为了即时适应风向变化进行发电，风电机组需要实时进行偏航动作，将机舱对准来风方向。传统风电机组偏航采用“扭缆方案”，即机组中的电缆需要跟随机头扭转和摆动，但这一动作会产生摩擦、刮蹭，甚至导致电缆损坏。
随着近年来机组大型化进程加速，“扭缆方案”问题更加突出。包括安装工艺复杂、材料成本高昂、电缆使用成本高、E-TOP机组载荷增重数十吨等。这些问题已经成为限制行业创新发展的“绊脚石”。
遇山开路，遇水架桥。为解决“扭缆方案”问题，金风科技投入研发资金1400余万元，在行业内首次提出“偏航集电环技术”替代“偏航扭缆技术”的开创性设想，发明了一种适应长时间歇、超低转速、低频次类微动旋转导电工况下的偏航集电环技术及装置。项目于2017年立项启动，2018年试制原理样机，2019年在新疆达坂城安装工程样机测试，2021年实现规模产业化应用。
金风偏航集电环技术装置采用一个转子和一个定子组合的结构，转子和机舱内的电缆连接，定子部分和塔架内的电缆连接，使得电缆在风机偏航对风过程中相对静止。该技术彻底规避了风电机组电缆在扭转工况下磨损、附件断裂等问题，降低风电机组偏航扭缆成本，扩展了大容量风电机组的机侧输电技术路线，降低了电能传输损耗，提高了整机发电效能，并降低了风电机组造价。应用偏航集电环方案的金风科技GWH191-6.X系列机组，比使用传统扭缆设计方案的机组塔架附件更少，降低客户成本1万余元，产品效益显著提升。
环境适应性是创新技术可靠应用的“压舱石”，金风科技对应用偏航集电环方案的机组进行了高低温、盐雾、振动等多项环境适应性测试，均通过了实验验证。当前，该技术已广泛应用在三北风沙干燥，西南高湿度、高海拔，东南部高温湿热，以及海洋等环境区域。
截至目前，金风偏航集电环技术累计获得授权专利36件，其中发明专利15件。2024年，该技术的产业化运用入选国家知识产权局发布的专利产业化十大典型案例，以及中国专利保护协会发布的《2024年度绿色技术创新典型案例》。此外，由金风科技主导的“风力发电机组偏航集电环技术规范”已在2023年通过国家能源局立项审批，今年已启动标准编制发布工作。
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▓来源：金风科技
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