伴随着猎猎作响的全球海风，由东方风电研制，最长组18兆瓦直驱海上风电机组矗立在海平面上。米叶该机组不仅突破重重科技壁垒，片海还是上风目前已下线的全球单机容量最大、叶轮直径最大的电机直驱海上风电机组，单叶片长度就可达42层高楼，黑科甚至能够在80米每秒的全球狂风中屹立不倒，堪称“庞然大物”。最长组近日，米叶东方风电的片海技术人员带着机组的核心技术亮相天府科技云服务大会。

　　据介绍，上风如此一个“庞然大物”，电机每一个部件与技术上都做到了完全自主知识产权。黑科其中最关键技术的全球创新与突破有哪些？华西都市报、封面新闻记者采访了东电集团机械设计研究所高级工程师甄红亮。

　　新式结构助力高效发电

　　东方风电技术人员周超告诉记者，在机组的内部结构上，东电的研发部分实现了很多突破。第一个突破便是打破了此前风电机组的“惯例”，做到了变压器与变流器的上置，将变压变流器的位置由塔基变为机组的上半部分。这一创新将大大减少机组的调试速度，变相优化了产品的性能。

　　第二个突破是采用了超高功率的发电机。“我们能做到在发电功率相同的情况下，比同行所有的发电机质量更轻，这代表着安全指数与经济效益的双重提升。”周超称，该发电机的材料利用率与经济性同样做到了技术上的领先。

　　42层楼高叶片“高空亮翅”

　　“最令人称道的突破其实是叶片。”周超称，该海上风电机组的叶片被业内称为“超长柔性叶片”，流线型叶片的长度不仅做到了全球最长的126米，单单叶片就与42层楼的高度比肩。其形状与材料也均在相应领域有了突破。

　　它的“柔性”体现在哪里呢？周超称，技术部门通过软件迭代，成功地设计出了高流线型叶片，能够最大程度上减少空气阻力对发电效率的影响。而弯扭耦合自适应降载技术更是确保了机组的安全性与稳定性。

　　除此之外最引人关注的就是叶片所用的“特殊”材料，“与同类型竞品相比，在材料选用上我们能做到完全领先。”甄红亮表示，该叶片在传统的玻璃纤维叶片上更进一步，在主梁帽等关键位置采用了目前稳定性更好，被称为“新型材料之王”的碳纤维结构。碳纤维拥有更高的强度和模量，其主要应用于航空航天、高级轿车、高级文体用具等领域。从强度和重量上来说，碳纤维是制造叶片的最佳材料，但是其受限之处一直在于高昂的成本。“这次在设计上我们有的放矢，在最主要的承载结构上运用了碳纤维材料，而在次要结构上继续运用国际上非常成熟的玻璃纤维，达到了叶片强度与经济成本上的平衡。”

　　风力发电减少碳排放

　　在2023年6月发布的《新型电力系统发展蓝皮书》中，我国风力发电的装机规模已经达到3.9亿千瓦，占我国发电总装机的14%，同比增长13.7%。“我国近海和深远海150米高度、离岸200公里以内且水深小于100米的海上风能资源技术可开发量为27.8亿千瓦，目前海上风机累计装机仅为3000多万千瓦，利用率不足1.1%，未来开发潜力巨大。这为风电进一步发展提供了广阔的发展空间。”甄红亮强调。机组满发时，每转一圈即可发出38度电，按照理想状态，单台机组每年就可以输出7200万度清洁电能，可满足4万户普通家庭一年的生活用电，可节约标准煤2万余吨、减少二氧化碳排放5.5万余吨。

　　庞大机组也能“远航”

　　谈到项目组未来可能的技术进步，甄红亮表示，把机组“移栽”到离海岸线更远的深海技术已经开始研发，不久将成熟。

　　“目前我们的发电机组都是在近海，通过基础与大陆架相连。当水深超过100米后，传统固定基础的成本急剧提高，导致经济性较差，而漂浮式依靠系泊系统与海床连接，水深增加带来的边际成本增幅较小，更具边际成本优势。因此，海上风电的发展正呈现出由浅海到深海、由固定式到漂浮式的变化趋势。”甄红亮称。

　　可是，在波涛汹涌的深海，充斥着大风、湍流、高浪、急流等复杂、恶劣的外部环境，这样的庞然大物该如何“驻足”呢？对此，甄红亮也给出了答案。他表示，目前漂浮式基础借鉴了海上油气平台的技术，“可以理解成抛锚的大型轮船。”

　　经过多年的积累，东方风电在一体化仿真、船型设计、水动力分析、系泊系统、控制器、浮体结构等设计方向已具备完整的研发能力、所开发的海上漂浮式基础已完成了水池试验，且独立完成了采用混凝土浮体的7MW-186漂浮式风电机组的详细设计。

　　华西都市报-封面新闻记者 张峥 实习生 刘涵 【编辑:李润泽】

(责任编辑：探索)