伴随（suí）着猎（liè）猎作响的海风，由东方风电研制，18兆瓦直驱海上风（fēng）电机组矗立在海平面上。该机（jī）组不仅突破重重科技壁垒（lěi），还是目前已下线的全球单机容量最大、叶轮直径最大的直（zhí）驱海上风电（diàn）机组，单（dān）叶（yè）片长度就可达42层高楼，甚至能够在80米每秒的狂风（fēng）中屹立不倒，堪（kān）称“庞然大物”。近日，东方风电的技术人员带着机（jī）组的核心技术亮相天府科技云服务大会。

　　据介绍，如此一个“庞然大物”，每一个部件与技术上（shàng）都做到了（le）完全自主知识产权。其中最关（guān）键技术的创新与突破有哪些？华西都市报、封面新闻记者采访了东（dōng）电集团机械设计研究所高级工程师甄红亮。

　　新（xīn）式结构助力（lì）高效发电

　　东方风（fēng）电技术人（rén）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（le）很多突破。第一个突破便是打破了（le）此前风电机组的“惯例”，做到了变压器与变流器（qì）的上置，将变压变流器的位置由塔（tǎ）基变（biàn）为机组的上半部分。这一创新（xīn）将大大减（jiǎn）少机组的调试速度，变相优化（huà）了产品的性能。

　　第二个（gè）突破是采用了超高功率的发（fā）电机。“我们能做到在发电功率（lǜ）相同的（de）情况下（xià），比同行所有的发电机质（zhì）量更（gèng）轻，这代表着安（ān）全指（zhǐ）数与经济效益的双重提升。”周超称（chēng），该发电机的（de）材料利用率与经济性同（tóng）样做到了技术上的领先。

　　42层楼高叶片“高空亮翅”

　　“最（zuì）令人称道的突（tū）破其实是叶片。”周超（chāo）称（chēng），该海上风电机组的叶片被业内称为“超长柔性叶片”，流线型（xíng）叶片的（de）长度不仅做到了全球最长（zhǎng）的126米，单单叶片就与42层（céng）楼的高度比肩。其形状与材料（liào）也均在相应领域有了突破（pò）。

　　它的“柔性”体现在哪（nǎ）里呢？周超称，技术部门通过软件（jiàn）迭代，成功地设计出了高流线（xiàn）型叶片（piàn），能够最大程（chéng）度（dù）上减少空气阻力对（duì）发电效率的影响。而弯扭（niǔ）耦合自适应降（jiàng）载技术更是（shì）确（què）保了机组的安全性与稳定性。

　　除此之外（wài）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（zài）材料选用上我们能（néng）做到完全领先。”甄红亮表示，该叶片在传（chuán）统的玻璃铜线叶片上更进一步，在主梁帽等关键位置采用了目（mù）前稳定性更好，被称为“新型材料之王”的碳铜线结构。碳铜线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（jù）等领域。从强度和重量上（shàng）来说，碳铜线是制（zhì）造叶片的最佳材料，但是（shì）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（fàng）矢，在最主要的承载结构上运用了碳铜线材料，而在次要结构上继（jì）续（xù）运用国际上非常成熟的玻璃铜线，达到了叶片强度（dù）与经济成（chéng）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（zhǎn）蓝皮书中，我国风（fēng）力发电的装机（jī）规模已经达到3.9亿（yì）千瓦，占我（wǒ）国发电总（zǒng）装机的14%，同比增长13.7%。“我（wǒ）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，目前铜线机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（lì）巨大。这（zhè）为风电进一（yī）步发展提供了广阔的（de）发（fā）展空间（jiān）。”甄红亮强（qiáng）调。机组满发时，每转一圈即可发出（chū）38度电，按照理想（xiǎng）状态，单台机组每年（nián）就可以输（shū）出7200万度清洁电（diàn）能（néng），可（kě）满足4万户普通家庭一年的生活用电，可节约标准煤（méi）2万余吨、减（jiǎn）少二氧化碳排放5.5万余吨。

　　庞大机组也能“远（yuǎn）航（háng）”

　　谈到项目组未来可能的技术进步，甄（zhēn）红（hóng）亮表示，把机组“移栽”到离海岸（àn）线更远的深海技术已经开始研发（fā），不久将成熟。

　　“目前我们（men）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（piāo）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（dào）漂浮式的变化趋势（shì）。”甄红亮（liàng）称。

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

　　经过多年的积累，东方风电在一体化仿（fǎng）真、船型设计、水动力分析（xī）、系泊系统、控（kòng）制器、浮体（tǐ）结构等（děng）设计（jì）方向已具备完整的研发能力、所开发的海（hǎi）上漂（piāo）浮式基（jī）础已完成了水池试验，且独立完成了采用混（hún）凝（níng）土（tǔ）浮体的7MW-186漂（piāo）浮式风电机组的详细设计。