刘永前：注重基础研究与自主开发 增强风电“软实力”

我国是风电大国，但专业软件等目前仍依赖国外。华北电力大学新能源学院教授刘永前表示，可借鉴欧美经验，加强基础研究与自主开发，长期积累，不断完善，逐步增强行业“软实力”。

受访人：华北电力大学新能源学院、新能源发电国家工程研究中心教授 刘永前

(资料图片)

Q ：在风电产业发展过程中，智能化会起到哪些作用? 能够产生哪些效益？

A ：智能化已经成为风电产业发展的主要趋势之一。在风功率预测方面，应用各种智能算法，可以显著提高天气预报和风功率预测精度。在海上风电场，智能算法应用于设备状态诊断、运维决策，显著减少了运维工作量与运维成本，成为降低海上风电度电成本，提高海上风电场经济效益的必由之路。

近几年，中国风电企业对风电装备智能化方面的投入很大，技术进步很快，多数发电集团都有风电场智能化技术应用案例，并产生了效益：应用智能运维技术，风电场运维正在朝着少人值守，甚至是无人值守的方向发展，大幅减少了现场巡检工作量和劳动强度，降低了运维成本。目前，正在研发的风电场智能控制算法减少了尾流损失，工程应用后有望提高风电场发电量。

Q ：在智能化的发展道路上，风电企业有哪些迫切需求？存在哪些技术难题？

A ：智能化是一个过程，永远在路上。我认为，由于各种智能化技术总是在不断迭代中，没有终点，需要长时间不懈努力。我看到的风电场智能化有两大难题：一是如何构建一个稳定的智能风电场架构体系。智能风电的基础是信息与通信技术（ICT），而这些技术的发展非常快，因此，很难保证这个架构体系能够满足风电场20~25 年寿命的性能要求。稳定的系统架构和标准体系，是提高数据和软硬件的兼容性和生命周期的关键。二是如何构建有效的算法模型，基于各种数据对系统及其部件的运行和健康状态给出精确诊断，是智能风电场系统的核心技术。

Q ：我国是风电制造大国，但专业软件等面临着自主化程度不高的困境，其背后有哪些原因？国外软件公司有哪些可以借鉴之处？

A ：风电专业软件主要指风电机组和风电场的设计、运行维护相关的软件系统，是风电的核心技术，也就是风电科技“所以然”的集合。过去十几年，中国风电科技进步非常快，支撑了中国风电产业国际竞争力的提升。国内许多单位研发了风电专业软件，但应用推广的很少。原因之一是这些软件的开发单位不够独立，难以得到全行业的推广应用，及时获得应用效果并不断迭代改进。为了推动我国风电产业进一步提高发展质量，亟需发展自主高水平风电专业软件。

目前，市场主流风电软件几乎都来自欧美企业。这些企业有三个值得我们借鉴的成功之处：一是基于大量工程或实验测试数据建立的工程模型，保证了模型的可靠性；二是专业软件公司相对独立，服务全行业，也得到了行业的支持；三是专业软件公司持续改进，长期积累，不断完善。

Q ：风电技术进步涉及哪些基础性、前瞻性研究？

A ：应用基础研究是工程技术创新的源头，需要长期持续的努力。与传统发电技术相比，风电技术还远没有达到完善的程度，有许多没有探明的基础性问题。比如，超大型风电机组设计理论，关键部件失效机理与健康状态诊断模型，大型风电场（群）流场的高效高精度模拟方法，风电场智能运行控制方法，风电设备智能传感技术，风电检修机器人技术等。世界主要风电技术强国不断加大对风电研究的投入，预计未来10 年风电科技进步的步伐会更快。如果我国也继续注重风电基础研究的投入，不断提高技术创新水平，相信中国会为世界贡献更多的风电科学和创新技术。

Q ：未来，人工智能在风电领域将出现哪些应用场景？

A ：未来的事很难准确预测，不过我们可以确定的趋势是，人工智能必将给风电产业全链条带来巨大的技术进步。设计软件的智能化，将显著提高风能资源评估、风电场选址、机组选型、技术经济分析等设计环节的自动化水平，提高设计质量和效率；施工和安装装备的智能化将保证风电场工程质量，在提高工程建设进度的同时减轻人员劳动强度；风电场智能运行控制系统将提高发电量；风电设备效能与健康智能诊断、智能运维机器人等智能运维技术进步，将降低风电全生命周期成本。

Q ：请您介绍一下我国在风电专业人才培养方面取得的成绩，还需要得到哪些支持？

A ：自2006 年可再生能源法施行以来，得益于政府的重视和全行业的共同努力，我国建成了国际上规模最大的风电专业人才培养体系，涵盖高职、本科、硕士、博士等学历层次，为我国风电产业快速与高质量发展提供了重要支撑。2006 年，经国家能源局和中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）推荐，教育部批准华北电力大学创办了“风能与动力工程”专业，这是国际上首个风电本科专业。2010 年，教育部将风电、太阳能、生物能源等专业方向合并设立了首批“新能源科学与工程”专业，目前全国145 所高校设有该专业的本科。在硕士研究生、博士研究生培养方面，许多高校在电气、动力、机械、控制、力学等学科中开设了风电研究方向。多所高职院校也建立了风电专业，培养风电专业技术型人才。中国高等学校每年都培育出成千上万的各类风电专业毕业生，成为风电行业的生力军。

关于风电专业人才培养方面需要的支持，我认为，首要的是解决研究生教育学科专业目录问题。在中国研究生教育学科专业目录中，目前还没有新能源学科。新能源是实现双碳目标与国家能源转型战略的关键领域，没有专门的学科已经成为风电、太阳能、生物质能等可再生能源科学技术创新、研究生培养的瓶颈。期待“新能源科学与工程”早日被列入中国研究生教育学科专业目录，推动我国可再生能源技术进步和高层次人才培养，为国家能源转型战略提供科技和人才支撑。

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