日前，一項來自中國電力科學(xué)研究院的權(quán)威認證，為中國風電核心技術(shù)的自主化進程添上濃墨重彩的一筆。國內(nèi)企業(yè)三一重能自主研發(fā)的構(gòu)網(wǎng)型雙饋風電機組成功通過硬件在環(huán)測試，斬獲該領(lǐng)域國內(nèi)首張測試報告。這不僅標志著我國在高端風電電機領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)壁壘被成功突破，更清晰地勾勒出中國風電電機產(chǎn)業(yè)從昔日受制于人的“跟跑者”，到今日關(guān)鍵技術(shù)并跑甚至局部領(lǐng)跑的“創(chuàng)新者”的進階軌跡。
國產(chǎn)化風機替代的規(guī)模效應(yīng)初步顯現(xiàn)后，一場以深度創(chuàng)新為引擎、以全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同為戰(zhàn)甲的高質(zhì)量躍升，正在中國風電電機的血脈中澎湃涌動。
從“受制于人”到“自主可控”
我國風電產(chǎn)業(yè)起步初期，關(guān)鍵部件尤其是高端風電電機長期依賴進口。不僅成本高昂，供應(yīng)周期也受制于人，嚴重制約了行業(yè)自主發(fā)展。尤其是在兆瓦級以上風電機組的設(shè)計與制造中，電機、軸承、控制系統(tǒng)等核心部件更是被國外巨頭壟斷。
轉(zhuǎn)變始于政策推動與市場覺醒?！笆濉币詠?，在國家新能源戰(zhàn)略指引下，一批中國企業(yè)開始向上游核心部件領(lǐng)域拓展布局，力圖打破技術(shù)壁壘。伴隨著風電“搶裝潮”和平價上網(wǎng)時代的到來，降本壓力倒逼整機企業(yè)加速核心部件自研進程。
“我們從2008年起便布局電機自研，從最初百臺級的試制，到如今預(yù)計2025年自產(chǎn)電機將達2400臺，國產(chǎn)電機產(chǎn)能和成熟度已經(jīng)實現(xiàn)快速提升。”三一重能電機公司總經(jīng)理孔令江告訴中能傳媒記者。
從最初百臺級的試制，到如今實現(xiàn)批量生產(chǎn)，國產(chǎn)電機成熟度已經(jīng)實現(xiàn)快速提升。業(yè)內(nèi)專家指出，國產(chǎn)化不僅是產(chǎn)線轉(zhuǎn)移，更是技術(shù)能力的內(nèi)化。如今，國內(nèi)頭部企業(yè)已實現(xiàn)從材料選定、電磁設(shè)計到制造工藝的全流程穿透，甚至在一些細分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)反超。
“風電電機國產(chǎn)化不是單一企業(yè)的孤軍奮戰(zhàn)，而是整機廠商、零部件企業(yè)、材料供應(yīng)商及科研院所的協(xié)同作戰(zhàn)?！比蝻L能理事會戰(zhàn)略總監(jiān)趙鋒表示，通過共建研發(fā)平臺、共享試驗資源、共克技術(shù)難題，中國風電產(chǎn)業(yè)正在構(gòu)建一套以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系。
中國可再生能源學(xué)會風能專業(yè)委員會高級顧問杜廣平指出：“風電產(chǎn)業(yè)競爭本質(zhì)上是技術(shù)競爭和成本競爭。只有通過持續(xù)創(chuàng)新，在關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)自主可控，才能在全球市場中立于不敗之地。”
雖然我國風電電機國產(chǎn)化已經(jīng)取得一定成績，但在軸承材料、超導(dǎo)應(yīng)用、極端環(huán)境適應(yīng)性等前沿領(lǐng)域行業(yè)仍存在短板。未來，要想在全球市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，風電企業(yè)必須持續(xù)投入基礎(chǔ)研究、加強跨界合作、深化開放創(chuàng)新，尤其是在標準制定、檢測認證、國際合作等方面提升話語權(quán)。
創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展新引擎
如果說國產(chǎn)化解決了“有沒有”的問題，那么技術(shù)創(chuàng)新就是要回答“好不好”“強不強”的課題。在風電機組大型化、高效化、智能化的發(fā)展趨勢下，電機技術(shù)也正向更高功率密度、更高可靠性和更強電網(wǎng)適配性演進。
技術(shù)路線的選擇考驗企業(yè)戰(zhàn)略定力。在風電技術(shù)路線的選擇中，雙饋技術(shù)路線因其顯著的成本優(yōu)勢受到國內(nèi)企業(yè)青睞。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，相較于直驅(qū)和半直驅(qū)風電機組，雙饋機組僅須配備全功率變流器的1/3，且不需要永磁材料，較半直驅(qū)電機千瓦造價低5-10元，單臺電機成本可降低數(shù)萬元。
“雙饋技術(shù)路線技術(shù)使風機從傳統(tǒng)的‘跟網(wǎng)’模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭芍鲃又坞娋W(wǎng)的‘構(gòu)網(wǎng)’模式，顯著增強電網(wǎng)對新能源波動的適應(yīng)能力，這對于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具有重要意義?！睒I(yè)內(nèi)專家告訴記者。
成本優(yōu)勢的背后，是強大的技術(shù)積累作為支撐。目前，國內(nèi)企業(yè)已實現(xiàn)15兆瓦雙饋電機的商業(yè)化運行，20兆瓦機型的技術(shù)儲備亦已完成，在大型化賽道上穩(wěn)居行業(yè)前列。針對不同應(yīng)用場景，行業(yè)提供了定制化解決方案：針對大型化機組，聚焦轉(zhuǎn)子部件的離心力與疲勞問題；面對深遠海環(huán)境，采用獨創(chuàng)的全封閉滑環(huán)系統(tǒng)抵御鹽霧腐蝕；應(yīng)對沙戈荒場景，則重點優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的防沙堵設(shè)計。
試驗驗證體系是自主研發(fā)的關(guān)鍵支撐?！皼]有充分的驗證，就沒有可靠的產(chǎn)品?！笨琢罱寡?，為應(yīng)對風機大型化帶來的可靠性挑戰(zhàn)，三一重能建設(shè)了多個國家級試驗基地，并自研建成全球領(lǐng)先的35兆瓦級六自由度整機試驗臺，可模擬極端工況下的設(shè)備表現(xiàn)，完成從材料、部件到整機的全鏈條驗證。
此外，智能制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型則為電機性能提升和成本優(yōu)化提供了新路徑。通過建設(shè)自動化轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線、定子線圈流水線，應(yīng)用機器視覺、AI質(zhì)控等技術(shù)，電機工廠在提升人效的同時，可以更好地提高一次交檢合格率，展現(xiàn)出“智造”賦能傳統(tǒng)制造的巨大潛力。
更深層次的創(chuàng)新來自于系統(tǒng)融合與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。通過電機自研自制，實現(xiàn)與整機的深度匹配設(shè)計，顯著提升機組運行一致性與壽命。與此同時，企業(yè)與上游供應(yīng)商共同攻關(guān)，將滑環(huán)等關(guān)鍵部件的故障率降至遠低于行業(yè)平均水平。這種“深度融入產(chǎn)業(yè)鏈”的創(chuàng)新模式，是中國企業(yè)能夠兼顧性能、成本與可靠性的重要原因。
中國風電電機行業(yè)正迎來歷史性機遇?！皹?gòu)網(wǎng)型”技術(shù)從選項變?yōu)楸匦?，國家政策持續(xù)推動電網(wǎng)友好型風電場建設(shè)，風電開發(fā)企業(yè)也更加關(guān)注機組的全生命周期性能與并網(wǎng)表現(xiàn)。這些趨勢都將進一步推動行業(yè)向技術(shù)密集型方向轉(zhuǎn)變。
從跟跑到并跑，從并跑到領(lǐng)跑，中國風電電機的國產(chǎn)化進程正是中國高端裝備創(chuàng)新的一個縮影。自主創(chuàng)新沒有捷徑，唯有堅守長期主義、深化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、尊重技術(shù)規(guī)律，才能在世界能源科技浪潮中站穩(wěn)腳跟，為中國乃至全球的能源轉(zhuǎn)型持續(xù)注入強勁動力。
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