——100%國產(chǎn)大兆瓦風(fēng)機控制系統(tǒng)表現(xiàn)優(yōu)異【培育新質(zhì)生產(chǎn)力在行動】

在甘肅省瓜州縣廣袤的戈壁灘上，長風(fēng)奔嘯。國內(nèi)首臺全鏈自主化大兆瓦風(fēng)機矗立曠野，晝夜不息。

“自今年初并網(wǎng)以來，這臺機組已平穩(wěn)運行半年，各項指標表現(xiàn)優(yōu)異，支撐它持續(xù)運轉(zhuǎn)的軟硬件，全由國內(nèi)自主研制。”近日，運達能源科技集團總經(jīng)理助理羅勇水告訴科技日報記者，這意味著我國大兆瓦風(fēng)機的控制系統(tǒng)制造不再需要依賴國外的技術(shù)和零部件，走出了一條中國特色的產(chǎn)業(yè)自主可控道路。

跨越三道鴻溝

長期以來，我國風(fēng)電裝機規(guī)模穩(wěn)居全球首位，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、整機制造能力持續(xù)領(lǐng)跑世界。但風(fēng)電機組中被譽為“中樞神經(jīng)”的核心控制系統(tǒng)，尤其是大兆瓦機型仍依賴進口。

此次投運的7.7MW陸上風(fēng)電機組，成功搭載100%國產(chǎn)“主控、變流、變槳”三大核心系統(tǒng)，歷經(jīng)超半年不間斷“靜默測試”，能穩(wěn)穩(wěn)捕獲戈壁長風(fēng)，穩(wěn)定輸送清潔電能。

談及這項技術(shù)突破，羅勇水用通俗的比喻拆解這套國產(chǎn)化核心體系：把風(fēng)電機組比作一臺智能捕風(fēng)機器人，主控系統(tǒng)是機器人的“大腦”，協(xié)調(diào)各個部件工作，統(tǒng)籌調(diào)度全局;變流系統(tǒng)是機器人的“心臟”，負責(zé)風(fēng)能轉(zhuǎn)化、穩(wěn)壓與友好并網(wǎng);變槳系統(tǒng)是機器人靈活的“手臂”，能精準調(diào)整葉片角度，以最優(yōu)姿態(tài)捕獲風(fēng)能。

在此基礎(chǔ)上，三大系統(tǒng)既要各司其職，又要協(xié)同運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)完全自主可控，挑戰(zhàn)不言而喻。羅勇水表示：“這是一套龐大的系統(tǒng)性工程，對各部件適配性、系統(tǒng)聯(lián)動精度、工況容錯能力提出極致要求。”

據(jù)介紹，從“局部替代”到“完全自主”，團隊跨越了三道鴻溝。

其一是攻克芯片自主關(guān)，此前風(fēng)機芯片依賴進口，不僅供貨受制于人，定價也全然被動。如今團隊已自主完成基于全國產(chǎn)化芯片的控制系統(tǒng)設(shè)計、制造、試驗，徹底筑牢供應(yīng)鏈安全根基。

其二是突破軟硬件融合關(guān)，技術(shù)人員通過上千輪動態(tài)調(diào)試與迭代優(yōu)化，順利解決了國產(chǎn)芯片在復(fù)雜工況下運行不穩(wěn)的行業(yè)難題。

其三是筑牢全棧自研關(guān)，從底層硬件、操作系統(tǒng)到上層應(yīng)用軟件，全鏈條掌握了技術(shù)及供應(yīng)鏈。

羅勇水表示，相較于行業(yè)部分國產(chǎn)化替代方案，這套全國產(chǎn)化系統(tǒng)實現(xiàn)了質(zhì)的跨越，有望重塑產(chǎn)業(yè)底層架構(gòu)與發(fā)展模式，一旦規(guī)模化鋪開，將徹底改變過去“買系統(tǒng)、等授權(quán)、付高額服務(wù)費”的被動局面。

迎接實戰(zhàn)“大考”

半年戈壁試練，是技術(shù)落地的硬核考場，更是國產(chǎn)系統(tǒng)實力的最佳佐證。

羅勇水介紹，國際主流進口風(fēng)控制系統(tǒng)的標準工作溫度區(qū)間為零下25℃至零上60℃，該參數(shù)可適配歐洲溫和風(fēng)場環(huán)境，但無法滿足我國風(fēng)電主力基地的極端工況需求。我國“三北”地區(qū)冬季極寒溫度低至零下40℃，沙戈荒地區(qū)夏季地表溫度可達零上70℃，疊加高濕、高鹽霧、強電磁干擾等復(fù)雜場景，進口系統(tǒng)運行邊界閾值嚴重不足，極易出現(xiàn)故障停機。

“我們的主控系統(tǒng)可在零下50℃至零上80℃極端溫度下穩(wěn)定工作，變流器、變槳系統(tǒng)也適配高低溫、高鹽霧、強電磁干擾等復(fù)雜場景，工況覆蓋范圍遠超進口同類產(chǎn)品，完美適配我國等特殊風(fēng)場環(huán)境。”羅勇水說。

同時，針對野外風(fēng)電場雷電頻發(fā)、電磁干擾復(fù)雜的運行特點，國產(chǎn)核心控制系統(tǒng)完成專項防護升級，抗干擾能力大幅提升，相較進口設(shè)備，國產(chǎn)系統(tǒng)響應(yīng)速度更快、運行能耗更低、故障發(fā)生率大幅下降。

半年穩(wěn)定運行只是起點，規(guī)模化的落地與持續(xù)的技術(shù)迭代，才是推動風(fēng)電產(chǎn)業(yè)升級的核心引擎。羅勇水坦言，風(fēng)電機組控制系統(tǒng)國產(chǎn)化仍需經(jīng)受更大規(guī)模驗證，部分技術(shù)有待在更多工程應(yīng)用中打磨優(yōu)化、提升成熟度;同時，國產(chǎn)風(fēng)電核心產(chǎn)品的市場認知與認可度以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)也需要持續(xù)培育。“但100%國產(chǎn)化風(fēng)機的落地已經(jīng)證明了這條路走得通——從芯片到算法，從單板到系統(tǒng)，中國風(fēng)電完全有能力構(gòu)建自主可控、性能更優(yōu)的核心控制體系。”羅勇水說。