日前，在業(yè)界專家和相關(guān)參建方的注視下，我國(guó)單機(jī)容量最大的抽水蓄能電站機(jī)組——浙江仙居電站首臺(tái)機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電。機(jī)組各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。業(yè)主做了一個(gè)簡(jiǎn)單直觀的實(shí)驗(yàn)，將3枚硬幣立于高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)組蓋板上，硬幣屹立不倒，證明了機(jī)組運(yùn)行的高穩(wěn)定性。在這座具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的375兆瓦國(guó)內(nèi)最大單機(jī)容量、447米高水頭水輪機(jī)的研制中，哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱哈電機(jī)）以卓越的技術(shù)實(shí)力，在助推抽水蓄能機(jī)組國(guó)產(chǎn)化的征程中又實(shí)現(xiàn)了一次重大飛躍。
而在荒溝抽水蓄能項(xiàng)目招標(biāo)中，哈電機(jī)在國(guó)內(nèi)外6家同行企業(yè)參與的公開競(jìng)標(biāo)中，憑借國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)再度贏得用戶信任，將4臺(tái)30萬千瓦抽水蓄能機(jī)組全部收入囊中。而“分?jǐn)?shù)極路比繞組”技術(shù)作為其中的重要研發(fā)成果之一，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。
哈電機(jī)通過半個(gè)多世紀(jì)努力，參與研發(fā)制造了10余座電站的數(shù)十臺(tái)機(jī)組，逐步建立了一套我國(guó)獨(dú)有的抽水蓄能機(jī)組技術(shù)研發(fā)體系，穩(wěn)穩(wěn)地站在了世界抽水蓄能技術(shù)領(lǐng)域的前沿。
創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)先世界
“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，創(chuàng)新興則企業(yè)興、創(chuàng)新強(qiáng)則企業(yè)強(qiáng)、創(chuàng)新久則企業(yè)持續(xù)強(qiáng)盛?！惫娂瘓F(tuán)公司董事長(zhǎng)、黨委書記鄒磊如是說。哈電機(jī)積極貫徹集團(tuán)公司發(fā)展戰(zhàn)略，依托國(guó)家科技支撐計(jì)劃、企業(yè)三年科技趕超計(jì)劃等，一次次刷新著行業(yè)紀(jì)錄。
一直以來，水泵水輪機(jī)穩(wěn)定性和運(yùn)行效率兼顧問題，始終是行業(yè)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。為了提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的辦法是，在機(jī)組中安裝非同步導(dǎo)葉。但這樣的做法卻是治標(biāo)不治本，不僅設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、整體安全性低，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致機(jī)組無法并網(wǎng)。面對(duì)這一世界性難題，該公司積極革新設(shè)計(jì)理念，采用獨(dú)特的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，最終實(shí)現(xiàn)了機(jī)組各工況性能的合理匹配，使“S區(qū)”水頭安全裕量和“駝峰”區(qū)揚(yáng)程裕量分別高達(dá)18.6%和4.7%，極大地滿足了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
此外，研究人員還研發(fā)出降低水泵水輪機(jī)無葉區(qū)壓力脈動(dòng)幅值技術(shù)、混流式水泵水輪機(jī)長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪等獨(dú)創(chuàng)成果，為水泵水輪機(jī)水力穩(wěn)定性和效率的雙向提高增加砝碼，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
針對(duì)抽水蓄能機(jī)組轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)，哈電機(jī)集中精力，各個(gè)突破，開發(fā)出了高轉(zhuǎn)速向心式磁極絕緣托板結(jié)構(gòu)，有效阻止了可能出現(xiàn)的繞組接地情況的產(chǎn)生；提出了新的端點(diǎn)迭代法，有效解決了傳統(tǒng)的端點(diǎn)迭代法在確定同步電機(jī)大功角穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況過程中收斂慢甚至不收斂的問題；采用“三斜結(jié)構(gòu)”的可逆式同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)，具有半傘式密閉、自循環(huán)、全空氣冷卻、三相凸極等特點(diǎn)。
與此同時(shí)，哈電機(jī)還建立了功能強(qiáng)大的雙向推力軸承試驗(yàn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了真機(jī)全模擬發(fā)電電動(dòng)機(jī)工況的試驗(yàn)，開發(fā)出了適用于抽水蓄能機(jī)組的雙向彈性金屬塑料瓦推力軸承，進(jìn)一步拓寬了雙向推力軸承的可選技術(shù)范圍。先進(jìn)合理的結(jié)構(gòu)，完全保證了機(jī)組結(jié)構(gòu)性能的安全可靠。
通過不懈努力，哈電機(jī)早已研制出了適用于大型抽水蓄能機(jī)組的智能數(shù)字式勵(lì)磁系統(tǒng)和調(diào)速器，牢牢掌握了核心技術(shù)，處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先地位。從旁觀學(xué)習(xí)到親自實(shí)踐，哈電機(jī)逐步掌握了大型抽水蓄能機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)整體調(diào)試技術(shù)，打破了以往外方主導(dǎo)該領(lǐng)域的壟斷格局。
將技術(shù)手段與試驗(yàn)?zāi)芰χ槁?lián)璧合，哈電機(jī)助推著我國(guó)抽水蓄能技術(shù)向著高尖端方向邁進(jìn)。
填補(bǔ)“空白”完美對(duì)接
“哈電機(jī)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分?jǐn)?shù)極路比繞組技術(shù)研究，是非常有意義的一項(xiàng)水電技術(shù)創(chuàng)新，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該類技術(shù)的空白?！敝袊?guó)工程院院士張勇傳這樣評(píng)價(jià)。
隨著抽水蓄能機(jī)組容量的不斷增加，常出現(xiàn)容量、電壓和轉(zhuǎn)速不匹配的問題。為了兼顧其匹配性，設(shè)計(jì)水泵水輪機(jī)時(shí)，不得不退而求其次，放棄水力性能優(yōu)越的轉(zhuǎn)速。若要解決這一矛盾，就必須采用新的定子繞組連接方式。于是，分?jǐn)?shù)極路比繞組技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
采用集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身的分?jǐn)?shù)極路比繞組關(guān)鍵技術(shù)制造的機(jī)組，不僅主保護(hù)方案簡(jiǎn)單，占地面積小，而且電站系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更高，除了能夠應(yīng)用在類似的抽水蓄能機(jī)組中以外，而且可以推廣應(yīng)用至常規(guī)的水火電產(chǎn)品中。這項(xiàng)技術(shù)即將應(yīng)用于黑龍江省首座大型抽水蓄能電站——荒溝電站機(jī)組的設(shè)計(jì)制造中。
鏡頭推到十年前，國(guó)內(nèi)對(duì)于“分?jǐn)?shù)極路比繞組”技術(shù)僅處于“聽聞”階段。為了掌握關(guān)鍵技術(shù)，哈電機(jī)科研人員在最初的兩年時(shí)間里，嘗試了上百種繞組連接方案，遺憾的是，沒有一種方案能夠適用于實(shí)際的生產(chǎn)制造工藝。征程漫漫，阻礙不了他們前進(jìn)的步伐。為了快速準(zhǔn)確地挑選出最佳方案，科研人員提出了分?jǐn)?shù)極路比繞組的評(píng)價(jià)指標(biāo)，繪制了上千種繞組接線圖。又是一個(gè)“兩年”過去了，終于選出了最佳的繞組排列方案，并開發(fā)出了相關(guān)的程序。
將理論付諸實(shí)踐，新問題再度橫亙。在試驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的磁極結(jié)構(gòu)根本無法滿足電機(jī)的性能指標(biāo)。問題如何破解？科研人員沒有放棄，他們繼續(xù)研究、分析，再次提出了新的磁極結(jié)構(gòu)。付出終有回報(bào)，試驗(yàn)樣機(jī)制造完成，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性，最終可以在真機(jī)上應(yīng)用。
“研發(fā)要跟得上市場(chǎng)的腳步，市場(chǎng)需要什么，我們就開發(fā)什么?！惫径麻L(zhǎng)兼總經(jīng)理邱希亮這樣說道。從2014年開始，公司便針對(duì)可變速抽水蓄能機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，在這項(xiàng)應(yīng)用前景十分廣闊的抽水蓄能新技術(shù)面前，哈電人不斷探索、鉆研、實(shí)踐，讓新技術(shù)落地生根。
回望歷史春發(fā)夏長(zhǎng)
站在新的起點(diǎn)向歷史回望：一條引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的漂亮軌跡，一道起步、跨越、趕超、騰飛的完美型線……
看似水到渠成，實(shí)則來之不易。還記得50年前，成立未滿十年的哈電機(jī)，便開始了抽水蓄能模型研發(fā)的圓夢(mèng)之旅。從低水頭起步，向高水頭發(fā)展，100米、200米、300米、500米，直至700米水頭段的水泵水輪機(jī)水力研究，一步一個(gè)腳印。
最初的幾十年里，研發(fā)條件相當(dāng)艱苦，沒有相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備，沒有抽水蓄能項(xiàng)目研發(fā)制造的業(yè)績(jī)，有的卻是技術(shù)人員的一腔熱血和“不達(dá)目標(biāo)誓不罷休”的實(shí)干精神。也就是憑著這種實(shí)干精神，為哈電機(jī)向著更高、更遠(yuǎn)目標(biāo)的邁進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
戰(zhàn)略對(duì)接，愿景對(duì)接，國(guó)家對(duì)抽水蓄能項(xiàng)目高瞻遠(yuǎn)矚。2001年，通過回龍、白山、青松等項(xiàng)目，哈電機(jī)與國(guó)際公司合作，引進(jìn)了中型抽水蓄能機(jī)組水力設(shè)計(jì)成果和原型機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)。2003年開始，在國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、科技部、國(guó)家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司等國(guó)家部門和業(yè)主單位的大力支持下，哈電機(jī)開始了大型抽水蓄能機(jī)組的自主化研制之路，通過“技術(shù)引進(jìn)、掌握優(yōu)化、自主創(chuàng)新”，依托寶泉、白蓮河、蒲石河、響水澗等抽水蓄能電站的建設(shè)，成功實(shí)現(xiàn)了大型抽水蓄能機(jī)組的自主研制并在核心技術(shù)上取得突破。
2011年，由哈電機(jī)研制的我國(guó)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型抽水蓄能機(jī)組——響水澗抽水蓄能機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電，機(jī)組無論是效率、壓力脈動(dòng)還是空化等綜合特性指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。而早在響水澗轉(zhuǎn)輪模型同臺(tái)對(duì)比試驗(yàn)之后，哈電機(jī)便以優(yōu)異的機(jī)組綜合性能指標(biāo)，一舉奪得300米水頭段的溧陽(yáng)、500米水頭段的仙居抽水蓄能兩個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)制造權(quán)。
“哈電機(jī)真正具備了自主完成大容量、高轉(zhuǎn)速抽水蓄能機(jī)組的研制能力，打破了國(guó)外壟斷。”國(guó)家科技支撐計(jì)劃負(fù)責(zé)人如是說。
求木之長(zhǎng)，必固其根本，哈電機(jī)必須通過自主創(chuàng)新掌握核心技術(shù)，解決國(guó)外企業(yè)沒有解決的難題。
從抽水蓄能項(xiàng)目被納入國(guó)家科技支撐計(jì)劃，到依托項(xiàng)目開展研發(fā)制造，再到機(jī)組陸續(xù)投入商業(yè)運(yùn)行，歷時(shí)將近5年的時(shí)間，哈電機(jī)在水泵水輪機(jī)、發(fā)電電動(dòng)機(jī)、控制系統(tǒng)裝置及系統(tǒng)集成技術(shù)等方面取得了重大創(chuàng)新成果，獲得國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)，獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)。而運(yùn)行性能始終穩(wěn)定如一的蒲石河、響水澗抽水蓄能機(jī)組，是對(duì)哈電機(jī)研發(fā)制造技術(shù)實(shí)力的最好肯定，標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了抽水蓄能機(jī)組研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試的全面自主化。
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