精准狙击“发热”痛点！风电变桨技术革新

反价格内卷的行业共识下，“技术内卷”带来的价值提升成为风电高质量发展的突破口之一。

一方面是耳熟能详的18-26MW大型化机组相继下线，将风电发电效率推升至一个全新时代；另一方面则是从更加精益化的角度，通过革新性技术升级来解决行业共性和痛点问题，以少量的投入撬动更大的收益。

而后者，也成为当下更多业内人士关注的重点。

四象限技术革新

风电低利润时代，基于技术创新的提质增效愈发重要，变桨系统的革新首当其冲。

作为风力发电机组的核心控制系统之一，风电变桨就像叶片的“方向盘”和“刹车系统”，不但直接关系到机组的安全性和使用寿命，其技术先进性和可靠性也对提升发电效率有莫大助力，成为产业不可或缺的创新方向之一。

“在内卷导致的行业整体降本下，阳光风能仍然在不断地加大变桨领域的技术研发和投入。”阳光电源风能事业部变桨产品中心总经理曹文斌说，“作为一个从业16年的技术老兵，我们认为变桨系统的技术点不但可以持续深挖，更可以横向拓展，具备非常大的升级空间。”

近期，阳光风能全新发布的四象限变桨驱动器，完美诠释了其“技术内卷”的决心和信心。

自独立变桨成为主流以来，“发热”就成为一个困扰行业发展的最大痛点。这是因为，传统独立变桨是两象限模式，变桨系统在工作过程中产生的惯性能量，通常是通过加装制动电阻将再生能量转化为热能消耗掉。但随着风机越做越大，当前的单叶片变桨电阻已经接近10-20kW，大量的热能聚集造成了不可忽视的轮毂过温风险。

这一困扰不止存在于国内风电市场，在当下我国风电产业链延伸至海外的过程中，当地的高温气象再加上轮毂过温，尤其可能造成变桨芯片故障，从而引发批量性失效风险，成为风电走出去首先需要解决的问题之一。

针对这一行业痛点，阳光风能凭借其首创的四象限IGBT模块整流技术，通过变桨系统达成电网与风机间能量的智能双向交互，实现了独立变桨时的能量回馈，“一劳永逸”地解决了大兆瓦趋势下轮毂变桨过温的问题。

从二象限到四象限，与解决问题的能力形成反差的是新一代变桨驱动器的成本水平。据曹文斌介绍，四象限变桨驱动器关键的IGBT、安全芯片等均采用阳光电源成熟供应链体系，以有限的成本提升做到了更具落地性的解决方案，以关键技术创新撬动风电整体安全性、稳定性的大幅提升，起到了“四两拨千斤”的价值和效果。

纵向攻坚与横向拓展兼备

安全、可靠是变桨系统的首要关注点，当行业对于前两者的要求都被满足之后，才会关注调速精度、响应速度等性能指标。而安全、可靠性则更加依赖于制造企业长年累月的经验积累和创新优化。

一直以来，阳光风能对于变桨系统的安全、稳定性做了大量的创新和投入，形成了以涵盖软件安全链保护、通讯保护、硬件安全链保护、叶轮超速保护四个环节的“四重保护机制”，来驱动叶片实现顺桨、收桨操作，确保安全停机，形成防止设备损毁和保障人员安全的有效方案。

举个例子：在传统模式下，风机需要靠自身主控系统发送指令来实现安全顺桨。从上一代产品开始，阳光风能在变桨系统中内置了陀螺仪加速度检测单元，并预置大量算力。当内置单元检测到超速以后，变桨系统可跳过主控实现自主收桨，将桨叶顺到安全位置，大幅提升风机运行安全和检修人员安全。

如果说安全稳定性是对变桨系统进行的深度挖掘，那么多重功能集成提升发电效率，则是阳光风能在广度上对变桨系统进行的进一步拓展。

在叶片越来越长的趋势下，对于独立变桨的精准性、快速响应要求也在逐步提升。

再举一个例子，当风速超过额定风速时，如果继续保持当前桨距角，风轮吸收的功率将超过发电机和变流器能够处理的额定功率，导致设备过载。这时，变桨系统需要通过精确控制桨距角的大小，将风轮吸收的功率稳定在发电机的额定功率附近，实现恒功率输出，从而提升机组发电能力与效率。

除此之外，阳光风能四象限变桨驱动器内置网侧谐波检测和谐振保护功能，除了常规的谐波含量检测以外，特别针对风电频发的一个周期之内的高频谐振问题，开发了精准检测及整流快速关断功能，具备超强电网适应性，从多维角度创新，保障风机安全与效能。

“从业十几年，我看到了整个行业的巨大进步。”曹文斌感慨道，“在早期变桨系统被国外品牌垄断的十余年时间里，变流和变桨系统是风机故障率最高的部件，甚至年化故障率高达200%。”

年化故障率200%是什么概念？就是每一台风机，每年因为变桨故障至少造成2次停机，更有甚者能达到10余次。而经过十余年的自主化发展，在国内变流器企业孜孜不倦地对设备安全性进行优化提升下，当下国产变桨系统的故障率已被控制在5%左右，在安全可靠性上实现了巨大的飞跃。

作为风电机组智能控制的大脑和确保安全的关键执行单元，没有高效可靠的变桨系统，现代大型风力发电机组就无法安全、高效、稳定地运行。当下，阳光风能顺应风机大型化趋势，致力于推进变桨系统向更高精度、高可靠与智能化方向迈进，成为支撑中国从风电大国迈向风电技术强国，并在全球保持竞争力的关键力量。