十年成城，中车株所风电再启程

本刊|赖雅文，赵靓

十年成城，中车株所风电再启程

本刊|赖雅文，赵靓

自诞生之日起，中车株所风电便镌刻着“同心多元化”的烙印，携带着技术先导的战略基因，历经十年拼搏成长，其背后的确有着非同寻常的故事。

“萌渚风库”要数“江华的风”。2007年10月22日，一台兆瓦级风电机组矗立在湖南省江华县萌渚岭这片茫茫群山之中。一个月后，这台WT1650样机成功并网发电，即成为了书写湖南省风电历史的开篇之作。意外的是，其制造商却是一个此前名不见经传的新进入者——中国中车株洲电力机车研究所风电事业部（下文简称“中车株所风电”）。

对其母公司中国中车股份有限公司来说，这是一次突破之举，昭示了这家全球领先的轨道交通装备供应商进军风电产业的雄心。

回溯至2006年，在中国《可再生能源法》颁布的关键时点，中车株所风电应运而生，没有任何仪式，显得异常低调与简朴。十年后的今天，中车株所风电已在我国12个省份的45座风电场中实现了装机，一个技术先导与专业化制造并重的风电整机供应商傲然崛起。两个不同的历史节点，一家砥砺前行的风电整机制造企业，恰恰是中国风电十年发展历程的缩影。

应运而生：“高原”概念变现实

2006年，中车株所风电正式启动风电装备整机制造项目。彼时，中国《可再生能源法》刚刚颁布，这一年前后，随着国产化率要求、风电全额上网、电价分摊和财税扶持等一系列利好政策出台，催生了一批新兴的风电制造企业。作为一家在轨道交通装备牵引电传动、变流控制领域享有盛誉的知名企业，中车株所风电为何瞄准了风电行业的发展机会？又如何抢占风电市场制高点？

中车株所风电总经理彭华文的答案是：“中车自进军风电行业之日起，就抱定了要把风电做成除轨道交通外的第二大支柱产业的决心。”

2016年12月，中车株所风电与欧洲知名设计公司WINDTECH签订WT1650型风电机组许可制造引进合同。次年11月10日，国内单机功率最大的双馈型样机在江华县成功树立，11天后成功并网发电。

此后的中车株所风电，一发而不可收，先后获得了该款机组的小批量、大批量供应合同，市场反响热烈。向来不缺敏锐嗅觉的决策层决定趁热打铁，通过引进消化吸收再创新，与国际知名风电整机商的技术合作，在很短的时间内掌握了风电整机设计与制造技术，并实现了多项再创新技术，成功开发了WT1650常温型（低温型）系列化机组。

动力来自于WT1650样机的成功并网发电——培养了一批人才，积累了有关整机技术开发、采购、生产、调试、微观选址、基础施工、电网接入、现场管理、维护与服务等全过程的第一手资料和经验。与此同时，利用株洲所在轨道交通行业形成的强大的技术检验检测能力，承袭和搭建风电机组技术开发试验平台和测试平台，为后续机组的持续改进提供了可能。

2009年，国内首台兆瓦级WT1500高海拔型风电机组在株洲所下线。这是一款早在2008年起即开始潜心研发一种专门的、商业化的兆瓦级变速恒频高原型风电机组。据介绍，该机型运行环境温度在-30℃到35℃之间，适用于海拔4000米以下环境，基本覆盖了国内绝大部分可开发风电的高原地区。

而在此之前，在陆上风电三峡建设热火朝天，“三北”资源抢夺战愈演愈烈的形势下，高海拔风电是一个被人忽视的市场。有关数据显示，中国海拔1000米以上的土地面积占全国陆地面积的60%左右，海拔2000米以上面积约占33%，3000米以上面积约占16%。这些地区可开发风电场面积超过9000平方公里，预计装机容量可达4700万千瓦。

在业内率先提出高原型风电机组概念容易，但打造出一款真正的高海拔机组却并非易事。由于地理和气候环境的特殊性，高原地区使用的风电机组必须具有良好的环境适应性和采取适当的防护措施来保证机组各系统的正常运转。

凭借株洲所的铁路产品在青藏高原地区铁路设计与运行方面积累的经验，中车株所风电在“以我为主”的基础上，引入了IPD集成产品开发模式，完成了整机系统设计和环境适应性设计，包括高海拔型变流器、发电机、变桨驱动系统、偏航系统等核心电气部件和防雷系统的优化设计，并通过大量设计校核，保证该机型在高海拔环境下保持较好性能。最终顺利完成了能够适应不同地区高原环境要求的高海拔型系列风电机组的开发，于2010年向市场推出，开始在云南大理、洱源以及贵州韭菜坪、乌江源等地进行批量装机，并于2011年在甘肃阿克塞建成国内首个高原型风电场。

以变流器设计为例，“将高海拔电力机车的电气系统设计经验拓展到风电领域，研制出功率等级为1.5兆瓦的高原变流器，不仅适用于国内90%的高原风电场，并且可以保证风电机组在高原地区恶劣的环境下能够长期可靠稳定运行。”中车株所风电市场开发部部长李棒告诉《风能》记者。

事实上，得益于株洲所在轨道交通牵引电传动、变流控制数十年的浸润，早在2006年，中车株所风电就已拿到了“兆瓦级风力发电机组变流系统高技术产业化示范工程”的金字招牌，获得了国家发改委的专项支持。此后，这项其自主研发的风电变流器技术一直保持在国际领先水平。

工欲善其事，必先利其器。一家制造企业要在激烈的市场竞争中脱颖而出，拥有核心的技术实力是其成功的必要条件之一。“掌握自主知识产权，意味着可以进行二次开发和优化，能够根据市场需求和机组实际运行情况进行及时调整，从而降低成本，提升设备发电量与可靠性。”中车株所风电副总经理朱建成说道。比如，在WT1500高海拔型系列风电机组的优化改进过程中，摒弃了可靠性较差的发电机供应商产品，获得了母公司下属子公司南车电机的支持，为该款机组生产发电机，成为保障其可靠性、屡获市场好评的关键之举。

谈及中车高原型机组的性能表现，就不能不提到其在华能云南五子坡风电场的出色成绩。数据显示，在2011年五子坡风电场首期项目的33台1.5兆瓦机组投运后的连续4年，其满发小时数均稳居在3500小时以上。

据统计，2012年五子坡风电场年利用小时数为3796小时，名列全国第一。当时，高海拔风电场年利用小时数能在全国所有风电场中排名第一，这已大大超出业内人士的预料。2013年，该风电场机组可利用率高达99.44%，满发小时数达到3593小时，年发电量为53353.65万千瓦时，在全国近600家单位参与的“2013年度全国风电场生产运行统计指标对标竞赛”中脱颖而出，荣获一等奖。

截至目前，中车株所风电在云贵、甘肃等地共安装高原型风电机组近600台，其中近500台实现并网运行，从主要客户的反馈情况来看，机组运行成绩大大超乎预期，优良的发电效率和售后服务水平得到业主高度认可。

值得一提的是，2015年4月，中车株所风电作为唯一整机商参与编制的《高海拔风力发电机组使用导则》已作为国家能源行业标准正式发布，不仅对各开发企业机组选型具有重要参考价值，也为高海拔机组的规范化使用和可靠运行提供技术依据。

进阶之路：抢占“低风速”先机

随着我国风电规模化发展，“三北”地区的弃风问题开始逐渐显现。不包括国外厂商在内，国内风电整机制造商从2006年的10余家猛增到2010年底的80多家，竞争呈白热化态势。几乎所有整机制造商都认同国内市场可以大有作为，需要尽早布局，但在具体开发哪种机型上却存在分歧。

“后来居上”的中车株所风电，在2010年成功开发WT2500陆地及海上风电机组机型后，亦需要迅速调整重点产品的研发方向。如何在差异化竞争中寻找突破点，是当时决策层苦苦思索的问题。

这一次，中车株所风电作出的选择是将目光投向了当时还少有人问津的低风速地区。“中东部地区风能资源虽然不及‘三北’地区，但随着低风速机组技术不断进步，目前低风速地区的风能资源已具备较好的开发价值。与此同时，这些地区更加接近我国经济发展中心，可以实现风电就地消纳。”李棒分析。

考虑到低风速地区风资源分散、地形复杂，运输和吊装的难度非常大，2.5兆瓦机型显然不是合适选择。而2兆瓦机型，无论是从叶轮直径、塔筒高度、整体重量，还是发电效率来说，都比较适宜低风速地区。由此，中车株所风电早在2010年即确定了研发2兆瓦机型的主攻方向，也成为国内最早一批开发低风速机组的企业。

第一台自主研制的WT2000系列风电机组于2012年12月下线。这是国内首款通过北京鉴衡认证中心型式、设计认证和低电压穿越测试的低风速机型，采用双馈风力发电技术，具有轻量化、绝缘等级高、防潮能力强等特性，额定功率2兆瓦转子开路电压低，有利于更低风速并网。此后，通过两次降本和进一步研发、匹配116米乃至更大风轮直径的产品，2兆瓦机型的市场竞争力得以持续凸显。

通过技术优化来降低成本看似简单但实则十分复杂。“因为降本的前提是保证安全，而载荷的优化不是线性的，如果是单纯进行技术改造，反而会带来一些安全隐患和成本增加。一项性能的提升，带来的可能是另一项性能的降低，甚至弊大于利。技术人员通过计算、校核等过程的无数次迭代，才设计出特殊的结构，使得主机架比较小巧，结构简单，制造方便。”李棒解释。

“如今，当我们站在天津基地宽敞、明亮的厂房中，已很难想象2年前的开拓者们，半年内完成200台2兆瓦机组生产的景象。毛井项目是2.0兆瓦机型真正赢得市场的助推器。”中车株所风电天津公司副总经理李龙回忆。

华电毛井风电场位于甘肃和宁夏的交界处，仅一期项目的200台风电机组就将分布于223平方公里的范围内，整个风电场装机容量将达到100万千瓦，或成为全国乃至世界最大的风电场。“如此体量的项目通过审批并不容易，受边际条件所限，业主要求必须在半年内完成机组供货。”李龙至今仍难以忘怀当时的情形。

这是中车天津基地的首个大批量市场项目。李龙坦言，“基地设计时并未以生产2兆瓦机组为主要目标，并且产能设计也远远达不到毛井项目的需要。我们清楚地意识到这项生产任务几乎需要从零开始。”

为解决这项难题，目标管理、工时制、青年突击队等颇具创新精神的生产管理方式被迅速、有效地应用。模块化生产经集思广益后被大胆尝试，即改变以往串行生产的方式，在排产时采取主副线分离的并行方式，将预装工作在主装配线以外完成，之后作为一个模块再进入主装配线。每个部门和每项工作因此都获得了持续地改善。与此同时，株洲基地也承担了很多预装工序，在完成一定的预装后发至天津基地，参与到模块化生产中来，配合改进后的工装设备使机组的生产周期由60小时缩短到19小时，生产效率也由此前的7天缩短到2.5天。

天津基地最终通过布局优化、工艺改进、模块生产以及专人专岗的设置，全部解决瓶颈工装和瓶颈工序，自2014年5月至12月的半年时间内，为该项目异地生产的200台2兆瓦风电机组，已经全部入库，并有接近一半吊装完成，可谓创造了一项奇迹。“这个工程进度快，但质量是跟得上的，从卸货到安装调试，我们全部跟踪到位，每个环节都要保证有追溯，形成闭环。”李龙说。

至此，中车株所风电不但通过毛井项目向行业展示了其年产1600兆瓦的生产能力，还成功摸索出了一套多基地生产制造管理模式，即使在行业发展放缓的日子里，也凭借实力屡屡成功“抢单”。

目前，WT2000系列机型已经在湖南、湖北、云南、贵州等低风速地区实现批量投运。其中，WT2000-D110机型订单量达580多台，装机量达400台。

以太平里风电场一期项目为例，据介绍，该项目总装机规模为49.5兆瓦，安装25台WT2000-D110风电机组，创造了湖南省已建和在建风电项目建设工期最短、造价最低、当年建设当年投产三项佳绩。

华电福新能源股份有限公司湖南分公司总经理关然在接受《风能》记者采访时表示，南方低风速、山地风场最大的问题就是造价的控制，这是关系风电场盈利目标的实现。而在风电场的整个造价中，主机设备占整个造价的70%左右。“太平里一期是华电南方山地标杆风电场，中车为我们提供了高可靠性且性价比较高的设备，也包括快速的服务响应、有力的技术支持和高效的配件供应，使风电场的整场发电量得到可靠保障。”关然说。

数据显示，该风电场2015年发电量累计完成8282万千瓦时，全年设备平均利用小时数达2618.5小时，远远高于设计值2022小时。

除了太平里一期已安装的110米叶轮直径的机型外，WT2000系列机型也在不断加速升级，通过高效率发电性能保障设计、环境适应性专项设计与严格的安全保障设计，叶轮直径增至为116米、121米的2兆瓦机型也相继投入研发。

据透露，太平里风电场二期将安装WT2000-D121机组和WT2500-D121机组各一台。其中，WT2000-D121机型在年平均风速5.5m/s下，等效满发小时数可达2100小时以上。而WT2500机型以“设备全生命周期度电成本最小”为设计目标，依托先进的ecoPowerTM技术平台，实现产品的平台化和模块化设计，可定制适应3000米至3500米海拔高度的风电场。

下一十年：“稳”字当先重品质

自上一轮行业调整和洗牌之后，风电行业逐渐步入理性发展的调整转型期。据统计，截至2015年年底，有新增装机的整机企业从原来的80多家减少到了28家。而历经十年攻关的中车株所风电，携带着高端装备制造能力的基因，凭借长期沉淀下来的技术优势，逐渐完善1.5兆瓦至5兆瓦功率区间的风电机组系列族谱，形成了对陆地、滨海及海洋等风电场区域类型的全覆盖，并在风电自主技术领域打造了“齿轮箱—发电机—叶片—变流器—电气控制系统系统—整机”这样一条完整的产业链。

如今，站在风电行业风生水起的浪潮中，总结过去十年中车的“得”与“失”，彭华文坦言，“作为央企，负责任的担当与优质的资产，是中车的‘门脸’。但在决策审批、产品配置等方面也存在不够灵活的问题，‘门槛’也相对较高。值得一提的是，我们的核心员工对企业精神有着高度的认同，几乎没有流动。”

在谈到未来十年中车株所风电发展时，“稳健”一词是彭华文口中出现的频率最高的词汇。在他看来，风电是一个可持续发展的行业，相对市场化，透明度很强，即将面临进一步的深度调整，逐渐步入‘实力为王’的时代。彭华文强调，“中车株所风电一直坚持稳字当先，做强远比做大更为重要。可以说，这也是作为央企的一种责任担当。风电产业投资回报周期较长，一些民企不愿意做的，还是需要靠央企来做。”

“要想抓住市场趋势，走在市场的前头，必须扎实练好内功，提升自身的效率，不仅要站在今天去把握明天的机会，还要站在明天来选择今天的机会。提供可靠的产品与优质的服务是为客户创造价值的具体途径。而创造价值，必须先要清楚地认识价值是什么。”彭华文这样诠释中车株所风电把握战略机遇的发展理念。

由此，今年8月中车株所风电投资5亿元在江苏板浦镇建设的5万千瓦风电项目被赋予了“特殊”的使命——将在覆盖风电场开发、设备生产制造、后期运维等产品全生命周期过程中，设身处地深挖价值，加快技术创新升级。而这也只是其撬动市场的着力点之一。

据介绍，中车株所风电在“十三五”时期的全新战略，主要包括五大发展方向：一是拓展商业模式，坚定“综合系统解决方案提供商”的定位，推进风电机组开发生产销售、风能资源获取、风电场开发、运维服务、提供融资支持等多个板块发展。二是在“三北”、东南地区等五至六个区域布局平台公司，为多样化模式发展作支撑。三是持续打造技术研发与产品开发能力，导入IPD、CMMI、RAMS等管理工具，在提升经营管理能力的同时，积极拓展外部资源，提升试验验证能力。四是深度挖掘市场需求，加快新产品开发，着力打造主力机型，保持“南风服务”与技术、制造联动。五是培养专业化、高素质人才队伍。

“一直以来，我们密切关注市场需求，保持在平均每年推出一款新机型的节奏。未来，中车将采用成熟可靠的双馈高速永磁全功率变流技术路线，推进3兆瓦系列机型与8兆瓦海上风电机组研发。”据李棒介绍，经过十年攻关，中车株所风电的整机产品形成了四大技术优势：一是基于先进的控制技术，发电性能更为优越；二是“多约束超功率发电运行技术”，可在满足风电场总容量、机组载荷及部件等多重约束的前提下，令部分机组处于超发状态，从而提升发电量；三是整体优化的高海拔整机技术；四是优异的抗冰冻整机技术。

据透露，中车株所风电还将通过并购或整合欧洲研发设计机构，挖掘和引进突破性风电技术，打造匹配全产业链需求的产品质量管理、内部经营、资源配置及人才培养体系，构筑产业发展平台。

现在来看，过去十年，中车株所风电历经几番磨炼，破茧成蝶；但其如何实现“绿色装备世界”的梦想，关键还看下一十年。