2018年联合动力自主发明的专利《一种风电场功率协同控制方法及其系统》获得中国专利金奖，作为第一完成单位及第一 […]
2018年联合动力自主发明的专利《一种风电场功率协同控制方法及其系统》获得中国专利金奖，作为第一完成单位及第一完成人申报的项目《高效低风速风电机组关键技术研发和大规模工程应用》获得国家科技进步二等奖，在一年内两次创造了我国风电企业获得国家级奖励的记录，这不仅在国家能源集团新时代发展的大局中书写了浓墨重彩的一笔，更是在风电装备制造领域让中国技术吐气扬眉。
2008年，我国风电装备制造市场还不是这番景象，当时外企的市场占有率近70%。经过短短10年的发展，我国企业成功实现弯道超车，现今我国年新增装机排名前十名早已看不见外企的身影。联合动力作为国家能源集团为推进风电产业发展，解决风电关键设备国产化问题而成立的高科技公司，是其中有力代表。最新数据显示，截至目前，联合动力自主研发机组累计装机1880万千瓦，市场占有率位列全国第二，是央企中最大的风电装备制造企业。联合动力的青春活力、步步为先，与其对技术创新的追求紧密相连。
十年磨一剑
2019年，是联合动力成立的第12个年头，本次获得国家科技二等奖的《高效低风速风电机组关键技术研发和大规模工程应用》项目，是依托国家“973”和科技支撑计划等科技项目，“产学研”协同攻关，历时10年自主创新的成果，这几乎贯穿了联合动力整个发展历程，可谓十年磨一剑，砺得梅花香。
“中国风机也要有中国特色，需适应中国国情。”联合动力技术负责人告诉记者，“一开始，我们也曾借鉴于国外设计，但由于中国低风速区面积较大的特点，进口产品明显‘水土不服’，经济性不高、竞争力较差。”
据了解，我国中东南部地区属典型低风速地区，位于电力负荷中心，电网接入条件好，但平均风速低，风速风向变化快，具有能量密度低、湍流强度高的特征。这就要求风电机组必须提高能量捕获能力，特别是要能承受随机性的交变气动冲击，常规机组已不再适用。因此，需要有针对性地研发低风速风电机组，而国际上并无先例，自主创新难度极大。
但这并没有吓退联合动力的技术人员。在一个个项目的实践中，联合动力技术团队勤于发现问题，善于总结经验，敢于攻关，最终完成了从风轮叶片、机舱到塔筒的整机设计，在低风速风电机组的轴承研制、运行控制和评估诊断等方面取得了重大突破。
“此前，风机的各个部分都是孤立的，这会影响机组发电量以及载荷，而风机一体化克服了这一难题，实现了各部分耦合，在控制成本的前提下，最大限度优化风机性能。”上述负责人表示，“我们研发的全球单位面积扫风最大的1.5兆瓦机组，至今未被突破。”
从局部到整体
“和踢足球一样，一位高水平足球运动员的加入无疑会迅速提升一个普通球队的水平，但世界级足球明星并不是确保一支球队取得胜利‘万能钥匙’。”联合动力技术人员说。
可以肯定的是，上述项目的成功研发无疑为球队添了一名新兵强将，但其仍然是从单体出发，针对一台风机个体的研究。然而，一个风电场是由一台台风机组成的整体，在“强将”加入后，如何从全局出发，有效实现“风-机-场”三方集群的有效协同？
据介绍，由于风电发电量受季节和天气条件的影响而波动性较大，且与稳定用电需求不完全匹配，容易导致电网频率波动较大，为满足用户侧负荷的需求，且减少电网频率波动，经常会产生弃风现象，导致能源利用率偏低。
为了增强风电对电网出力支撑，解决频率越限问题，有效提升风电消纳能力，联合动力发明《一种风电场功率协同控制方法及其系统》。这是一种针对集群风电机组，基于“风能-风电机组-风电场-电网信息”的功率协同控制方法和系统，从电源侧解决了风电场系统建模、尾流协同控制等难题。
“简单地说，我们通过抽象的算法计算出一个最优的排列组合。如果一个球队全是足球天才也并不是一件好事，和‘田忌赛马’一样，只有布局完美，才能实现效益最大化。”联合动力技术负责人表示，这项基础性精细化工作有两大特点，一是在限电的情况下，以最快的速度计算出满足指令的“排兵布阵”，二是若没有限制因素，在相同的机型配置下，风电场“火力全开”可以达到更高发电量。
目前，该系统已获国家专利金奖，中国电机工程学会黄其励院士、韩英铎院士和世界风能协会原主席贺德馨研究员一致认为，技术整体已达国际先进水平。
创新是第一生产力
联合动力2018年力捧两项国家级大奖，联合动力技术有限公司董事长、总经理褚景春说：“创新是企业发展的灵魂。实施创新驱动发展战略，是联合动力贯彻落实集团公司‘1169’发展战略的自觉行动，也是把握高端装备制造业发展大逻辑的关键抉择。”
近年来，联合动力坚持把创新摆在发展全局的核心位置，解放思想、开拓视野、主动作为，取得丰硕创新成果，获得国家能源集团总经理奖励基金特等奖，连续两年荣获集团公司“五星级”企业，连续3年获得集团公司科技进步一等奖，连续4年进入全球新能源企业500强，连续5年新增装机容量位列全球前十，走出了一条创新驱动企业高质量发展的兴企之路。
褚景春表示，“新时代呼唤创新，新发展需要创新、新未来取决于创新。未来，联合动力将坚持创新驱动发展方向不动摇，进一步增强紧迫感、责任感、使命感，真抓实干、积极作为，促进我国风电产业高质量发展，助力“一带一路”新能源供给，为全球绿色低碳发展提供有力的支撑。”
来源：中国能源报
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