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《中国能源报》:海风呼啸处 青春绽芳华
在广袤无垠的海洋之上,海浪拍打着希望,海风传递着梦想。一位青年科学家,以坚定的信念和无畏的勇气,在这片深蓝领域闯出一片新天地。他就是华能清能院海上风电部主任、华能海上风电公司总经理刘鑫。38岁的他,用九年时光将“把论文写在祖国大地上”的誓言,镌刻在了深蓝海域的浪花里。
跨界:从水电新兵到风电尖兵的蝶变
2016年盛夏,如东八仙角的滩涂上蒸腾着暑气,刘鑫的鞋底陷进松软的泥沙里,眼前是尚未完工的海上风电项目工地,70台风机桩基如同钢铁森林般刺破海平面。这个刚走出清华园的水电博士,接到了职业生涯中最具挑战性的调令——“院里需要搞风电的人,你要不要试试?”领导的话语像一颗火种,点燃了刘鑫骨子里的冒险基因。从水电站到风电领域,这不是简单的跨界,而是将一粒青稞种子播撒在盐碱地上。
面对风机尾流控制这一世界级难题,他带着团队在实验室里搭建起仿真模型,激光雷达扫描出的气流轨迹在屏幕上交织成流动的曲线,如同给看不见的风装上了霓虹灯带。“那段时间,我们像拼拼图一样反复调整叶片角度。”团队成员回忆道。他们将卫星遥感数据与现场实测结合,如同一张精密的捕风网。最终,他们创新性地采用激光雷达与合成孔径卫星联合测量技术,成功实现海上风电场风电机组尾流可视化,为亚洲首个百万千瓦级海上风电场绘制出了精准的“呼吸图谱”。
海风穿过实验室的通风口,与屏幕上的气流轨迹形成奇妙共振。刘鑫突然发现,这些绿色能源的脉络,与水流曲线竟有着相似的韵律。这项成果不仅助力团队斩获中国电力科技进步一等奖,也在刘鑫的心底埋下伏笔:既然水能驯服,风能亦可驾驭,他要在海上风电领域闯出一片属于自己的天地。
突围:从“难关”到“国之重器”的跨越
2018年,我国首个海上风电领域国家重点研发计划项目正式启动,刘鑫深刻认识到国外技术垄断“紧箍咒”让我国海上风电发展举步维艰。看着国外企业在技术上的封锁,刘鑫心中满是不甘,带领团队详细梳理了我国海上风电发展面临的6方面21项技术瓶颈和短板事项,牵头行业上下游企业,迈上了海上风电国产化的艰难征程。
他们一头扎进实验室,无数个日夜,调试着每一道工艺参数,最终研制出耐得住10万小时运转的“中国心”,让海上风电机组装上了“中国轴承”。然而,挑战并未就此停歇。在叶片大型化、柔性化浪潮下,刘鑫团队研精覃思,大胆创新,提出大型风电叶片半反问题优化设计法,在保障可靠性前提下有效减轻叶片重量。历经无数次迭代优化,最终成功打造出长度惊人的120米级叶片。这叶片如同大鹏之翼掠过海面,仿佛要带着中国海上风电事业一飞冲天。
不仅如此,刘鑫带领团队在海上风电仿真与建模关键技术上也取得了重大突破,自主开发的海上风电机组-塔架-基础整体化结构优化设计软件,可以用更少的材料为海上风电机组打造一副更强壮的“骨架”。在江苏、广东等9个沿海省区风电场示范应用效果显著。
就这样,刘鑫带领团队在国产化的道路上不断前行,实现了多项“从0到1”的突破。在5兆瓦至18兆瓦系列化国产化大型海上风电机组研制和示范应用过程中,首次实现了叶片、主轴承、变桨系统、主控PLC系统、变流器IGBT等核心关键部件全国产化,解决短板问题,打破国外技术垄断,塑造国产化产业链。其中,5兆瓦机组入选国家能源局能源领域首台(套)重大技术装备,18兆瓦机组更是入选“央企十大国之重器”。刘鑫深知,这些成就的背后,是整个产业链共同努力的结果,就像是一场盛大的“深海协奏曲”,每一个企业都奏响了自己的最强音。
破冰:在科技无人区凿出深海之光
海上风电蓬勃发展,融合开发成为必然趋势。2022年7月,华能清能院会议室里的空气仿佛凝固成冰——我国首套抗浪型漂浮式光伏平台“黄海一号”的仿真模型已连续72小时运算失败。与国产化海上风电机组研制曾面临的困境相似,国内在海工平台专用仿真工具领域仍是一片空白。“必须建立属于我们自己的联合仿真模型!”刘鑫的声音打破僵局。他们详细剖析每一个参数,在无数次测试试验中寻找最优设计组合。当关键节点在应力仿真中碰撞出理想曲线时,团队成员们欢呼雀跃。这个自主研发的联合仿真模型,不仅提高了模型计算的稳定性,更让“黄海一号”具备了抵御10米巨浪的钢筋铁骨。
图说:刘鑫在我国首套抗浪型漂浮式光伏平台“黄海一号”项目现场
时间来到2024年夏季,山东海域的调试现场,集装箱内的温度计指针几乎要熔断在40摄氏度的刻度上。年轻工程师们后背的工作服被汗水浸出“盐渍地图”,调试进度仍停滞不前,光伏组件始终无法触发微电网能量管理系统。刘鑫带领团队立即成立紧急攻关小组,结合调试数据筛查问题可能存在的堵点,协调各设备厂家增派调试人手,仔细盘点收集从逆变器、储能、弱电柜、负载各节点运行数据,根据数据进行倒排摸查。从早上七点一直到深夜十一点,连续多日的高强度作业使大家疲惫不堪,但眼神中始终闪烁着坚定的光芒。
功夫不负有心人,最终他们找到了症结所在。当微电网系统终于成功启动时,刘鑫望着窗外的“黄海一号”,银色光伏板在朝阳下泛起粼粼波光。这个直径近50米、高9米的庞然大物,在30米深水区书写着中国光伏的新传奇,那一刻,所有人的疲惫都烟消云散。
从如东的滩涂起步,到黄海的浪尖拼搏,刘鑫以青春为笔,以奋斗为墨,书写着新时代科技工作者的担当与使命。如今,他的目光已投向更远的海域。作为国内首个漂浮式国家重点研发计划项目的课题负责人和执行负责人,刘鑫正引领团队勇攀科技高峰,全力攻关全球容量最大的17兆瓦深远海漂浮式风电系统,进一步突破浮体轻量化设计瓶颈,为深远海风电开发开辟新路径。在未来的征程中,他将继续向着深蓝更深处挺进,为我国的能源事业发展贡献更多的力量。
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