“中國要實(shí)現(xiàn)從‘風(fēng)電大國’向‘風(fēng)電強(qiáng)國’的轉(zhuǎn)變，就必須要重視基礎(chǔ)軟件的研發(fā)。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，應(yīng)用國外軟件的確起到了一定作用。但如今，國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)設(shè)計(jì)基本還在使用國外軟件，這就不能適應(yīng)中國風(fēng)電的實(shí)際情況和發(fā)展需求了。”在中國科學(xué)院院士徐建中看來，現(xiàn)階段，飛速發(fā)展的中國風(fēng)電業(yè)急需把相關(guān)軟件的核心技術(shù)掌握在自己手中。
軟件代碼不開源，國內(nèi)企業(yè)只能被動等待
“目前，我國風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)和風(fēng)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(jī)協(xié)會風(fēng)力機(jī)械分會常務(wù)副理事長祁和生表示，由于代碼閉源，我國風(fēng)電企業(yè)在使用軟件的過程中就無法對軟件進(jìn)行深度開發(fā)，機(jī)組設(shè)計(jì)研發(fā)人員不能對理論模型進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)質(zhì)上都包含著中國企業(yè)用戶的試錯(cuò)驗(yàn)證。我們?yōu)檐浖陌姹咎嵘鞒隽撕芏嗷A(chǔ)性貢獻(xiàn)。”
祁和生同時(shí)指出，對于風(fēng)電整機(jī)設(shè)計(jì)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(fèi)和技術(shù)服務(wù)費(fèi)。
更為重要的是，中國可再生能源學(xué)會副理事長、南京航空航天大學(xué)教授王同光指出，技術(shù)上“卡脖子”將給整個(gè)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(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件中，也有不涉及版權(quán)問題的開源軟件，但是此類軟件的應(yīng)用場景主要以學(xué)術(shù)研究為主，用戶多是高校和研究機(jī)構(gòu)，企業(yè)風(fēng)機(jī)的實(shí)證數(shù)據(jù)較少，在商用領(lǐng)域的適用性并不強(qiáng)。
資源特點(diǎn)不同，國外軟件難以全面仿真
此外，隨著中國風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，國外軟件與國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)的匹配度也在下降。
在風(fēng)力資源特點(diǎn)方面，寧波大學(xué)教師楊陽表示，一般歐洲的風(fēng)機(jī)軟件并不能覆蓋中國臺風(fēng)的環(huán)境仿真。“中國風(fēng)電起步晚，所以在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上只能參照歐洲的風(fēng)況設(shè)定，而且目前歐美軟件內(nèi)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(fēng)的功能。”
祁和生指出，經(jīng)過20多年的技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收和自主研發(fā)，我國大型風(fēng)電機(jī)組已形成了適應(yīng)低風(fēng)速、低溫、鹽霧、臺風(fēng)、高原、海上等多種特殊環(huán)境的成熟產(chǎn)品體系。風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件自然也需要適配不同風(fēng)況。“比如適應(yīng)低風(fēng)速地區(qū)，或者丘陵、山地以及其他復(fù)雜地形的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，這些工況環(huán)境在國外并不普遍，但在中國的應(yīng)用卻非常廣。”
在風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)需求上，王同光坦言，自國家層面全面取消風(fēng)電行業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼后，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，“降本增效的壓力比國外同行要大得多”。為此，國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)一方面要加大風(fēng)電開發(fā)力度，另一方面還要在風(fēng)電機(jī)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(nèi)風(fēng)機(jī)制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(fēng)機(jī)制造已經(jīng)走在國際前列。實(shí)踐表明，國外軟件越來越無法適應(yīng)我國超大型風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國風(fēng)電裝機(jī)已突破3億千瓦。祁和生指出，在國內(nèi)風(fēng)電的龐大裝機(jī)中，90%以上采用的是國產(chǎn)機(jī)組。不僅如此，中國風(fēng)電設(shè)備已經(jīng)出口到42個(gè)國家和地區(qū)，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到了964萬千瓦。未來，我國風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向是推動風(fēng)電機(jī)組的大型化、輕量化、智能化、數(shù)字化，不斷提高大功率風(fēng)電機(jī)組與高塔架、大葉片技術(shù)組合迭代速度，打造自主可控、安全高效的風(fēng)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(fēng)電行業(yè)來說，急需盡快掌握軟件核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，加速軟件技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。”
去年7月，工業(yè)和信息化部、科技部、財(cái)政部、商務(wù)部、國務(wù)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(guān)于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)的指導(dǎo)意見》，其中特別強(qiáng)調(diào)，要提高優(yōu)質(zhì)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(yīng)用，提高企業(yè)軟件化水平。依托優(yōu)質(zhì)企業(yè)組建創(chuàng)新聯(lián)合體或技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，開展協(xié)同創(chuàng)新，加大基礎(chǔ)軟件、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)、產(chǎn)品、裝備攻關(guān)和示范應(yīng)用。
王同光坦言，在風(fēng)電整機(jī)設(shè)計(jì)軟件方面，近年來，我國風(fēng)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(jìn)行軟件的開發(fā)攻關(guān)，但還需各方進(jìn)一步形成合力。
事實(shí)上，記者了解到，今年以來，國內(nèi)風(fēng)電龍頭企業(yè)已經(jīng)在整機(jī)設(shè)計(jì)軟件方面取得了突破性進(jìn)展，軟件研發(fā)、應(yīng)用的國產(chǎn)化進(jìn)程正在顯著提速。“企業(yè)自主研發(fā)的軟件當(dāng)然要首先服務(wù)于自身的商業(yè)用途，但龍頭企業(yè)同時(shí)肩負(fù)著推動整個(gè)風(fēng)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(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、風(fēng)電場設(shè)計(jì)等方面的軟件研發(fā)投入。”祁和生說。
