來源：中國能源報
風電涉及空氣動力、結構動力、仿真、電力電子、電氣傳動、控制技術、人工智慧、新材料等前沿和交叉學科，代表中國科技引領全球進步的方向。
隨著「碳中和」目標的提出，中國能源結構將被重塑，新能源即將進入倍增時代。
作為產業和技術革命的制高點，風電不僅肩負著氣候變化的艱巨任務，也因其作為世界上最大的旋轉機械的結構和動力系統，涉及空氣動力、結構動力、仿真、電力電子、電氣傳動、控制技術、人工智慧、新材料等前沿和交叉學科，代表中國科技引領全球進步的方向。
01
基礎技術研究和底層邏輯，
是風機智能升級的基石
2021年，風電向平價時代平穩過渡。如何提高自身的競爭力、增加電量，通過技術進步降低度電成本，是領軍龍頭企業思考的問題。
遠景能源副總裁兼CTO王曉宇博士
伽利略超感知風機的名稱源於伽利略「實證主義」方法論的理性和科學精神，是遠景集團CEO張雷對風電新機器的有效踐行，是遠景創新DNA的傳承和升華。
——遠景能源副總裁兼CTO王曉宇博士
伽利略超感知風機通過實證的方法，掌握風機所承受的真實壓力條件和應力邊界，利用數字孿生與網絡智能形成風機產品的生命周期持續進化技術，用人工智慧技術賦能新一代超感知風電新機器。
但是，如果僅僅把它理解成風機加上軟體，或者是風機加上硬體傳感器，那就大錯特錯了。
「我們正面臨第四次工業革命，特點是能源系統的技術進步與全社會技術創新變革相輔相成，風電作為高端裝備製造業與新材料、物聯網、大數據、人工智慧等先進技術緊密相聯。」王曉宇博士說。
「但還要看到，基礎技術研究是歷次工業革命的科學源泉，又在歷次工業革命中得以發展。脫離了對技術本質的洞察，一切智能手段和技術都是空中樓閣。」
遠景能源是全球最早提出智能風機和智慧風場的企業，也是用技術穿透產業鏈、把風機系統技術的深刻理解穿透到零部件核心技術上做得最極致和認真的企業。
這就是為什麼遠景的智能風機使用自研的齒輪箱、葉片等關鍵部件，其產品可靠性和發電量能領先行業的原因。
寶馬汽車並沒有自產變速器，但掌握自動變速器的控制策略、匹配標定等核心技術，具有超強的自動變速器性能和質量管控能力。
汽車發動機的變速比無法覆蓋所有車速範圍，因此何時變、怎麼變、發動機動力如何配合，變速箱控制器最為關鍵。
可以把汽車的變速箱理解為風機的齒輪箱，汽車的發動機就是風輪。風電機組由葉片、輪轂、主軸、主軸承、齒輪箱、發電機、偏航、塔筒等硬體組成，每個硬體都連接到工業控制電腦來控制風機。
——遠景能源副總裁兼CTO王曉宇博士
技術是硬體和軟體的結合。
遠景從創立之初，就意識到風機設計、核心控制與製造等底層技術的重要性，所以從首臺樣機開始，通過系統控制器承載遠景對產品系統技術的理解，此後一路打開了變頻器、變槳系統、發電機、葉片、齒輪箱、主軸承等關鍵部件設計與製造黑匣子。
硬體與軟體協同，通過技術穿透產業鏈，是「伽利略」超感知系統提升部件和整機系統效率、改善供應鏈的基礎。
02
人工智慧賦能超感知風機
多年的基礎技術研究和底層技術研發，使得遠景的智能風機技術團隊，對於風機運行機理有了更深刻的認識。風機信息量的積累，為機器學習、自主決策等人工智慧應用提供了必要的前提。
遠景自研部件運行數據和測試臺架的部件壽命實驗，通過數字孿生和網絡智能，可以模擬出風機所承受真實壓力和應力的關係，模擬出部件在實驗臺架上呈現的壽命曲線在風機實際運行條件下的真實演進狀態。
——遠景能源副總裁兼CTO王曉宇博士
王曉宇博士強調，AI在失效機理模型上發揮價值。模型通過線下臺架實驗和風機上實際運行迭代，在伽利略系統上進行部署。
在線上對數千颱風機時時刻刻進行掃描，實時監控在運風機關鍵部件的狀態、及所處生命周期的具體階段。提前預警，改變策略，做出決策，防患於未然。
之所以能夠規模化應用並產生新的生產力，最重要的原因是物聯網技術，遠景EnOSTM為這種實踐提供了數位化平臺，也是為什麼伽利略超感知風機能夠知道風機的風險趨勢。
伽利略系統實時監控在運風機關鍵部件的狀態
EnOSTM為其提供了數位化平臺
儘管在風機部件上進行的產品線下破壞性實驗、或在運實際失效案例僅是少數場景，但是它們被放到運行的數千颱風機上採集數據時，能得到數千種不同經歷過的場景，驗證的目的是閉環管理。
王曉宇說，比如部件壽命模型，線下加速失效驗證得到的失效模型，與在運風機緩慢受力的場景有著明顯的差異。
所以要將線下失效模型部署到大量在運風機上，通過運行樣本標定的驗證方法提升模型的準確性和精度，確保風機產品設計輸入是實際驗證過的數據。
到2020年底，遠景能源已在全球各地部署伽利略超感知風機數千臺。
王曉宇博士介紹說，目前遠景正在推進兩方面的應用：一是同機型在不改變風機物理狀態的情況下，使風機的使用壽命突破目前的20年時限，甚至超越30年，在更長運行生命周期內實現發電效率最優，持續推低度電成本；
二是在確保風機使用壽命的基礎上，基於風機實時疲勞損傷和壽命估計模型，科學合理「消費和呵護」疲勞壽命，延長風機使用壽命，通過增值進而降低度電成本。
（來源：遠景能源）