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中国海装——核心技术优势从何而来
发表时间:2021-03-20     阅读次数:     字体:【

中国海装——核心技术优势从何而来

北极星风力发电网讯:对于任何技术密集型产业而言,研发能力是决定产业发展走势和企业竞争力的一大关键因素,风电也不例外。注重自主创新的中国海装,对此有着深刻的理解。

中国海装研究院院长张凯在接受本刊记者采访时多次言及,风电是一个充分竞争的市场,企业要想站稳脚跟,就必须掌握属于自己的核心关键技术。

基于这样的认识,自成立之日起,中国海装执着于打磨研发体系,依托国家级科研创新平台的建设以及重大科研项目的实施,不断增强自身的技术实力。

始于引进,着眼实现自主研发

与其他风电企业的发展轨迹相似,成立伊始,中国海装的技术主要依靠从国外引进。然而,脱胎于军工系统的天然属性促使其十分清楚自主掌握核心技术的重要性。因此,在引进的同时,这家企业积极进行同步开发,围绕2MW 机组开展加大风轮直径、扩展应用范围等工作,迅速增进对风电技术的认知。

“引进―消化―吸收,固然可以快速提升自己短期的技术能力,但要真正实现持续创新的良性循环,关键技术的掌握是必不可少的。”张凯指出,“企业必须结合自身的能力开展科技攻关,来提高自己的市场竞争力。尤其是对重大科研项目的攻关,有助于完善研发体系,能够很好地培养高素质的研发队伍。应该说,一路走来,我们都在朝着这个方向前行。”

经过17 年的发展,中国海装已经具备陆上与海上风电机组的正向设计能力,并确立“市场引领、技术驱动”的发展思路,实现从引进向自主设计的蜕变。

这背后,离不开人才、机制等方面的保障。

目前,中国海装拥有近230 名研发人员。其中,研究生的比例为52%,获得中高级职称的约占40%。该公司还通过由高校和中国船舶集团联合设立的硕士生培养点和博士后工作站,培养和引进高水平人才。

此外,中国海装将研发、生产制造、运维环节打通,形成闭环。研发人员承担着市场推广、生产技术支持、售后技术支持的任务,需要深入生产制造、风电场一线,去解决问题。生产制造中或者面向市场时出现的问题,也会及时被反馈给研发部门。

十多年来,依托这套体系,中国海装完成了多款陆上与海上风电机型的自主设计,取得并网控制、整机控制等方面的一批重要研究成果,在相应领域积聚起优势。

张凯认为,中国海装的核心优势主要体现在整机的系统集成上,即系统设计技术和运行控制技术。

“我们在这两方面有一些独特的东西,基于对风电机组传动机制、发电理论的理解,搭建了全工况的载荷仿真和智能控制等专用设计平台;掌握了从整机的载荷计算到零部件匹配设计的开发链条,通过自主研发的整机智能控制和并网控制技术相结合,进而实现机组的最优匹配设计和高效运行。”

这也让中国海装在一些产品的开发上走在了行业的前列,比如大风轮直径机组,其秘诀就在于单机的降载控制技术。中国海装的科研团队围绕变桨的控制算法、塔筒阻尼和传动链阻尼的控制算法做了大量研究工作,由此获得的一系列专利还斩获中国船舶集团的发明专利大奖。

两大中心,开启双子星时代

2019 年年底,中国海装的研发体系建设步入新的阶段,其被认定为2019 年(第26 批)国家企业技术中心。

据悉,国家企业技术中心是国家根据创新驱动发展要求和经济结构调整需要,对创新能力强、创新机制好、引领示范作用大、符合条件的企业技术中心予以认定,同时对企业的创新技术研究、生产经营等方面给予政策扶持,鼓励引导行业骨干企业带动产业技术进步和创新能力提高,发挥企业在技术创新中的主体作用,建立健全企业主导产业技术研发创新的体制机制。

梳理相关要求可以看出,国家企业技术中心的申报门槛高、难度大,每个省份的推荐名额不超过6 个。中国海装与重庆市的50 余家企业展开同台竞争,最终得以入围。在全国竞争中,通过国家发展改革委核分修正、国家统计局科技报表修订备案、国家各相关部委对企业经营合规性审查等评审后,中国海装于2019 12 月获得国家发展改革委的网上认定文件。

张凯表示,“被认定为国家企业技术中心,既是对中国海装科技创新能力和自主研发水平的充分认可,也是希望通过该中心带动整个产业链和行业的发展。”

为达成建设目标,中国海装正在有序推进技术中心的规划性工作。

需要注意的是,这是中国海装继2014 年建成国家海上风力发电工程技术研究中心之后,再次获批建设国家级研发平台,开启了中国海装国家级科技创新平台的“双子星”时代。

事实上,早在2010 1 月,科技部就正式对国家海上风力发电工程技术研究中心立项批复,由中国海装负责建设。该中心是海上风电装备技术研究、系统设计、集成制造及海上风电场工程技术研究的专业机构,旨在形成海上风电整机核心技术体系,实现海上风电核心技术领域的创新。

张凯认为,投用至今,这一中心发挥出多重价值:将优质资源整合起来,包括邀请专家定期参加研讨会,为行业建言献策,指明技术的发展方向;实施国家的重大课题,比如5MW 海上风电机组整机设计、集成示范及产业化应用”等。

目前,国家海上风力发电工程技术研究中心已初步形成技术创新、成果转化、信息交流、人才培养四大功能;先后承担国家、地方科研项目30余项,包括7 项国家级项目,19 项省部级项目,4项集团项目,10 余项科技成果获得国家及省部级奖项;主持编制海上风电国家标准2 项,参与编制国际标准7 项、行业标准10 余项。

深度合作,共同开展协同创新

当下,进行广泛的产学研合作成为多数行业技术创新的主流模式,这一点在风电行业表现得尤为明显。一方面,风电涉及众多学科和环节,有赖于所有参与者的紧密协作;另一方面,中国风电产业发展经历了“引进―消化―吸收―再创新”的演变,全球合作贯穿其中。

张凯认为,“风电必须进行协同,没有哪家整机企业可以把所有活全部干完,这也不符合行业发展的趋势。”

他指出,中国海装的诞生是军民融合的产物,最初就建基于中国船舶集团的技术实力以及研发体系。“我们与生俱来有这样的良好条件,大家在一个集团里,是一家人,比较容易协调。”

洛阳双瑞风电叶片有限公司总经理史俊虎以其为中国海装5MW 机型配套研制、长度达83.6m 的叶片为例介绍说,从论证到选型,再到中间的反复迭代,双方互动得十分频繁。

据了解,这家成立于2008 年的企业,主要从事风电叶片、机舱罩和特种非金属复合材料制品的研制、生产、销售和服务,以及产品、技术的进出口业务。目前,其拥有8 个生产基地,叶片年产能达到1500 套,年产值超过20 亿元。

为了进一步整合资源,中国船舶集团专门建立了风电事业群,联合所属的31 家机构,由中国海装作为牵头单位,确定年度研发规划,从设计阶段即开始协同。

目前,这套机制有效加速着新产品的研发,其推出的10MW 海上风电机组就是由中国船舶集团立项。

与此同时,中国海装还不断深化全球合作。“我们与国外机构的合作非常广泛,涵盖机组设计、关键部件供应、核心软件开发、前沿技术探索等。”张凯说。

舍弗勒大中华区工业事业部南区销售总监乐斌旺告诉记者,2007 年至今,舍弗勒与中国海装持续密切合作,成为后者轴承解决方案的主要供应商。

“从最初的2MW 机组开始,我们就建立起很好的合作基础。在后续的机组研发中,舍弗勒也给予了全方位的支持。”他表示,“这同样是一个彼此学习与提升的过程,不单纯是技术层面,我们也能够吸收中国海装在海上风电、供应链管理等方面的丰富经验,他们的供应链管理非常成熟。”

2019 10 月,基于双方长期建立的高度互信,中国海装与舍弗勒签署了战略合作协议,将利用双方的核心竞争力建立全面战略合作伙伴关系。

布局未来,创新空间依然可观

虽然风电技术取得过长足进步,但在张凯看来,从子系统到整机,未来的创新空间仍十分广阔,比如轴承、齿轮箱等部件的可靠性提升以及主控软件、变桨驱动软件的开发。

“特别是在国产化的过程中,无论是部分关键部件的可靠性,还是核心软件的自主设计能力,都有很大的进步空间。”他说。

为此,张凯建议,企业应当加大投入,国家也有必要联合第三方推动公共测试平台等基础设施的建设,为满足行业的共性需求提供支撑。

而作为风电机组制造企业,中国海装始终将研发的重心放在整机的系统集成上。其中,海上风电无疑是未来的重点方向之一,基于“装备一代、研制一代、预研一代、探索一代”的策略,在拥有5MW6.X MW 等成熟平台的基础上,这家企业又相继推出8MW10MW 机型。

针对海上风电即将走向平价上网的现实,中国海装正在与相关设计院进行海上风电一体化设计的探索。记者了解到,由于在海上风电项目中,基础成本所占的比重较大,因此,通过对整机和基础进行一体化仿真,能够有效减小整体的冗余设计,降本效果更为明显。

此外,为了适应未来深远海开发的需要,充分释放海上风电的价值,中国海装还围绕漂浮式风电、海上风电制氢等前沿领域开展研究。

值得一提的是,2018 年,中国海装申报的“海上浮式风电装备研制”项目获得工信部立项,这是风电领域国家拨款规模最大的科研项目。目前,已经在示范工程、浮体设计、一体化仿真等方面取得突破。

“只有持续开展原创性、高起点、高水平、前瞻性的科技创新活动,才能保持企业的创新活力,让企业在行业内保持领先地位。只有加强科技成果的转化和对行业的带动作用,打通产业链进行协同创新,才能更好地引领行业前进。”张凯强调。


 
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