降，这与它的运行本身都是有关的，另外一个低噪声，叶片在离居民区很近的地方，尤其是分散居民区，那噪声更大，高钢度是指，刚好的钢构，为结构提高更到的空间， 更重要的是进行风动测试和声动测试，这些测试可以为我们叶片设计提供更好的输入，同时也为我们后期的挂机测试，提供基础的依据，这是机型方面的。
气动设计方面，地载高效气动设计，发电效率高，发电量大，载荷又低，但是这里面，我们整个风能的转化效率是50.3%，这是它的极限，我们风电叶片的设计，一般都是在0.5左右，达到0.5已经非常高了。我这里想提的是，我们有一个，而不是选取最大的Cp，同时带来的效果，选最优Cp，运行的范围更加宽广，整个发电量就会最高，载荷波动也比较小，同时也有利于机组的稳定。载荷小了以后，我们又可以做一件事情，那就是增长叶片，提升发电量。这边我举了一个例子，通过低载高效的设计和传统的设计，发电量的偏差可以相差3.3%，载荷可以实现至少10%的降低，叶片驱动设备对叶片发电量影响非常大。
这个地方讲一下提升发电量的可靠性，近年遇到非常多的一个问题，就是叶片失速的问题，主要是由于叶片运行过程中，叶片的失速，整个发电性也会下降，功率自然也会下降，这里面存在的事实因素，有翼型性能的原因，叶片设计的原因，主机参数的和运行环境的原因。如何去解决呢，安装部件以外，我认为在叶片设计的时候，就要考虑失速的影响。我这里举了一个例子，在一台0.5的风机，年平均风速在6.5这样的环境下运行，它在标准设计的时候，标准设计的时候它在0.6的功率下，下降了40%，这是不可估量的，这个损失是非常大的，所以我们在一开始设计的时候，就要考虑这种影响。增加发电量的措施，有涡流发生器，和叶根扰流板，这些措施都是候补的，这种措施的效果是非常有限的，所以还是建议在我前面提到叶片设计的过程中去考虑，考虑它失速的，这是完全可以进行最大程度避免的，这是系统方面。
对于结构方面，高性能材料的应用，这是近年来比较突出的一个情况，特别是大叶片的发展，推动高模玻纤和碳纤维的应用工艺，可以更加充分发挥它的价值，这里面我也提出，我们的设计值是取到了51.5这样一个数据，但是它的单次量可以达到100，这里可以看出，这个本身发挥空间很大，还可以做很多的改进工作，这个改进工作，不管是碳纤维还是玻纤，从国际国内上来看，垃圾的工艺，对现有水平的提高是有很大帮助的，可以大大提升它的性价比。另外是碳玻混，把玻纤和碳纤混合起来用也可以很好的提升它的性价比，发挥它的价值，这里材料方面。
那在结构方面呢。刚才很多专家已经提到了结构的失效，我这里面也列举了一下结构失效的一些模式，通过飞马，近年来，特别明显的是，关于气路和结构耦合方面的一个气排，这个是现在我们利用我们现在的手段，是难以测试的，但是实际上是出现了，我们只能用现在仿真模拟的手段想办法去避免。对于这种失效模式，我们要依据从材料到元素系列，到全叶片，进行一个完整的验证，这个金字塔式的验证，我们的设计规范都有明确的标准和要求，这在近年来，都做得非常好，标准也在不断的提升，设计的水平和验证的提升也在逐步的提升。唯一想说的就是子部件的验证，因为子部件的验证是我们现在在规范标准里虽然规定了，但实际在执行过程中，做得还不够好，因为我们叶片全程都是测试，可以覆盖整个叶片70%的测试区域，而疲劳测试可以覆盖40%的区域，剩下的60%的区域怎么办呢？一方面可以继续通过疲劳测试验证，但是这里面会出现一些风险，同时测试的成本和周期就会加大。那解决这个问题很高的办法，就是子部件的测试，疲劳测试，通过子部件的测试，我们可以发现它的测试承载的极限能力，我们做这个测试从2014天开始，一直到2016年才完成，一共测了2600多万次，但是我们觉得非常值，因为我们做完了这个测试，可以把这个在各个不同的阶段都可以运用。另外一个举一个叶片挡板承压测试，其实我们很多人都不知道，可能会超过一吨，是更大的，这是关于子部件的验证，这里面我要重点讲一下气弹颤振的分析，大家知道，我们现在整个风场，整个叶片在开发应用过程中一个难点，也是一个重点，所以说国际上有各种探究和研究，我们为什么做这个分析，但是我认为还不成熟，一旦发生气弹颤振，通过增加它的扭转钢度，来避免这种情况的发生。
制造工艺方面。制造工艺方面，我们一直在进行持续的装备优化和集成应用，实现叶片中高端制造转型，人工参与非常多的一个过程，在这个过程中，由于人工参与的越多，可靠性就越低，所以这里面我也列了一些一些设备，比如说叶片切割设备，还有一体化定位工装，除了可以让它的尺寸更加准确，让粘贴的截面更牢，粘贴厚度，可以减少粘贴的缺陷，同时主要设备，可以有效的减少人工的速度，也可以大大提升，这些方法都保证了叶片的质量是制造出来的可靠性，叶片是制造出来的，这话我是深信不疑，但是制造得再好，也要通过设备来检验，确定它制造得是不是可行，那我们只有通过先进的设备工艺，来检测出来，才能证明我们的叶片越来越好。一般来说，我们现在叶片检测的工具，像UT，UT是对叶片关键的区域，包括后怨预算界面，如果说它的曲线减出率越低，那么证明它的质量越可靠，这个方法是对我们整个叶片制造过程出厂前的一个重要的保证。
叶片测试认证。在我们的叶片常规的测试里面，一般我们做的都是，静力测试、疲劳测试、后静力测试，但是这个测试是我们，包括我们认证、要求的一些常规的测试，但这些测试，只是保证了我们叶片它具备了条件，可以达到认证，但是仍然没有找到叶片的边界，这里面我们做了一些超载的测试和破坏性测试，超载测试和破坏性测试，也是为了找到叶片的边界，同时可以发现我们叶片过程当中的一些薄弱环节，甚至是设计的薄弱环节。做了这些测试，也可以让我们叶片的设计，生产制造更加有底气，但是我需要提醒的是，需要非常注意它的安全措施，各种防护，因为这个是非常具有破坏性的。
现在说一下防雷，防雷是今年出现一个比较大的模式，防雷系统的可靠性，还要进行雷击测试，同时我们要对整个防雷系统材料，包括连接可靠性，进行测试验证，这个以往是被忽略的，我们现在对它连接可靠性进行验证，这是防雷的验证。
型式认证。型式认证是我们风电机组，包括部件，能够可靠运行，包括得到客户业主认可，这个从2014年国家就强制推行了，一个认证标准，我们所有的标准，都是2015的标准，同样还有IEC61400-5，这个标准还没有正式发布，但是实际上它的标准正在推行了，还有我们今年国际上推出的IECRE，这个认证它的覆盖的范围更加宽泛，标准也更细了，这是认证的标准。同时我们在认证的过程中，内部要有设计认证，第三方评估，还有测试，还有制造，制造就是我们的生产过程的认证，整个认证的体系，认证的内容、标准，就是确保我们叶片的生产制造是符合我们的设计，这里面的认证机构现在也有很多，比如说国内有名的，国内像CGC、CCS/CQC，对于认证我们要用好这个方法，用好这个标准，这样我们才能更好的保证其可靠性。
最后我们说一下叶片的开发流程，从2017年，我们就引出了APQP的流程，APQP在推动下，几个大的国际厂商，他们制订的流程，在引入之后，以至于客户进行联动，现在也在持续优化过程中，APQP的工具，可以有效的控制研发的质量，保证我们产品开发质量的控制，这个工具是非常有效的。
最后我对我的报告做一个简单的小结，随着单机功率的增加，叶片长度的增加，还有陆上向海上发展，还有平价上网的趋势，我们为了保障叶片开展的可靠性，认证标准方面做好工作，做足工作，新形势面临着新挑战，新机遇也迎来新机会，让我们一起努力，为叶片的可靠性发展，尽心尽力，谢谢大家。
