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（來源：中國三峽能源）

5月2日下午，廣東陽江青洲海域，全球單機(jī)容量最大16兆瓦漂浮式海上風(fēng)電平臺——“三峽領(lǐng)航號”完成海上安裝，這標(biāo)志著我國在深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。

▲ 5月2日，全球單機(jī)容量最大16兆瓦漂浮式海上風(fēng)電平臺“三峽領(lǐng)航號”在廣東陽江海域完成安裝。攝影：潘宏冠

“十五五”規(guī)劃綱要首次明確指出，規(guī)范有序推進(jìn)深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)。預(yù)計(jì)到“十五五”末，我國海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模將超過1億千瓦。行業(yè)普遍認(rèn)為，當(dāng)水深超過50米且逐漸加深時(shí)，固定式風(fēng)電基礎(chǔ)成本顯著上升，而漂浮式風(fēng)電機(jī)組的成本變化則不明顯。對于開發(fā)深遠(yuǎn)海資源而言，漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)具有天然優(yōu)勢。

然而，越是深遠(yuǎn)海，環(huán)境越復(fù)雜莫測?！叭龒{領(lǐng)航號”作業(yè)區(qū)域離岸超70公里、水深超50米，直面17級臺風(fēng)、超20米浪高沖擊。在惡劣海況下，新型系泊系統(tǒng)與主動壓載系統(tǒng)兩大自主創(chuàng)新技術(shù)，為這座排水量達(dá)2.41萬噸的海上“不倒翁”筑牢了“漂而不倒、穩(wěn)且能發(fā)”的根基。

▲ “三峽領(lǐng)航號”創(chuàng)新研發(fā)應(yīng)用新型系泊系統(tǒng)、主動壓載系統(tǒng)等新技術(shù)，使得浮體平臺能夠在惡劣海況下安全穩(wěn)定運(yùn)行。圖為由高強(qiáng)度復(fù)合錨纜牽拉固定的半潛式浮體平臺。攝影：潘宏冠

從國家命題到上下游協(xié)同，這場“深海大考”，產(chǎn)業(yè)鏈如何共同作答？

2022年，在國務(wù)院國資委科研命題牽引下，三峽集團(tuán)基于國內(nèi)首個(gè)漂浮式風(fēng)電“三峽引領(lǐng)號”的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將攻關(guān)目標(biāo)瞄準(zhǔn)水深超50米的深海應(yīng)用，場址選在廣東陽江青洲項(xiàng)目，劍指大容量機(jī)組、半潛式基礎(chǔ)及國產(chǎn)系泊鏈等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。

其中，漂浮式風(fēng)電面臨的核心挑戰(zhàn)之一，是風(fēng)機(jī)與浮體平臺之間一度存在“對話失靈”。風(fēng)浪涌流中，支撐結(jié)構(gòu)與風(fēng)機(jī)相互耦合，但以往的設(shè)計(jì)?！案髯詾閼?zhàn)”，迭代時(shí)數(shù)據(jù)易發(fā)生偏差。為解決這一難題，工程師們秉持“一體化”設(shè)計(jì)理念，以真實(shí)海域環(huán)境參數(shù)反復(fù)驗(yàn)證，歷時(shí)一年半聯(lián)合攻堅(jiān)，最終攻克了風(fēng)機(jī)與浮體協(xié)同設(shè)計(jì)的難題。

2024年春，三峽集團(tuán)上海勘測設(shè)計(jì)研究院與金風(fēng)科技集團(tuán)的工程師們開啟了一場“雙向奔赴”。歷經(jīng)十輪交互設(shè)計(jì)、海量計(jì)算變更，終于成功解決了浮體載荷計(jì)算一致性問題。

金風(fēng)科技集團(tuán)工程師單寒梅回憶：“‘?dāng)?shù)據(jù)打通’是我們的‘解題法寶’。我們主動交互數(shù)據(jù)，背靠背進(jìn)行靜、動態(tài)計(jì)算驗(yàn)證，通過高精度等效模型得到更精確的仿真結(jié)果，整體單位重量降低，安全性能提升。這一過程讓我感受到了產(chǎn)業(yè)鏈伙伴的深度互信?！?/p>

國產(chǎn)化特種聚酯纖維纜等一系列新材料、新技術(shù)在海上風(fēng)電領(lǐng)域的首次應(yīng)用，帶動一批本土配套制造企業(yè)完成產(chǎn)能升級及技術(shù)創(chuàng)新，持續(xù)培育自主可控、安全高效的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈。

系泊系統(tǒng)是漂浮式風(fēng)機(jī)的“定海神針”，為平臺安穩(wěn)運(yùn)行筑牢第一道防線。項(xiàng)目創(chuàng)新采用國產(chǎn)化聚酯纖維纜與錨鏈組合的系泊方案，通過9根高強(qiáng)度復(fù)合錨纜將半潛式浮體平臺牢牢鎖控在指定海域，單根錨纜最大可承受約1300噸拉力，設(shè)計(jì)使用壽命長達(dá)25年。其中，我國自主研發(fā)的特種聚酯纖維纜為本次國產(chǎn)化關(guān)鍵突破材料，相較于傳統(tǒng)纜繩，具備高強(qiáng)度、高彈性、高耐久性，可高效吸收海浪沖擊，降低系泊張力。隨著機(jī)位水深加深，優(yōu)化后的系泊布局讓風(fēng)機(jī)系泊半徑較初代漂浮式風(fēng)機(jī)“三峽引領(lǐng)號”縮減超200米，大幅節(jié)約海域使用面積，適配深遠(yuǎn)海大規(guī)模開發(fā)需求。

“這不是普通繩索，而是超高強(qiáng)度彈性紐帶，解決了深遠(yuǎn)海系泊材料技術(shù)難題?！闭憬男掷K業(yè)有限公司副總經(jīng)理李航宇表示，該國產(chǎn)特種纜繩的規(guī)模化應(yīng)用，為我國深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電系泊系統(tǒng)國產(chǎn)化、低成本化發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。

如果說系泊系統(tǒng)負(fù)責(zé)“定得住”，主動壓載系統(tǒng)則承擔(dān)著“站得穩(wěn)”的重要職責(zé)。受海風(fēng)、海浪、海流三重外力疊加影響，漂浮式風(fēng)機(jī)易產(chǎn)生傾斜、晃動，傳統(tǒng)固定式壓載方式無法適配動態(tài)海洋環(huán)境。

對此，三峽集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國船舶科學(xué)研究中心自主研發(fā)智能主動壓載系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托高精度傳感監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)采集的海域風(fēng)浪流數(shù)據(jù)，自動調(diào)節(jié)立柱內(nèi)部水艙的水量來控制平臺姿態(tài)，有效降低機(jī)組在風(fēng)浪中的搖擺幅度，進(jìn)一步保障風(fēng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

“平臺三個(gè)側(cè)立柱900噸的壓載水，可以實(shí)現(xiàn)30分鐘內(nèi)3度傾角的精準(zhǔn)調(diào)控，自動‘扶正’近300米的風(fēng)電機(jī)組，讓漂浮式風(fēng)電系統(tǒng)從‘被動承受’風(fēng)浪變?yōu)椤鲃舆m應(yīng)’風(fēng)浪，從而站得更穩(wěn)、發(fā)得更滿。”上海勘測設(shè)計(jì)研究院“三峽領(lǐng)航號”技術(shù)負(fù)責(zé)人范可介紹道。

據(jù)了解，這是漂浮式風(fēng)電主動壓載在國內(nèi)的首次應(yīng)用，將在保障設(shè)備的穩(wěn)定性、減少機(jī)身晃動造成的風(fēng)能損耗等方面發(fā)揮重要作用。

外部錨定加固加上內(nèi)部智能調(diào)平，這兩項(xiàng)核心技術(shù)讓這臺葉輪直徑達(dá)252米、約50層樓高的海上風(fēng)電“巨無霸”，在茫茫大海上穩(wěn)如浮島。滿發(fā)狀態(tài)下，設(shè)備年發(fā)電量可達(dá)4465萬千瓦時(shí)，能滿足約2.4萬戶家庭全年用電需求，以硬核科技點(diǎn)亮深藍(lán)海上綠色能源。

作為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈牽頭建設(shè)單位，三峽集團(tuán)以“三峽領(lǐng)航號”大容量漂浮式海上風(fēng)電平臺為重要紐帶，串聯(lián)行業(yè)產(chǎn)學(xué)研用全鏈條優(yōu)質(zhì)資源，牽頭帶動上下游企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、聯(lián)合攻關(guān)，全方位推動海上風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備自主可控。

為提升自主創(chuàng)新能力，補(bǔ)齊深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)短板，三峽集團(tuán)牽頭聯(lián)合金風(fēng)科技集團(tuán)、中國船舶科學(xué)研究中心、東方海纜、浙江四兄繩業(yè)等20余家科研單位、制造企業(yè)組建創(chuàng)新聯(lián)合體，在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，創(chuàng)新采用齒電組合裝配新工藝，優(yōu)化機(jī)組組裝流程，生產(chǎn)制造效率大幅提升；在電力傳輸方面，自研66千伏高壓動態(tài)海纜，優(yōu)化外層防腐材質(zhì)與內(nèi)部線型結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化抗拉伸、抗扭曲性能，適配深遠(yuǎn)海極端復(fù)雜工況；在智能運(yùn)維層面，同步搭載智能監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集分析設(shè)備100余項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)機(jī)無人化遠(yuǎn)程智能運(yùn)維。

▲ 我國首艘“運(yùn)輸+起重”一體化深遠(yuǎn)海風(fēng)電施工船“烏東德”號，為“三峽領(lǐng)航號”安裝提供堅(jiān)實(shí)保障。攝影：關(guān)彥亮

技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系同步完善升級。作為國內(nèi)首個(gè)入級中國船級社的漂浮式風(fēng)電示范項(xiàng)目，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)深度參與漂浮式風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、系泊系統(tǒng)、動態(tài)電纜、安全運(yùn)維等多項(xiàng)能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制，搭建覆蓋設(shè)備生產(chǎn)、海上施工、運(yùn)行監(jiān)測、后期維保全生命周期的安全質(zhì)量管控體系。中國船級社海洋工程技術(shù)中心副主任李紅濤表示，本項(xiàng)目總結(jié)形成的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范、驗(yàn)收準(zhǔn)則，將為后續(xù)商業(yè)化深遠(yuǎn)海風(fēng)電場建設(shè)提供范本，加速推動我國漂浮式風(fēng)電從試驗(yàn)技術(shù)示范階段，邁向規(guī)模化、商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用新階段。

從單一機(jī)型技術(shù)突破，到全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級，在國家政策規(guī)劃引領(lǐng)下，三峽集團(tuán)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，充分發(fā)揮中央企業(yè)在資源整合、技術(shù)攻關(guān)中的帶動作用，共同走出一條“技術(shù)突破—裝備升級—成本下降—產(chǎn)業(yè)成熟”的發(fā)展之路。

國家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至今年3月底，全國海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模4722萬千瓦，連續(xù)5年全球居首。深遠(yuǎn)海域風(fēng)能資源開發(fā)前景廣闊?！啊龒{領(lǐng)航號’屹立深藍(lán)，是中國海上風(fēng)電挺進(jìn)深遠(yuǎn)海的縮影，然而要深耕這片藍(lán)海、進(jìn)一步發(fā)展漂浮式風(fēng)電技術(shù)仍然任重道遠(yuǎn)。未來，我們將充分發(fā)揮‘主體支撐’和‘融通共建’的雙重作用，為國家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、海洋強(qiáng)國建設(shè)持續(xù)注入強(qiáng)勁綠色動能?！比龒{能源副總經(jīng)理呂鵬遠(yuǎn)說。