汇川技术：引领风电变桨偏航发展之潮流

王芳

在风力发电中，变桨和偏航控制系统决定着叶片的捕风效能，是机组安全运行的关键部件。该系统的自动化控制技术含量高，且应用场景复杂，目前存在着传统偏航方案应用于大功率风电机组痛点多，变桨系统长期被国外品牌垄断等问题。国产品牌要想突出重围，难！

痛定思痛，知难而上，有着工控界“小华为”之称的深圳市汇川技术股份有限公司（下称“汇川技术”），凭借17年的根植厚土，咬定目标不放松，持续创新，在风电控制领域结出了丰硕之果。

根深叶茂

一株树苗只有将根深深扎入土壤，吸取营养，才能长成参天大树。制造企业的成长，也具有这样的特点，正所谓源浚者流长，根深者叶茂。

自2003年成立起，汇川技术就致力于成为国内工业自动化技术的引领者。依靠较强的团队能力，深入分析客户需求，从技术含量较高的细分市场—— 工业自动化驱动与控制技术入手，汇川技术掌握了矢量变频、伺服系统、可编程逻辑控制器、编码器、永磁同步电机等产品的核心技术。同时，深入洞察行业技术发展趋势，贴近中国本地化的应用场景，不断研发迭代产品和方案，最终实现技术上的超越。成立7年后，2010年，汇川技术在深圳创业板成功上市。

此后，汇川技术以工业自动化控制与驱动技术为核心，不断夯实基础，并向多个应用领域扩展延伸。伺服系统在手机、锂电、包装、工业机器人等，变频器在空压机、大巴空调、电动汽车、注塑机等方面的市场占有率都遥遥领先。PLC控制器与变频驱动融合为一体机，更是在电梯行业大显身手，年销售收入达20多亿元。2019年，汇川技术实现销售收入73.9亿元，连续7年增长率超20%，发明专利307项。风电变桨和偏航系统正是汇川技术在工业自动化控制这棵“大树”上结出的丰硕果实。

机不可失

谈起进入风电领域，汇川技术风电总经理郭立鹏向本刊记者回忆道，“2016 年，风电行业成本竞争压力增大，中美贸易战进一步加大了整机厂商对风电核心部件国产化的诉求。不少大型整机厂商和客户主动上门，寻求合作开发。”基于对市场环境的准确预判，有着长期技术积累、喜爱挑战的汇川人，决定啃下这块技术门槛较高、市场容量较大的“硬骨头”。经过半年多的调研，2016年上半年，风电变桨项目正式立项，开始做样机、试机，小批量挂机，从而正式进军风电市场。

机不可失，倍道而行。

“既然选择了这一行，就不是浅尝辄止，而是与其他业务板块的目标一致—— 争做行业第一。”谈及此，郭立鹏豪情满怀。

至2020年，4年时间，汇川技术的风电变桨系统已经占到中国约25% 的市场份额。

“这是基于汇川技术在工业自动化领域深耕17年成熟的研发、生产、市场平台，以及对产品，包括PLC控制器、驱动器、伺服电机等核心技术的积累。在此基础上，通过对风电行业的特殊应用场景分段解读，严格按照IPD流程开发。通过在电动汽车、电梯等特种行业长期广泛的应用，汇川技术的产品安全可靠性得到了市场的验证。因此，在风电领域具备一定的先天优势。”郭立鹏分析道。

别具匠心

引领变桨国产化，提升偏航可靠性，汇川技术优势明显，又别具匠心。

DFMEA/PFMEA—— 设计/制造失效模式影响分析，提高了产品的质量和可靠性。郭立鹏解释说：“这其实是一个大工程，具体到如何设计产品，怎样体现产品质量的控制点；生产阶段如何制造产品，对可能发生的风险如何识别、发生概率、影响程度、应急处理、解决办法等，要建立完善的模型分析体系，需要企业下很大功夫。”

基于CoDeSys完全开放平台的可编程PLC，是驱控一体的控制平台，客户可以根据需求在此平台上进行二次开发，实现变桨系统的差异化，并且很容易通过平台上的软件程序保护客户的知识产权和备件市场。

汇川技术的PD800/802变桨驱动器通过了高加速寿命试验（Highly Accelerated Life Testing，简称HALT试验），HALT是一种利用快速高、低温变换的震荡体系来揭示电子和机械装配件设计缺陷和不足的过程。利用HALT，可以在开发的早期阶段就识别出产品的功能和破坏极限，从而优化产品的可靠性。

在安全方面，汇川技术将变桨控制“兵分两路”，采用“硬件冗余+软件冗余”的安全顺桨策略，将驱动底层保护起来，即使出现一些紧急状况，也能保障叶片安全顺桨。

通过高压变桨系统集成化设计，极大优化了产品的系统部件及结构，成柜体积大幅缩小。与传统的低压变桨系统方案相比，系统的安装工时减少35%以上，由此却能带来一系列的连锁反应—— 部件的故障率大幅缩减，运维人员检查和更新部件的时间缩短，停机时间减少。时间成本的节省，也提高了整个产业链的运营效率。

汇川技术基于强大的平台实力，以及成熟的系统解决方案能力，配套其自主研发生产的PLC、HMI、伺服驱动、伺服电机、视觉机器人等，打造出一条可以满足风电行业产品高质量需求的定制化生产线，帮助客户在未来风电行业扩张的市场空间里，找到能应对复杂挑战的创新解决方案。通过该自动化线体，风电变桨驱动器产品实现年产3万台。

PD800/802变桨驱动器，已应用于多个排名前十的整机企业的风电场，安全无故障运行、并网发电超过1000天！基于年销量超过100万台经验设計和生产的永磁同步电机，其内置式IPM设计比传统表贴式SPM 的设计温升低15℃，损耗更小，效率更高，寿命更长，并且经受住了超强台风“山竹”“玛莉亚”“白鹿”的考验。

汇川技术MD810偏航控制系统内置总线同步控制算法、模块化和系统容错设计、电磁阻尼等方案优势，有效提升了产品的可靠性和发电能效，通过一拖一变频方案，以传统的接触器直接启动方案，减少了停机时间，从而提高机组利用效率，促进海上风电度电成本降低。

汇川技术为全球最大的清洁能源基地—— 青海海南州项目、低温高风速的内蒙古赤峰项目、高原戈壁的青海大柴旦项目等，提供了全套变桨系统方案。偏航系统则覆盖3～10MW风电机组，已在海上风电领域大批量应用。明阳智能广东阳江南鹏岛项目、东方风电福建兴化湾项目、上海电气江苏如东项目等，都有汇川技术的智能偏航系统助力抗台风型大风电机组。

贴近市场

“以成就客户为先”，是汇川人始终坚持的核心价值观和践行守则，这一理念同样贯穿于汇川产品的全流程中。在产品调研和开发阶段，相关的行业线、产品线，以及研发、采购、质量、测试、全流程参与，对行业、设备、方案、工艺、客户、上下游、横向竞争等都在项目初期进行深入调研并形成报告，管理好线索和机会点。

这也是汇川技术公司推行IPD集成开发模式的优势。“深入洞察用户需求，匹配用户的解决方案，能够保障产品在开发的各环节中始终不偏离市场需求。”郭立鹏表示，目前，不少风电客户为此专程到汇川技术“取经”。

制造业是一个国家的脊梁，工业自动化控制与驱动技术则是先进制造业、重大装备制造业发展战略的核心内容之一。汇川技术以推进工业文明为己任，依靠领先的智能制造体系平台支撑，持续性的高额研发投入和贴近客户的行业解决方案，在风电控制系统领域不断实现突破。郭立鹏表示：“进入平价时代后，基于客户需求和中国实际的风电应用场景，汇川技术正在开发下一代风电专用变桨驱动器平台、双驱同步变桨技术、配套储能和黑启动技术，助力海上抗台风型大功率风电机组。为客户提供更安全、更可靠、更易用的解决方案，为整个风电行业提质、降本、增效。”