陳科 科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者 李詔宇

11月10日，由中國東方電氣集團(tuán)有限公司聯(lián)合中國華能集團(tuán)有限公司研制，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的18兆瓦直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組在福建省福清市東方電氣風(fēng)電（福建）有限公司生產(chǎn)基地下線。這是目前已下線的全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組。

作為針對海上I類風(fēng)速區(qū)域開發(fā)的全新一代海上風(fēng)電機(jī)組，18兆瓦直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組是東方電氣集團(tuán)與中國華能集團(tuán)海上風(fēng)電創(chuàng)新聯(lián)合體緊密合作、創(chuàng)新開發(fā)的大國重器。機(jī)組的關(guān)鍵部件葉片、發(fā)電機(jī)、變流器、變壓器等完全實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

機(jī)組下線儀式現(xiàn)場。采訪對象供圖

該機(jī)組葉輪直徑達(dá)260米，機(jī)組部分由3萬余個(gè)部件組成，其中機(jī)組輪轂中心高度160米，相當(dāng)于53層居民樓的高度；風(fēng)輪掃風(fēng)面積53000余平方米，相當(dāng)于7.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場。機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)，每轉(zhuǎn)一圈即可發(fā)出38度電，在年平均每秒10米的風(fēng)速下，單臺機(jī)組每年可輸出7200萬度清潔電能，可滿足4萬戶普通家庭一年的生活用電，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2萬余噸、減少二氧化碳排放5.5萬余噸。

東方電氣風(fēng)電股份有限公司總經(jīng)理葛紅兵說，作為風(fēng)電領(lǐng)域的“海上巨無霸”，18兆瓦直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組配套的葉片單支長126米，采用東方電氣自主研發(fā)的大厚度、鈍尾緣、高性能翼型葉片。其研發(fā)中，應(yīng)用了氣動結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)和彎扭耦合自適應(yīng)降載技術(shù)，使用了新型碳纖維拉擠板材料和新型主梁結(jié)構(gòu)，可兼顧結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟(jì)性。

“該機(jī)組的發(fā)電機(jī)還采用了超高功率密度發(fā)電機(jī)，其雙軸承結(jié)構(gòu)的布置，使軸承受力均勻、軸承承載能力強(qiáng)，安全可靠性高。”東方電氣風(fēng)電股份有限公司副總經(jīng)理劉世洪說，該機(jī)組研發(fā)中還采用“主動偏航抗臺風(fēng)策略+被動抗臺風(fēng)結(jié)構(gòu)”設(shè)計(jì)，可抵御每秒80米的超強(qiáng)臺風(fēng)，適用海域廣。同時(shí)，采用了行業(yè)首創(chuàng)全國產(chǎn)化集成式雙驅(qū)變槳系統(tǒng)，解決了關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”問題。

18兆瓦直驅(qū)海上風(fēng)電機(jī)組。采訪對象供圖

“雙驅(qū)變槳安全性高，可有效改善超大型風(fēng)電機(jī)組變槳傳動的機(jī)械承載，提升使用壽命。”劉世洪說，該機(jī)組在運(yùn)行中，可使用東方電氣自主開發(fā)的iPACOM智慧系統(tǒng)，作為行業(yè)首創(chuàng)基于邊緣計(jì)算技術(shù)的智能控制，該系統(tǒng)可對威脅機(jī)組運(yùn)行安全的工況提前識別保護(hù)。同時(shí)，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境工況自動優(yōu)化控制參數(shù)，促使機(jī)組發(fā)電效率達(dá)到最優(yōu)，并對主要部件健康狀態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤預(yù)警，延長關(guān)鍵部件使用壽命。

據(jù)了解，在全國已投運(yùn)10兆瓦及以上大容量海上風(fēng)電機(jī)組中，東方電氣自主研制的海上風(fēng)電機(jī)組已占三分之一以上。此前，該企業(yè)研制的10兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組自2020年7月投運(yùn)以來，已穩(wěn)定運(yùn)行3年多時(shí)間，是目前國內(nèi)運(yùn)行時(shí)間最長、最穩(wěn)定、可利用率最高的大容量海上風(fēng)電機(jī)組。