近日，全球首臺(tái)雙轉(zhuǎn)子漂浮式風(fēng)電平臺(tái)一一“明陽天成號”，在歷經(jīng)一個(gè)完整年周期的全場景及全功率段運(yùn)行后，圓滿完成了包括材料與結(jié)構(gòu)可靠性驗(yàn)證、部件與系統(tǒng)級技術(shù)驗(yàn)證、智能控制策略優(yōu)化及前沿機(jī)理研究在內(nèi)的各項(xiàng)綜合測試，性能指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)，成功攻克了雙葉輪漂浮式風(fēng)電技術(shù)難題。
這標(biāo)志著由明陽集團(tuán)自主研發(fā)的漂浮式風(fēng)電核心技術(shù)在理論研究與工程化應(yīng)用水平等方面實(shí)現(xiàn)重大突破，為全球深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)打造可復(fù)制、可規(guī)模化的中國標(biāo)準(zhǔn)。

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核心結(jié)構(gòu)經(jīng)受極端海況考驗(yàn) 

核心系統(tǒng)可靠性全面驗(yàn)證

在一年多的運(yùn)行周期內(nèi)，“明陽天成號”歷經(jīng)復(fù)雜的洋流與潮汐的交變載荷及三次超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)（摩羯、樺加沙、麥德姆）惡劣氣象條件的考驗(yàn)，整機(jī)結(jié)構(gòu)體系保持穩(wěn)定可靠，核心創(chuàng)新結(jié)構(gòu)性能得到充分驗(yàn)證。

“明陽天成號”直面超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“樺加沙”

超高性能混凝土浮體：創(chuàng)新材料應(yīng)用表現(xiàn)優(yōu)異，在海水腐蝕、海生物附著及波浪沖擊等極端海況載荷和長期運(yùn)行的疲勞載荷下，其結(jié)構(gòu)完整性、力學(xué)性能保持高度穩(wěn)定，為漂浮式基礎(chǔ)的大型化、模塊化、經(jīng)濟(jì)性和可靠性提供全新解決方案。

宜水性流線型浮筒：精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)浮體水動(dòng)力特性與浮力平衡驗(yàn)證，平臺(tái)姿態(tài)控制及應(yīng)力分布可控，在復(fù)雜水動(dòng)力及氣動(dòng)環(huán)境下展現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)安全性，如在滿發(fā)情況下，實(shí)測機(jī)艙的橫搖均值為0°，縱搖范圍為0.25°~2.75°。

塔架+拉索系統(tǒng)設(shè)計(jì)：優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)載荷高效傳遞，保障雙葉輪協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)安全與運(yùn)行穩(wěn)定性，整機(jī)剛度提升，降低了塔筒及混凝土浮臂的疲勞響應(yīng)；實(shí)測塔筒頻率及拉索頻率與理論設(shè)計(jì)偏差1%，體現(xiàn)整體設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

單點(diǎn)系泊+下風(fēng)向設(shè)計(jì)：通過雙葉輪的主動(dòng)偏航控制方案和翼型塔架的對風(fēng)效果，實(shí)現(xiàn)360度自適應(yīng)快速對風(fēng)，對風(fēng)偏航速度達(dá)到0.2-0.28°/s，較常規(guī)主動(dòng)偏航系統(tǒng)的對風(fēng)效率提升33%-87%。臺(tái)風(fēng)麥德姆深度影響期間，“明陽天成號”的偏航誤差始終控制在±3°以內(nèi)，且“錨點(diǎn)”固定在一個(gè)半徑為4米的圓內(nèi)，驗(yàn)證了單點(diǎn)系泊系統(tǒng)在復(fù)雜海況下的超強(qiáng)適應(yīng)性與可靠性。

系統(tǒng)級技術(shù)測試圓滿完成 

仿真與測試雙向驗(yàn)證

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)構(gòu)建多風(fēng)輪機(jī)組測試驗(yàn)證體系，通過整機(jī)從上到下上千個(gè)傳感器，采集機(jī)組全功率段內(nèi)、99%可見海況的海量實(shí)測數(shù)據(jù)，與計(jì)算機(jī)建模中的高精度載荷仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析；全面開展機(jī)組動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，深度解析風(fēng)浪流耦合下的浮體運(yùn)動(dòng)、機(jī)組運(yùn)行、機(jī)組姿態(tài)、拉索索力變化等機(jī)理，形成完整的技術(shù)數(shù)據(jù)庫，為下一代超大型雙風(fēng)輪機(jī)組的研發(fā)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完善提供關(guān)鍵支撐。

工程測試流程圖

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全場景控制策略成功驗(yàn)證 

運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)靈活突破

依托自主創(chuàng)新的智能控制策略設(shè)計(jì)，“明陽天成號”完成多項(xiàng)核心控制策略在全工況下的實(shí)海驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)高效、安全、靈活運(yùn)行：

雙葉輪恒功率協(xié)同控制：通過“兩級三控”的控制架構(gòu)體系，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、槳距角等的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)功率平衡、載荷均衡，最大化提升風(fēng)能利用效率。

主動(dòng)偏航對風(fēng)控制：結(jié)合單點(diǎn)系泊被動(dòng)對風(fēng)偏航的優(yōu)勢，通過PID控制器調(diào)節(jié)兩側(cè)葉輪的推力差，實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)對風(fēng)，適配多變風(fēng)況；實(shí)測在低功率、低風(fēng)速情況下，主動(dòng)偏航控制策略能使平均偏航誤差降低5°，在高功率、高風(fēng)速條件下，誤差可減少15°。

尾流優(yōu)化控制：基于雙葉輪氣動(dòng)耦合特性與實(shí)際海況尾流演化規(guī)律，通過智能算法協(xié)同調(diào)度雙機(jī)、載荷分配優(yōu)化及氣動(dòng)干擾抑制，有效降低來自上風(fēng)向風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)，以及對下風(fēng)向風(fēng)機(jī)的風(fēng)速虧損等導(dǎo)致的湍流強(qiáng)度增大及功率損失影響，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)氣動(dòng)性能協(xié)同最優(yōu)的同時(shí)，提升整場的發(fā)電能力。

共振區(qū)穿越與載荷抑制控制：智能識(shí)別在不同風(fēng)浪流工況下的共振區(qū)間，并安全穿越，實(shí)現(xiàn)智能規(guī)避振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，保障全工況結(jié)構(gòu)安全。

雙機(jī)頭單機(jī)運(yùn)行模式：成功驗(yàn)證在特定風(fēng)況區(qū)間及功率段下單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行測試，實(shí)現(xiàn)單機(jī)啟停機(jī)、功率調(diào)節(jié)、穩(wěn)定并網(wǎng)與安全退出，進(jìn)一步豐富運(yùn)行模式，驗(yàn)證平臺(tái)冗余運(yùn)行能力，提升機(jī)組調(diào)度靈活性、故障容錯(cuò)率與運(yùn)維窗口適應(yīng)性。

保護(hù)策略深度測試：試驗(yàn)了在全功率段工況下，各保護(hù)邏輯的準(zhǔn)確性及可靠性，及不同停機(jī)模式下機(jī)組的穩(wěn)定性。

“明陽天成號”漂浮式風(fēng)機(jī)從技術(shù)創(chuàng)新突破，到工程工藝突破，再到一年運(yùn)行試驗(yàn)，完成了結(jié)構(gòu)可靠、系統(tǒng)可控、策略可用、機(jī)理可知的全流程驗(yàn)證，其樣機(jī)的成功離不開各參與單位的支持，也是明陽集團(tuán)堅(jiān)持創(chuàng)新、深耕深遠(yuǎn)海風(fēng)電領(lǐng)域的必然結(jié)果。

未來，明陽集團(tuán)將持續(xù)深化技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化，加速推動(dòng)深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電技術(shù)迭代與規(guī)模化應(yīng)用，以硬核科技助力全球能源轉(zhuǎn)型，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)更多明陽力量。