我國是風電大國，但專業軟件等目前仍依賴國外。華北電力大學新能源學院教授劉永前表示，可借鑒歐美經驗，加強基礎研究與自主開發，長期積累，不斷完善，逐步增強行業“軟實力”。

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受訪人：華北電力大學新能源學院、新能源發電國家工程研究中心教授 劉永前

Q ：在風電產業發展過程中，智能化會起到哪些作用? 能夠產生哪些效益？

A ：智能化已經成為風電產業發展的主要趨勢之一。在風功率預測方面，應用各種智能算法，可以顯著提高天氣預報和風功率預測精度。在海上風電場，智能算法應用于設備狀態診斷、運維決策，顯著減少了運維工作量與運維成本，成為降低海上風電度電成本，提高海上風電場經濟效益的必由之路。

近幾年，中國風電企業對風電裝備智能化方面的投入很大，技術進步很快，多數發電集團都有風電場智能化技術應用案例，并產生了效益：應用智能運維技術，風電場運維正在朝著少人值守，甚至是無人值守的方向發展，大幅減少了現場巡檢工作量和勞動強度，降低了運維成本。目前，正在研發的風電場智能控制算法減少了尾流損失，工程應用后有望提高風電場發電量。

Q ：在智能化的發展道路上，風電企業有哪些迫切需求？存在哪些技術難題？

A ：智能化是一個過程，永遠在路上。我認為，由于各種智能化技術總是在不斷迭代中，沒有終點，需要長時間不懈努力。我看到的風電場智能化有兩大難題：一是如何構建一個穩定的智能風電場架構體系。智能風電的基礎是信息與通信技術（ICT），而這些技術的發展非常快，因此，很難保證這個架構體系能夠滿足風電場20~25 年壽命的性能要求。穩定的系統架構和標準體系，是提高數據和軟硬件的兼容性和生命周期的關鍵。二是如何構建有效的算法模型，基于各種數據對系統及其部件的運行和健康狀態給出精確診斷，是智能風電場系統的核心技術。

Q ：我國是風電制造大國，但專業軟件等面臨著自主化程度不高的困境，其背后有哪些原因？國外軟件公司有哪些可以借鑒之處？

A ：風電專業軟件主要指風電機組和風電場的設計、運行維護相關的軟件系統，是風電的核心技術，也就是風電科技“所以然”的集合。過去十幾年，中國風電科技進步非常快，支撐了中國風電產業國際競爭力的提升。國內許多單位研發了風電專業軟件，但應用推廣的很少。原因之一是這些軟件的開發單位不夠獨立，難以得到全行業的推廣應用，及時獲得應用效果并不斷迭代改進。為了推動我國風電產業進一步提高發展質量，亟需發展自主高水平風電專業軟件。

目前，市場主流風電軟件幾乎都來自歐美企業。這些企業有三個值得我們借鑒的成功之處：一是基于大量工程或實驗測試數據建立的工程模型，保證了模型的可靠性；二是專業軟件公司相對獨立，服務全行業，也得到了行業的支持；三是專業軟件公司持續改進，長期積累，不斷完善。

Q ：風電技術進步涉及哪些基礎性、前瞻性研究？

A ：應用基礎研究是工程技術創新的源頭，需要長期持續的努力。與傳統發電技術相比，風電技術還遠沒有達到完善的程度，有許多沒有探明的基礎性問題。比如，超大型風電機組設計理論，關鍵部件失效機理與健康狀態診斷模型，大型風電場（群）流場的高效高精度模擬方法，風電場智能運行控制方法，風電設備智能傳感技術，風電檢修機器人技術等。世界主要風電技術強國不斷加大對風電研究的投入，預計未來10 年風電科技進步的步伐會更快。如果我國也繼續注重風電基礎研究的投入，不斷提高技術創新水平，相信中國會為世界貢獻更多的風電科學和創新技術。

Q ：未來，人工智能在風電領域將出現哪些應用場景？

A ：未來的事很難準確預測，不過我們可以確定的趨勢是，人工智能必將給風電產業全鏈條帶來巨大的技術進步。設計軟件的智能化，將顯著提高風能資源評估、風電場選址、機組選型、技術經濟分析等設計環節的自動化水平，提高設計質量和效率；施工和安裝裝備的智能化將保證風電場工程質量，在提高工程建設進度的同時減輕人員勞動強度；風電場智能運行控制系統將提高發電量；風電設備效能與健康智能診斷、智能運維機器人等智能運維技術進步，將降低風電全生命周期成本。

Q ：請您介紹一下我國在風電專業人才培養方面取得的成績，還需要得到哪些支持？

A ：自2006 年可再生能源法施行以來，得益于政府的重視和全行業的共同努力，我國建成了國際上規模最大的風電專業人才培養體系，涵蓋高職、本科、碩士、博士等學歷層次，為我國風電產業快速與高質量發展提供了重要支撐。2006 年，經國家能源局和中國可再生能源學會風能專業委員會（CWEA）推薦，教育部批準華北電力大學創辦了“風能與動力工程”專業，這是國際上首個風電本科專業。2010 年，教育部將風電、太陽能、生物能源等專業方向合并設立了首批“新能源科學與工程”專業，目前全國145 所高校設有該專業的本科。在碩士研究生、博士研究生培養方面，許多高校在電氣、動力、機械、控制、力學等學科中開設了風電研究方向。多所高職院校也建立了風電專業，培養風電專業技術型人才。中國高等學校每年都培育出成千上萬的各類風電專業畢業生，成為風電行業的生力軍。

關于風電專業人才培養方面需要的支持，我認為，首要的是解決研究生教育學科專業目錄問題。在中國研究生教育學科專業目錄中，目前還沒有新能源學科。新能源是實現雙碳目標與國家能源轉型戰略的關鍵領域，沒有專門的學科已經成為風電、太陽能、生物質能等可再生能源科學技術創新、研究生培養的瓶頸。期待“新能源科學與工程”早日被列入中國研究生教育學科專業目錄，推動我國可再生能源技術進步和高層次人才培養，為國家能源轉型戰略提供科技和人才支撐。CWEA

來源：《風能》雜志，文：王芳