陳科 科技日報實習記者 李詔宇

11月10日，由中國東方電氣集團有限公司聯(lián)合中國華能集團有限公司研制，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的18兆瓦直驅(qū)海上風電機組在福建省福清市東方電氣風電（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容量最大、葉輪直徑最大的直驅(qū)海上風電機組。

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

機組下線儀式現(xiàn)場。采訪對象供圖

該機組葉輪直徑達260米，機組部分由3萬余個部件組成，其中機組輪轂中心高度160米，相當于53層居民樓的高度；風輪掃風面積53000余平方米，相當于7.5個標準足球場。機組滿負荷發(fā)電時，每轉(zhuǎn)一圈即可發(fā)出38度電，在年平均每秒10米的風速下，單臺機組每年可輸出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)約標準煤2萬余噸、減少二氧化碳排放5.5萬余噸。

東方電氣風電股份有限公司總經(jīng)理葛紅兵說，作為風電領(lǐng)域的“海上巨無霸”，18兆瓦直驅(qū)海上風電機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，應用了氣動結(jié)構(gòu)一體化設計技術(shù)和彎扭耦合自適應降載技術(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)濟性。

“該機組的發(fā)電機還采用了超高功率密度發(fā)電機，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，安全可靠性高。”東方電氣風電股份有限公司副總經(jīng)理劉世洪說，該機組研發(fā)中還采用“主動偏航抗臺風策略+被動抗臺風結(jié)構(gòu)”設計，可抵御每秒80米的超強臺風，適用海域廣。同時，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)海上風電機組。采訪對象供圖

“雙驅(qū)變槳安全性高，可有效改善超大型風電機組變槳傳動的機械承載，提升使用壽命。”劉世洪說，該機組在運行中，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)基于邊緣計算技術(shù)的智能控制，該系統(tǒng)可對威脅機組運行安全的工況提前識別保護。同時，根據(jù)運行環(huán)境工況自動優(yōu)化控制參數(shù)，促使機組發(fā)電效率達到最優(yōu)，并對主要部件健康狀態(tài)實時跟蹤預警，延長關(guān)鍵部件使用壽命。

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