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对北极星风力发电网说，“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。