近日有消息显示，《大型风电机组六自由度全功率智能测试平台》被立项为国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”重点专项2024年度项目，该重大装备项目依托于汕头国际风电创新港“40MW级风电机组电气及动力学六自由度实验平台”落地，可见我国距离获得40MW级风电整机六自由度试验能力的日子已经不远了。
风电整机试验平台，往往是指对风电主机的传动和电气系统进行地面测试（相对样机运行测试业内一般称为空中测试，或直接叫“上天”）的试验装置。它的作用一般是在地面模拟风机的实际运行工况，用一年内的时间，模拟出风机传动和电气系统的25年全生命周期运行状态，了解主机性能是否达到设计要求，包括可靠性如何等，为样机上天或小批量投放把好最后一关。
因此，虽然表面上看来，中国风机大型化发展越发不受控制，但实际上，其发展节奏与速度如何，是要看风电整机试验台的能力建设条件。因为没有整机商胆敢在风机未做整机测试时就将风机给业主安装在项目上。也没有哪个开发企业，胆敢用未经过测试的一款超大容量机型。
也就是说，风机容量要跟着测试能力走。那么，中国乃至全球最先进的试验平台都有哪些？在这些平台上又在测试哪些超大容量机型产品呢？
2024年12月，我国首个国家级海上风电研究与试验检测基地传动链平台在福建建成投运。作为国内首套具有自主知识产权、测试能力最全面的风电机组地面试验平台，它可开展25MW级风电机组全工况模拟试验。该平台由国家电网和华电等单位共同投资，于2023年12月开工建设。其中25MW传动链平台，由电科院、国网福建电力、山东大学、禾望电气、东方电气协同研发。据称，该平台集全工况、高拟真、多尺度为一体，具有国内同类试验台不具备的轴线角度调节功能及全球容量最大的电网工况模拟装置。
我们知道，东方电气在2024年北京风能展前，下线了全球最大的26MW级风机。但消息称，该机型的单机容量设计目标是25MW。介于该机型在福建下线，并且东方电气参与了上述25MW全工况模拟平台的研发，那么这款全球最大的已下线风电机组大概率将在这一试验台进行测试。
这是金风科技投资3亿多元，建成的当时全球容量最大、检测功能最齐全的实验平台——六自由度16MW整机传动实验平台。该平台可验证直驱、半直驱和双馈机组的传动系、发电机、变流器、电控系统和多域在环实时仿真系统，具备35MN*m扭矩测量和70MN*m弯矩测量、超过1000个通道实时在线测量、模块化可扩展测试系统和0-1.5kHz宽频电量测试等实验能力。 在这个测试平台上，诞生了单机容量与批量化速度上均超越欧美的金风科技16MW风机，为当时全球安装的最大风机，也是目前全球唯一一款15MW以上批量化机型。有消息显示，在金风科技下线22MW风机之前，该实验台已开始升级，据称其测试能力有望达到32MW。
2024年10月，中国首创、全球最大的35兆瓦级六自由度风电整机试验台，在三一重能风电试验中心正式投运。该试验台由三一重能完全自主研发设计，采用100%国产供应链建设，是当时全球可承载功率最大、还原度最高、验证最全面的风电整机传动试验台，满足35MW级整机全生命周期验证需求。 据称，35MW整机试验台通过6个百吨液压缸的组合配置，实现六个维度多向载荷的协同加载与解耦，对试验机组进行肆意极限拉扯，一比一复刻风场复杂工况。试验台最大驱动扭矩36MN·m、弯矩高达80MN·m，可以同时折弯1500多根钢条，哪怕是最“妖”的风、最极端的工况，均可在试验台上准确复现，机组抗台性能验证更是不在话下。 目前三一重能推出的最大风机为15MW，也是全球最大陆上风机。由于该机型为海陆同款平台，日后有望略微升容至16.XMW，在海上批量。三一重能一下投运35MW六自由度风电整机试验台，用于目前的自身产品可谓杀鸡用牛刀，也显露出三一对技术与产品进行提前布局的决心。
04 华润+鉴衡40MW级风电机组电气及动力学六自由度实验平台 2024年12月，在2024汕头国际风电技术创新大会上，包括华润新能源和鉴衡认证等21家单位成立了“40MW级风电机组电气及动力学六自由度实验平台”协同创新合作组织，目的是更好发挥各方资源优势，集中行业内科研力量，共同解决上述实验平台科研基础设施研发和应用中面临的关键技术难题。该实验平台首次向突破现有技术极限的多个参数指标发起挑战，包括代表六自由度加载能力的75MNm级扭矩、13MN级推力、120MNm级弯矩和代表电网模拟能力的120MVA级电网模拟器装机容量等。
据相关报道，该平台于2023年开始启动建设，由十余个子系统构成，高度相当于8层楼，总投资约10亿元。建成后，它将填补全球空白，成为国际最大、全球领先的海上风电机组地面传动系统试验研究平台。
2024年6月，电气风电在其江苏盐城滨海基地举办了全球最大风电试验平台投运仪式。据其提供的公开数据，该试验平台最大测试容量可达40MW+，测试机型技术路线没有限制，除了对整机测试外，还可满足传动与电气系统的测试需要。 上述测试平台具备全功率加载功能、电网适应性功能、半实物仿真功能、具备多自由度加载功能。全功率加载是指对传动系统做加载试验，电网适应性功能指对电气系统做实验，半实物仿真是指加入了一定的实物提高仿真的准确性，多自由度加载功能是指不光能测试机组的扭矩，还能测试来自其他方向的力。 但也有声音认为，该测试平台的多自由度加载能力，无法与上述六自由度平台可营造的真实环境同日而语。六自由度是指物体在空间中会沿x、y、z三个直角坐标轴方向移动，以及环绕这三个坐标轴的转动自由度，这些维度均经受载荷受力。六自由度试验平台可以施加Mx、My、Mz全方位载荷力度，实现湍流风载荷和复杂电网环境的全工况模拟，就像机组实际运行中遭遇的各种工况一样。
除我国超大容量风机实验台在加紧建设外，一些发达国家也在这上面加大了投入。 2024年，丹麦LORC的25MW风电机组短舱测试台投运。“HALT XL”测试台是当时全球最强大的测试台之一。它安装在30m长的混凝土底座上，配备直径为15m的25MW的驱动电机。该系统可提供85MNm的倾斜力矩，能够模拟最恶劣的风况。该测试台采用阶梯式应力测试方法，将测试样机暴露在预定义的HALT测试中，可以使整机商进行准确的产品可靠性评估，缩短上市时间。据称，该平台只需要6-8个月，就可以测试出样机20年的运行情况，耗时仅3%。
该测试台由R&D Test Systems设计建造。它的出现，“有望保持欧洲整机企业的领先优势。”这一平台的推出与西门子歌美飒20~23MW样机的下线时间点重合，该样机已在丹麦Østerild国家测试中心安装，但是否会同时在“HALT XL”25MW实验台上进行测试，尚不清楚。
上述平台是国外已投运的最大风机试验台。而国外在建风机试验台中，容量相对较大的还有韩国GNTP风电测试中心35MW机舱测试台，其由RENK设计制造，位于GNTP庆尚南道科技园。另外还有德国采埃孚30MW传动系统试验台，最大扭矩为 45MNm，最大弯矩为64MNm，最大轴向力为7500kN。该平台2022年开建，原计划2024年建成，但截至目前未发布投运信息。
本文来源：风电世界
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