“中國要實現(xiàn)從‘風電大國’向‘風電強國’的轉變，就必須要重視基礎軟件的研發(fā)。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，應用國外軟件的確起到了一定作用。但如今，國內風電整機設計基本還在使用國外軟件，這就不能適應中國風電的實際情況和發(fā)展需求了。”在中國科學院院士徐建中看來，現(xiàn)階段，飛速發(fā)展的中國風電業(yè)急需把相關軟件的核心技術掌握在自己手中。
軟件代碼不開源，國內企業(yè)只能被動等待
“目前，我國風電機組設計和風電場開發(fā)中使用的軟件幾乎都來自歐美國家，而且大多數(shù)軟件程序代碼不開源。”中國農(nóng)機協(xié)會風力機械分會常務副理事長祁和生表示，由于代碼閉源，我國風電企業(yè)在使用軟件的過程中就無法對軟件進行深度開發(fā)，機組設計研發(fā)人員不能對理論模型進行實時修正，只能被動等待軟件版本更新升級。“而軟件每一次的更新升級過程，實質上都包含著中國企業(yè)用戶的試錯驗證。我們?yōu)檐浖陌姹咎嵘鞒隽撕芏嗷A性貢獻。”
祁和生同時指出，對于風電整機設計中所必須的載荷仿真軟件，我國企業(yè)每年都需要向國外的軟件公司支付高昂的版本更新費和技術服務費。
更為重要的是，中國可再生能源學會副理事長、南京航空航天大學教授王同光指出，技術上“卡脖子”將給整個行業(yè)帶來巨大的不確定性。“受制于人就很難有自主性，哪一天國外企業(yè)突然切斷合作，軟件不給我們用了，沒有自己的軟件我們就束手無策。”
據(jù)記者了解，以美國OpenFAST軟件為代表，雖然在風機設計軟件中，也有不涉及版權問題的開源軟件，但是此類軟件的應用場景主要以學術研究為主，用戶多是高校和研究機構，企業(yè)風機的實證數(shù)據(jù)較少，在商用領域的適用性并不強。
資源特點不同，國外軟件難以全面仿真
此外，隨著中國風電行業(yè)的發(fā)展，國外軟件與國內風電行業(yè)的匹配度也在下降。
在風力資源特點方面，寧波大學教師楊陽表示，一般歐洲的風機軟件并不能覆蓋中國臺風的環(huán)境仿真。“中國風電起步晚，所以在設計標準上只能參照歐洲的風況設定，而且目前歐美軟件內置的動態(tài)入流模型和葉素動量理論也不具備模擬中國臺風的功能。”
祁和生指出，經(jīng)過20多年的技術引進、消化、吸收和自主研發(fā)，我國大型風電機組已形成了適應低風速、低溫、鹽霧、臺風、高原、海上等多種特殊環(huán)境的成熟產(chǎn)品體系。風機設計軟件自然也需要適配不同風況。“比如適應低風速地區(qū)，或者丘陵、山地以及其他復雜地形的風機產(chǎn)品，這些工況環(huán)境在國外并不普遍，但在中國的應用卻非常廣。”
在風電機組的研發(fā)需求上，王同光坦言，自國家層面全面取消風電行業(yè)的財政補貼后，我國風電產(chǎn)業(yè)面臨嚴峻挑戰(zhàn)，“降本增效的壓力比國外同行要大得多”。為此，國內風電行業(yè)一方面要加大風電開發(fā)力度，另一方面還要在風電機組的低成本和高可靠性上持續(xù)發(fā)力。“在這樣的發(fā)展環(huán)境下，國內風機制造企業(yè)的產(chǎn)品結構越來越多元。葉片越來越長、越來越輕、越來越具備柔性，塔架也越來越高。我國的風機制造已經(jīng)走在國際前列。實踐表明，國外軟件越來越無法適應我國超大型風電機組的設計要求。”
龍頭企業(yè)已有自主研發(fā)，還需各方形成合力
國家能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國風電裝機已突破3億千瓦。祁和生指出，在國內風電的龐大裝機中，90%以上采用的是國產(chǎn)機組。不僅如此，中國風電設備已經(jīng)出口到42個國家和地區(qū)，累計裝機容量達到了964萬千瓦。未來，我國風電技術發(fā)展的重點方向是推動風電機組的大型化、輕量化、智能化、數(shù)字化，不斷提高大功率風電機組與高塔架、大葉片技術組合迭代速度，打造自主可控、安全高效的風電產(chǎn)業(yè)鏈。“對于正致力于全面提升智能制造創(chuàng)新能力的中國風電行業(yè)來說，急需盡快掌握軟件核心技術和關鍵技術，加速軟件技術的產(chǎn)業(yè)化。”
去年7月，工業(yè)和信息化部、科技部、財政部、商務部、國務院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會、中國證券監(jiān)督管理委員會聯(lián)合印發(fā)《關于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質企業(yè)的指導意見》，其中特別強調，要提高優(yōu)質企業(yè)自主創(chuàng)新能力。推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展，大力推動自主可控工業(yè)軟件推廣應用，提高企業(yè)軟件化水平。依托優(yōu)質企業(yè)組建創(chuàng)新聯(lián)合體或技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，開展協(xié)同創(chuàng)新，加大基礎軟件、網(wǎng)絡安全等領域關鍵核心技術、產(chǎn)品、裝備攻關和示范應用。
王同光坦言，在風電整機設計軟件方面，近年來，我國風電行業(yè)已經(jīng)在努力解決國產(chǎn)化問題，無論是企業(yè)還是高校、科研院所，都在進行軟件的開發(fā)攻關，但還需各方進一步形成合力。
事實上，記者了解到，今年以來，國內風電龍頭企業(yè)已經(jīng)在整機設計軟件方面取得了突破性進展，軟件研發(fā)、應用的國產(chǎn)化進程正在顯著提速。“企業(yè)自主研發(fā)的軟件當然要首先服務于自身的商業(yè)用途，但龍頭企業(yè)同時肩負著推動整個風電行業(yè)發(fā)展的重任，希望在龍頭企業(yè)的帶動下，能夠有更多的中國企業(yè)持續(xù)加大在風機設計、風電場設計等方面的軟件研發(fā)投入。”祁和生說。
