经过多年的沉淀与耕耘,电气风电的技术部门淬炼出了风电行业内独特的一道“工程师文化”风景线。我们的工程师在日常工作的打磨和修炼中,不断形塑自己的核心主张。
面对数字化转型浪潮,我们愈发需要展现出不断进取、开拓创新的精神面貌,“工程师文化”专栏应运而生。在这里,我们可以一窥电气风电工程师们的精神风采,无论是文化建设、人才培养与发展,还是设计方法论与思维理念,无一不包。
“30·60碳达峰、碳中和”目标的提出,意味着一个以化石能源为主的发展时代结束,一个全新的绿色发展时代开始。这也如同一支力量超凡的指挥棒,带动社会转型,加速向清洁能源行业“切换频道”。风电作为实现“碳达峰、碳中和”主要路径之一,又该如何迎接历史性机遇?如何通过创新手段实现双碳目标?
如今是技术飞速发展,崇尚颠覆式思维的VUCA时代,在“30·60”目标的驱动下,整个市场都在转型,日新月异,我们面临的环境也越来越模糊不清、难以预测。每一天,我们面临的都是动态变化的问题,面临的都是多种因素相结合的问题。我们要解决的,已经不是单纯的问题的列举,而是随机排列组合,是多元多次方程。我们提出的这些创新理念、创新方法、创新模式,是否真的能够帮助实现弯道超车呢?
近日,在“2021能源高质量发展论坛”上,上海电气风电集团股份有限公司(以下简称“电气风电”)汕头智慧能源示范项目获评“能源高质量发展典型项目奖”!该奖项主要从创新性、代表性和社会效益进行综合考虑,表彰了20家在能源转型升级发展方面做出突出贡献的企业单位,可见其分量之重、意义之深远。
电气风电巧用“第一性原理”
到底是什么创新理念,帮助电气风电在激烈的竞争中夺得此项殊荣呢?秘诀之一,就是我们利用了“第一性原理”来帮助我们创新。
要实现“30·60”目标,按照国家发改委的规划,到2050年风电发电量将要达到2万亿千瓦时,而2018年风力发电量3600亿千瓦,这意味着要达标需要增长350%。但是,我们的风机容量一天天增大,各个风场发电量也在不断地提升,而目前的电网对于新能源电力的消纳能力却处在瓶颈期。
面对新的问题挑战,电气风电正是利用了电力系统的第一性原理——平衡,抓住事物的本质,把事物分解成最基本的组成,从源头解决问题。汕头智慧能源基地由此被打造成为了一个工业园区级的集风、光、储一体的“能源互联网+”示范项目。
该项目包含了1台8MW海上风机和1台4MW海上风机,2.42MW的屋顶光伏、2MW/2MWh储能、充电车桩设备、智能楼宇监控、“5G+”工厂IOI系统、数字化微网控制系统、智能能量调度管理平台,充分利用了风、光、储等多种要素,采取自发自用、余电上网的模式,通过“网-源-荷-储”动态控制管理技术,在保证严苛的供电可靠性和高品质电能质量同时,实现能源的自组织、自平衡、自优化。
智慧能源示范工程成功的背后,更离不开“黑启动”技术难题的解决。
2020年6月8日,国内首台8MW海上风机在汕头智慧能源基地成功实现‘黑启动’,发出了第一度电。所谓黑启动,就是在不依靠外电的情况下,依靠自身恢复微电网并实现发电。但这么大容量发电设备的“黑启动”,全球公开报道的案例基本都在仿真阶段,国内风机的黑启动基本上也是2MW左右的容量级别,技术难度不可谓不高。
面对挑战,电气风电再次利用第一性原理抓住了解决问题的核心:建立电压。项目团队首先利用锂电池作为支撑电源,储能PCS进入V/F模式零起升压,实现母线电压、频率环境构建,将光伏黑启动成功,为储能充电。而后,再次零起升压,给变压器升压至额定电压为风机供电。完成风机首次启动的既定程序后,8MW风机进入空转状态,达到切入风速后,正式启动发电。
“黑启动”的成功,汕头智慧能源项目整体孤岛调试也得以顺利完成。当下,储能与电源、电网、负荷并列,成为新型电力系统不可或缺的第四要素。电气风电利用第一性原理,围绕第一性原理开展“多能互补”和“网-源-荷-储”一体化实践,为双碳目标的实现再一次贡献了智慧和力量。
到底什么是“第一性原理”
既然第一性原理能够在创新方面给我们指引道路,那么,什么是第一性原理?它的思考框架又是什么样的呢?
在处理问题时,我们通常倾向于利用归纳法/类比法进行思考,且在绝大多数场景下,利用此思维方式便可帮助我们推演出目标结论。但是归纳法/类比法在当下信息爆炸的时代暴露了明显的局限性:它只能对已发生的事实做出总结,常常忽略在内部发生的新生事物;它只能产生细微的优化效果,难以引导颠覆式创新。
而在当前,我们需要解决无数复杂和陌生的问题,这时候我们要如何跳出类比法的思维局限,找到问题的精确解呢?
Space X的CEO埃隆·马斯克告诉大家,帮助他商业成功的秘密是运用第一性原理作为思考的框架:
“我相信有一种很好的思考架构,就是第一性原理,我们能够真正地去思考一些基础的真理,并且从中去论证,而不是类推。我们绝大多数时候都是类推地思考问题,也就是模仿别人做的事情并加以微幅更改。但当你想要做一些新的东西时,必须要运用第一性原理来思考。”
也就是,打破一切知识的藩篱,回归到事物本源去思考基础性的问题,在不参照经验或其它的情况下,从物质/世界的最本源出发思考事物/系统。
如何培养“第一性原理”思维方式
第一性原理的思考法最根本的获得途径应当是培养一种思维习惯,更确切的说,就是培养一种洞察抽象事物的“敏感度”。
我们可以从以下两个方向进行培养:由内而外,自外而内。
1、由内而外
由内而外,拒绝做“Mr. Good Enough”。
永远不止步于简单解释,而是以本能的好奇、探究作为驱动力,去刨根问底,寻求最根源的答案。这个答案,不仅需要逻辑自洽,还必须能持续经得起事实证据的考验,直到没有任何论据能驳倒它。
这里,我们可以使用“5 How”法,寻求本质答案。
只要我们培养出了这种“不满足于简单解释”的思考习惯,假以时日,必能让我们“戳中问题本质”的能力得到显著提升。
以“好奇心”为驱动力,由内而外的获得“第一原理”的思考方法非常实用。但它存在一个缺陷——它会受你认知局限性的制约。
2、自外而内
为了弥补这个缺陷,我们还需要第二类思考模式:自外而内。
简言之,就是学习其他学科知识,寻求学科交叉点,重新解构问题、重构资源,再而解决问题。透过大自然以及跨学科知识在各行各业找到“第一性原理”的例子非常多,如丰田汽车著名的“精益生产”受到了“自组织理论”(跨学科知识)的启示。
对于工程师,更需要重视知识的迁移及创造性应用,更需要超越传统的分析局面,接纳社会人文学科作为合作伙伴,以便更好了解社会现实,更好地设计出符合客户需求的产品来,这也是我们DFX Way 文化体系的题中应有之义。
小结
电气风电作为中国风电的领军企业,在助力国家“30·60”双碳目标道路上将担当更多职责,至臻至诚提供开发综合能源解决方案。践行第一性原理创新,进一步深耕,为中国新能源行业的发展、“双碳目标”的早日实现贡献电气风电智慧。与同行一道努力,行远不殆,用切实的行动兑现承诺,实现清洁低碳的目标。